氧化鋯測(cè)氧原理及維護(hù)使用

發(fā)布時(shí)間:2008/6/5 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):447

高志強(qiáng)，肖立等

一、前言　　
　　1989年能斯特（nernst）發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定氧化鋯在高溫下呈現(xiàn)的離子導(dǎo)電現(xiàn)象。從此氧化鋯成為研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用最普遍的一種固體電解質(zhì)，它已在高溫技術(shù)，特別是高溫測(cè)試技術(shù)上得到廣泛應(yīng)用。由于氧探頭與現(xiàn)有測(cè)氧儀表(如磁氧分析器、電化學(xué)式氧量計(jì)、氣象色譜儀等)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)時(shí)間短(0.1s～0.2s)，測(cè)量范圍寬(從ppm到百分含量)，使用溫度高(600℃～1200℃)，運(yùn)行可靠，安裝方便，維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，因此在冶金、化工、電力、陶瓷、汽車(chē)、環(huán)保等工業(yè)部門(mén)得到廣泛的應(yīng)用。

二、氧探頭的測(cè)氧原理
　　圖1為氧探頭測(cè)氧原理示意圖。在氧化鋯電解質(zhì)(zro₂管)的兩側(cè)面分別燒結(jié)上多孔鉑（pt）電極，在一定溫度下，當(dāng)電解質(zhì)兩側(cè)氧濃度不同時(shí)，高濃度側(cè)(空氣)的氧分子被吸附在鉑電極上與電子（4e）結(jié)合形成氧離子o^2-，使該電極帶正電，o^2-離子通過(guò)電解質(zhì)中的氧離子空位遷移到低氧濃度側(cè)的pt電極上放出電子，轉(zhuǎn)化成氧分子，使該電極帶負(fù)電。兩個(gè)電極的反應(yīng)式分別為：
參比側(cè)：o₂+4e——2o^2-
測(cè)量側(cè)：2o^2-－4e——o₂

這樣在兩個(gè)電極間便產(chǎn)生了一定的電動(dòng)勢(shì)，氧化鋯電解質(zhì)、pt電極及兩側(cè)不同氧濃度的氣體組成氧探頭即所謂氧化鋯濃差電池。兩級(jí)之間的電動(dòng)勢(shì)e由能斯特公式求得：可

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一、前言　　
　　1989年能斯特（nernst）發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定氧化鋯在高溫下呈現(xiàn)的離子導(dǎo)電現(xiàn)象。從此氧化鋯成為研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用最普遍的一種固體電解質(zhì)，它已在高溫技術(shù)，特別是高溫測(cè)試技術(shù)上得到廣泛應(yīng)用。由于氧探頭與現(xiàn)有測(cè)氧儀表(如磁氧分析器、電化學(xué)式氧量計(jì)、氣象色譜儀等)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)時(shí)間短(0.1s～0.2s)，測(cè)量范圍寬(從ppm到百分含量)，使用溫度高(600℃～1200℃)，運(yùn)行可靠，安裝方便，維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，因此在冶金、化工、電力、陶瓷、汽車(chē)、環(huán)保等工業(yè)部門(mén)得到廣泛的應(yīng)用。
二、氧探頭的測(cè)氧原理
　　圖1為氧探頭測(cè)氧原理示意圖。在氧化鋯電解質(zhì)(zro₂管)的兩側(cè)面分別燒結(jié)上多孔鉑（pt）電極，在一定溫度下，當(dāng)電解質(zhì)兩側(cè)氧濃度不同時(shí)，高濃度側(cè)(空氣)的氧分子被吸附在鉑電極上與電子（4e）結(jié)合形成氧離子o^2-，使該電極帶正電，o^2-離子通過(guò)電解質(zhì)中的氧離子空位遷移到低氧濃度側(cè)的pt電極上放出電子，轉(zhuǎn)化成氧分子，使該電極帶負(fù)電。兩個(gè)電極的反應(yīng)式分別為：
參比側(cè)：o₂+4e——2o^2-
測(cè)量側(cè)：2o^2-－4e——o₂
這樣在兩個(gè)電極間便產(chǎn)生了一定的電動(dòng)勢(shì)，氧化鋯電解質(zhì)、pt電極及兩側(cè)不同氧濃度的氣體組成氧探頭即所謂氧化鋯濃差電池。兩級(jí)之間的電動(dòng)勢(shì)e由能斯特公式求得：可
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