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氧化鋯氧分析器的工作原理
在一片高致密的氧化鋯固體電解質(zhì)的兩側(cè),用燒結(jié)的方法制成幾微米到幾十微米厚的多孔鉑層作為電極,再在電極上焊上鉑絲作為引線;
就構(gòu)成了氧濃差電池,如果電池左側(cè)通入?yún)⒈葰怏w(空氣)。其氧分壓為po;電池右側(cè)通入被測氣體,其氧分壓為p1(未知)。
設(shè)po>p1,在高溫下(650~850oC), 氧就會從分壓大的Po側(cè)向分壓小的P1側(cè)擴(kuò)散,這種擴(kuò)散,不是氧分子透過氧化鋯從po側(cè)P1側(cè),而是氧分子離解成氧離子后通過氧化鋯的過程。
在750oC左右的高溫中,在鉑電極的催化作用下,,在電池的po側(cè)發(fā)生還原反應(yīng),一個氧分子從鉑電極取得4個電子,變成兩個氧離子(O2-)進(jìn)入電解質(zhì),即
O2(pn) 4e→2O2-
po側(cè)的鉑電極由于大量給出電子而帶正電,成為氧濃差電池的正極或陽極。
這些氧離子進(jìn)人電解質(zhì)后,通過晶體中的空穴向前運動到達(dá)右側(cè)的鉑電極,在電池的p1側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng),氧離子在鉑電極上釋放電子并結(jié)合成氧分子析出,即
2O2-→ O2(P1) 4e
p1側(cè)的鉑電極由于大量得到電子而帶負(fù)電,成為氧濃差電池的負(fù)極或陰極。
這樣在兩個電極上由于正負(fù)電荷的堆積而形成一個電勢,稱之為氧濃差電動勢。
當(dāng)用導(dǎo)線將兩個電極連成電路時,負(fù)極上的電子就會通過外電路流到正極,再供給氧分子形成氧離子,電路中就有電流通過。
氧化鋯氧量分析儀故障處理方法
在氧量變送器上顯示出氧電勢讀數(shù)過大:如果將鋯頭上標(biāo)氣孔絲堵 螺栓 擰開,氧電勢的讀數(shù)很快下降到0左右,再用測量鋯頭內(nèi)阻的方法判斷。如果鋯頭的內(nèi)阻足夠小,就可以說明此時鋯頭的測量功能是準(zhǔn)確的。理由是:鋯頭測得的氧量趨向變小時氧電勢變大,而氧量接近為零的時候,氧電勢就變成為無窮大了。
氧化鋯氧分析儀的工作原理是什么?
以氧化鋯作固體電介質(zhì),高溫下的電介質(zhì)兩側(cè)氧濃度不同時形成濃差電池,濃差電池產(chǎn)生的電動勢與兩側(cè)氧濃度有關(guān),如一側(cè)氧濃度固定,即可通過測量輸出電動勢來測量另一側(cè)的氧含量。氧化鋯氧量計的發(fā)送器就是一根氧化鋯管。 氧化鋯管是由氧化鉻(ZrO2)中滲入氧化鈣(Ca02)或氧化釔(Y2O3),并經(jīng)高溫焙燒后制成。晶格中部分四價的鉻離子被二價的鈣離子或三價的釔離子所取代而在晶格中形成氧離子空穴。由于氧離子空穴的存在,在600~1200℃高溫下,這種氧化鋯材料成為對氧離子有良好傳導(dǎo)性的固體電介質(zhì)。在氧化鋯管兩側(cè)氧濃度不等的情況下,濃度大的一側(cè)的氧分子在該側(cè)氧化鋯管表面電極上結(jié)合兩個電子形成氧離子,然后通過氧化鋯材料品格中的氧離子空穴向氧濃度低的一側(cè)泳動,當(dāng)?shù)竭_(dá)低濃度一側(cè)時,在該側(cè)電極上釋放兩個電子形成氧分子放出,于是在電極上形成電荷積累,兩電極之間產(chǎn)生電動勢,此電動勢阻礙這種遷移的進(jìn)一步進(jìn)行,直至達(dá)到動平衡狀態(tài),這就形成濃差電池,它所產(chǎn)生的與兩側(cè)氧濃度差有關(guān)的電動勢,稱作濃差電動勢。
氧化鋯氧量分析儀的注意事項
氧化鋯氧量分析儀管道材質(zhì)及表面粗糙度也將影響樣氣中氧含量的變化。一般不宜用塑料管,橡膠管等作為連接管路。氧氣微氧分析儀通常選用銅管或不銹鋼管,對超微量分析(指<0.1ppm)則必須用拋光過的不銹鋼管。
氧化鋯氧量分析儀在初次啟用前必須嚴(yán)格檢漏。氧氣微氧分析儀只有在嚴(yán)密不漏的前提下才能獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果。任何連接點,焊點,閥門等處的不嚴(yán)密,將會導(dǎo)致空氣中的氧反滲進(jìn)入管道及氧分析儀內(nèi)部,從而得出含氧量偏高的結(jié)果。