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熱磁式氧分析儀及氧化鋯氧氣傳感器原理
2010-11-12 16:50:49
常用的氧分析儀主要有氧化鋯式和熱磁式兩種,。
露點(diǎn)儀,、氧分析儀,、紅外線分析儀、氫分析儀,、焦?fàn)t煤氣氧分析儀、報(bào)警儀,、電石爐尾氣分析儀,、水泥窯氣體分析儀、半水煤氣分析儀高爐噴煤系統(tǒng),。
（1）氧化鋯氧氣傳感器式氧分析儀
氧化鋯（ZrO2）是一種陶瓷,，一種具有離子導(dǎo)電性質(zhì)的固體,。在常溫下為單斜晶體，當(dāng)溫度升高到１１５０℃時(shí),，晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄w,，同時(shí)約有７%的體積收縮；當(dāng)溫度降低時(shí),，又變?yōu)閱涡本w,。若反復(fù)加熱與冷卻，ZrO2就會(huì)破裂,。因此,，純凈的ZrO2不能用作測(cè)量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣（CaO）或氧化釔（Y2O3）作穩(wěn)定劑,，再經(jīng)過(guò)高溫焙燒,，則變?yōu)榉€(wěn)定的氧化鋯材料，這時(shí),，四價(jià)的鋯被二價(jià)的鈣或三價(jià)的釔置換,，同時(shí)產(chǎn)生氧離子空穴，所以ZrO2屬于陰離子固體電解質(zhì),。ZrO2主要通過(guò)空穴的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電,，當(dāng)溫度達(dá)到６００℃以上時(shí)，ZrO2就變?yōu)榱己玫难蹼x子導(dǎo)體,。
（2）熱磁式氧分析儀
其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率特別高這一物理特性來(lái)測(cè)定煙氣中含氧量,。氧氣為順磁性氣體（氣體能被磁場(chǎng)所吸引的稱(chēng)為順磁性氣體），在不均勻磁場(chǎng)中受到吸引而流向磁場(chǎng)較強(qiáng)處,。在該處設(shè)有加熱絲,，使此處氧的溫度升高而磁化率下降，因而磁場(chǎng)吸引力減小,，受后面磁化率較高的未被加熱的氧氣分子推擠而排出磁場(chǎng),，由此造成“磁風(fēng)”或“熱磁對(duì)流”現(xiàn)象。在一定的氣樣溫度,、壓力和流量下,，通過(guò)測(cè)量磁風(fēng)大小就可測(cè)得氣樣中氧氣含量。由于熱敏元件（鉑絲）既作為不平衡電橋的兩個(gè)橋臂電阻,，又作為加熱電阻絲,，在磁風(fēng)的作用下出現(xiàn)溫度梯度，即進(jìn)氣側(cè)橋臂的溫度低于出氣側(cè)橋臂的溫度,。不平衡電橋?qū)㈦S著氣樣中氧氣含量的不同,，輸出相應(yīng)的電壓值。
在氧化鋯電解質(zhì)的兩面各燒結(jié)一個(gè)鉑電極,，當(dāng)氧化鋯兩側(cè)的氧分壓不同時(shí),，氧分壓高的一側(cè)的氧以離子形式向氧分壓低的一側(cè)遷移,，結(jié)果使氧分壓高的一側(cè)鉑電極失去電子顯正電，而氧分壓低的一側(cè)鉑電極得到電子顯負(fù)電,，因而在兩鉑電極之間產(chǎn)生氧濃差電勢(shì),。此電勢(shì)在溫度一定時(shí)只與兩側(cè)氣體中氧氣含量的差（氧濃差）有關(guān)。若一側(cè)氧氣含量已知,，另一側(cè)氧氣含量就可用氧濃差電勢(shì)表示,，測(cè)出氧濃差電勢(shì)，便可知道煙氣中氧氣含量,。
