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直插式氧化鋯探頭必須用在負(fù)壓系統(tǒng)

文章作者:高氧分析儀    審核:微量氧分析儀    發(fā)布日期 [2012年4月9日]    文章閱讀 [4269]   來源:m.tltszn.com.cn

    直插式氧化鋯探頭必須用在負(fù)壓系統(tǒng),根據(jù)氧化鋯傳感器的應(yīng)用原理:
氧傳感器是利用穩(wěn)定的二氧化鋯陶瓷在650℃以上的環(huán)境中產(chǎn)生的氧離子導(dǎo)電特性而設(shè)計(jì)的。在一定的溫度條件下,如果在二氧化鋯塊狀陶瓷兩側(cè)的氣體中分別存在著不同的氧分壓(即氧濃度)時(shí),二氧化鋯陶瓷內(nèi)部將產(chǎn)生一系列的反應(yīng),和氧離子的遷移。這時(shí)通過二氧化鋯兩側(cè)的引出電極,可測到穩(wěn)定的毫伏級(jí)信號(hào),我們稱之為氧電勢(shì)。它服從能斯特(Nernst)方程:式中E為氧傳感器輸出的氧電勢(shì)(mv),Tk為爐內(nèi)的絕對(duì)溫度(K),P1和P2分別為二氧化鋯兩側(cè)氣體的氧分壓。實(shí)際應(yīng)用時(shí),將二氧化鋯的一側(cè)通入已知氧濃度的氣本(通常為空氣),我們稱之為參比氣。另一側(cè)則是被測氣體,就是我們要檢測的爐內(nèi)的氣氛,詳見圖1。氧傳感器輸出的信號(hào)就是氧電勢(shì)信號(hào),通過能斯特方程我們就可以得到被測爐氣氛中的氧分壓和氧電勢(shì)的關(guān)系。參比氣為空氣時(shí),可表示為:式中E為氧傳感器輸出氧電勢(shì);Tk為爐內(nèi)的絕對(duì)溫度;P02為爐內(nèi)的氧分壓。我們的氧傳感器產(chǎn)品帶有自加熱裝置,一般溫度保證在700℃,這樣TK數(shù)值基本是恒定的,從而通過上式可以直接測量出爐內(nèi)氧分壓濃度。 工程應(yīng)用中采用標(biāo)準(zhǔn)氣體來標(biāo)定氧傳感器輸出氧電勢(shì)E和氧分壓濃度PO2的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這種方法也是目前公認(rèn)的*準(zhǔn)確、*直接的標(biāo)定方法。
  在負(fù)壓情況下,氧化鋯探頭的參比氣是外部的空氣,并且因?yàn)闋t內(nèi)是負(fù)壓,可以保持參比氣部分恒定20.6%濃度不變,這樣與生產(chǎn)氣產(chǎn)生的氧電勢(shì)就準(zhǔn)確。這個(gè)是根據(jù)氧化鋯傳感器的原理得來的,但是如果用在正壓系統(tǒng)中,由于是正壓,參比氣部分的新鮮空氣不會(huì)補(bǔ)充進(jìn)去,會(huì)造成參比部分的電極濃度20.6%產(chǎn)生變化變低,那么這樣得出的氧電勢(shì)就非常不準(zhǔn)確,也沒有可比性。所以正確的使用直插式氧化鋯探頭必須安裝在煙道負(fù)壓段,有些應(yīng)用在其他工況上的直插式氧化鋯探頭應(yīng)用在正壓的系統(tǒng)是不合理的,根據(jù)氧化鋯探頭的應(yīng)用原理就能很清楚的確定是不準(zhǔn)確的。

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