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氧化锆如何在氧传感器上施展身手?

2020-12-22 11:28
工采网
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钢铁行业的轧钢加热炉、电力行业的锅炉等燃烧装置和热工设备,统统都是实体经济中的能源消耗大户。因此在众多大中型企业,钢铁冶金、石油化工、火力发电厂等工业领域中测量氧含量具有重要意义,它是能够提高燃烧效率、降低能源消耗、降低污染物排放、保护环境等作为提高产品质量和增强产

品竞争能力的重要途径。

那该如何测量和提高燃烧装置的燃烧效率、如何确定合适的燃烧点都成为十分关键的问题。一般而言,提高燃烧效率直接的方法就是使用烟气分析仪器(如烟气分析仪、燃烧效率测定仪、氧化锆氧含量检测仪)连续监测烟道气体成分,分析烟气中O2含量和CO含量,调节助燃空气和燃料的流量,确定较好的空气消耗系数。

因此,氧传感器作为工业上提高燃烧效率的利器,其响应时间、测量精度成为关键性能指标,当然,作为工业测量仪器,安装与维护也成为各大能源消耗企业的关心之处。而氧化锆氧传感器由于结构简单、响应时间短、测量范围广(从ppm到百分含量)、使用温度高(600℃-1200℃)、维护量小等有点,故而在冶金、化工、电力、汽车等领域得到广泛应用。接下来工采网小编和大家一起了解一下氧化锆作为高温电解质,如何在氧传感器上施展身手?

氧化锆测氧原理

氧化锆作为高温电解质,如何在氧传感器上施展身手?

在氧化锆电解质(一般为氧化锆管)的两侧面,分别烧结上多孔铂(Pt)电极。在一定温度下,当电解质两侧氧浓度不同时,高浓度侧(空气)的氧分子被吸附在铂电极上,与电子结合形成氧离子,使该电极带正电。之后,氧离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧的Pt电极上放出电子,转化成氧分子,使该电极带负电。两个电极的反应式分别为

氧化锆作为高温电解质,如何在氧传感器上施展身手?

这样在两个电极间便产生了一定的电动势,氧化锆电解质、铂电极及两侧不同氧浓度的气体组成氧探头即所谓氧化锆浓差电池。之后,通过测得气体温度和输出的电动势,便可通过能斯特方程计算得到氧分压(浓度),这就是氧化锆氧传感器的基本检测原理。

氧化锆作为高温电解质,如何在氧传感器上施展身手?

工采网提供的极限电流型氧化锆氧气传感器 - SO-E2-250因为在氧化锆电解质中电流的载体是氧离子,所以当电压施加到氧化锆电解槽时,氧气通过氧化锆盘被抽到阳极。如果给电解槽阴极加上一个带孔的盖子,氧气流向阴极的速率就会受到限制。受到这个速率的限制,随着所施加的电压逐渐增加,电解槽内的电流会达到饱和。这个饱和电流被称为极限电流,它与周边环境中的氧气浓度成正比。被广泛应用于医疗、实验室、食品行业、电气工业,安全技术/监控等领域。

极限电流型氧化锆氧气传感器SO-E2-250的优点:

测量范围广,10 ppm~96%氧气

高精度

多款型号呈线性特征

传感器信号对温度的依赖性小

交叉灵敏度低

使用寿命长

在多数情况下只需进行一次“单点校准”

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