您知道氧化鋯傳感器的原理嗎
更新時間：2022-04-20 點擊次數(shù)：2333次
氧化鋯傳感器是由氧化鋯（ZrO2）、和護(hù)套組成的儀器。氧化鋯傳感器有加熱式的和非加熱式的兩種。加熱式的氧傳感器在鋯管中間有加熱棒， 鋯管是由陶瓷體制成、固定在帶有安裝螺紋的固定套中。排插入排氣管中，它的內(nèi)表面與空氣相通，外表面與廢氣相通。鋯管的內(nèi)、外表面覆蓋一層多孔性鉑膜作電極，為防止廢氣腐蝕鉑膜，在鋯管外表面的鉑膜層上覆蓋一層多孔陶瓷層，并有一個防護(hù)套管，套管上開有槽口或孔。氧化鋯傳感器的接線端有一個金屬護(hù)套，上面開有孔，使鋯管內(nèi)表面與空氣相通，電線將鋯管內(nèi)表面鉑極經(jīng)絕緣套從傳感器引出。 氧化鋯傳感器原理是使用氧化鋯陶瓷敏感元件測量各種加熱爐或排氣管中的氧勢，并根據(jù)化學(xué)平衡原理計算相應(yīng)的氧濃度，以監(jiān)測和控制爐內(nèi)的燃燒空氣比，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。并且測量元件具有廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于各類煤燃燒、燃油燃燒、燃?xì)馊紵葼t內(nèi)氣氛控制。它是目前測量燃燒氣氛的最佳方式，結(jié)構(gòu)簡單?？焖夙憫?yīng)、易于維護(hù)、易于使用、精確測量。氧化鋯傳感器用于燃燒氣氛測量和控制不僅可以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)勢還在于縮短生產(chǎn)周期并節(jié)省能源。
氧化鋯傳感器是使用穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷的氧離子傳導(dǎo)特性在650℃或更高的環(huán)境中設(shè)計的。在一定的溫度條件下，如果氧化鋯塊體陶瓷兩側(cè)的氣體中存在不同的氧分壓（即氧濃度），則氧化鋯陶瓷內(nèi)部會發(fā)生一系列反應(yīng)，并且氧離子遷移。此時，可以通過二氧化鋯兩側(cè)的引出電極測量穩(wěn)定的毫伏級信號，我們將其稱為氧勢。
氧化鋯傳感器遵循能斯特方程：其中E是氧化鋯傳感器輸出的氧勢（mv），Tk是爐內(nèi)的絕對溫度（K），P1和P2是兩側(cè)氣體的氧分壓，二氧化鋯。在實際應(yīng)用中，將二氧化鋯的一側(cè)引入已知氧濃度的氣體（通常是空氣）中，我們將其稱為參考?xì)怏w。另一方面是要測量的氣體，這是我們想要檢測的爐子中的氣氛。氧化鋯傳感器輸出的信號是氧勢信號。通過能斯特方程，我們可以得到氧氣分壓與爐內(nèi)氣氛中的氧勢之間的關(guān)系。
當(dāng)參考?xì)怏w是空氣時，它可以表示為：其中E是氧化鋯傳感器輸出氧勢；Tk是爐內(nèi)的絕對溫度；P02是爐內(nèi)的氧分壓。我們的氧化鋯傳感器產(chǎn)品配有自加熱裝置。溫度通常保證在700℃，因此TK值基本恒定，因此爐內(nèi)的氧分壓濃度可以通過上式直接測量。在工程應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)氣體用于校準(zhǔn)氧化鋯傳感器輸出氧勢E和氧分壓濃度PO2之間的對應(yīng)關(guān)系。對于準(zhǔn)確的，此方法也是最準(zhǔn)確的校準(zhǔn)方法。
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