氧化鋯分析儀工作理論

    ZO-300系列氧化鋯探頭是利用氧化鋯濃差電勢來測定氧含量的傳感器，其核心的氧化鋯管擺設(shè)在一微型電爐內(nèi)，位于整個探頭的頂端。
氧化鋯管是由氧化鋯質(zhì)料摻以肯定量的氧化釔或氧化鈣經(jīng)高溫?zé)�結(jié)后形成的穩(wěn)固的氧化鋯陶瓷燒結(jié)體。由于它的立方晶格中含有氧離子空穴，因此在高溫下它是良好的氧離子導(dǎo)體。因其這一特性，在肯定高溫下，當(dāng)鋯管兩邊的氧含量差異時，它便是一個典范的氧濃差電池，在此電池中，氛圍是參比氣，它與煙氣分別位于內(nèi)外電極。在實際的氧探頭中，氛圍流經(jīng)外電極，煙氣流經(jīng)內(nèi)電極，當(dāng)煙氣氧含量P小于氛圍氧含量P0（20.6%O2）時，氛圍中的氧分子從外電極上奪取4個電子形成2個氧離子，產(chǎn)生如下電極應(yīng)聲：
O（P0）+4e-→2O-2
氧離子在氧化鋯管中敏捷遷移到煙氣邊，在內(nèi)電極上產(chǎn)生相反的電極應(yīng)聲：
2O-2 →O（P0）+4e-
由于氧濃差導(dǎo)致氧離子從氛圍邊遷移到煙氣邊，因而孕育產(chǎn)生的電勢又導(dǎo)致氧
離子從煙氣邊反向遷移到氛圍邊，當(dāng)這兩種遷移到達(dá)平衡后，便在兩電極間孕育產(chǎn)生一個與氧濃差有關(guān)的電勢信號E,該電勢信號切合"能斯特"方程：
E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)
式中R、F分別是氣體常數(shù)和法拉第常數(shù)，T是鋯管絕對溫度（K）, P0是氛圍氧含量（20.6%O2）, P 是煙氣含量。由（1） 式可見，在肯定的高溫條件下（一樣平常）600℃），肯定的煙氣氧含量便會有一對應(yīng)的電勢輸出，在理想狀態(tài)下，其電勢值在高溫地區(qū)內(nèi)對應(yīng)氧含量

　在理想狀態(tài)下，當(dāng)被測煙氣與參比氣濃度一樣時， 其輸出電勢E值為 0 mV, 但在實際應(yīng)用中，鋯管實際條件和現(xiàn)場環(huán)境均不是理想狀態(tài)。 故真相上的鋯管是偏離此值的。實際上，肯定氧含量鋯管輸出的電勢為理論值和本底電勢的和，我們稱為無濃差條件下鋯管輸出的電勢值為本底電勢或稱為零位電勢， 此值的大小又在差異溫度下呈差別的值， 并且隨鋯管利用期延伸而變革。 因此， 如不合錯誤此環(huán)境處理懲罰，會緊張影響整套測氧儀的精確和探頭壽命。鑒于此，ZO-300系列氧分析儀采取了"雙參數(shù)校正法"，對探頭本底電勢作特別處理懲罰，補充了鋯管的疏散性缺陷，延伸了探頭的利用壽命。