探头测氧原理

探头测氧原理

> 管是由材料掺以一定量的氧化钇或氧化钙经高温进行烧结后形成的稳定的陶瓷企业烧结体。测氧仪从而将各种燃烧设备的燃烧状态控制在最佳状态，能有效地节约各种燃料（如：原煤、石油、天然气、煤气等），控制设备平稳、经济运行，延长设备使用寿命；同时还可降低排烟“黑度”，减少排烟粉尘和SOX等有害气体。电化学氧分析仪高性能离子流氧气传感器，具备测量精度高、使用寿命长、稳定性好、响应速度快等特点。氧分析仪一种工业在线过程分析仪表，不仅广泛应用于加热炉、化学反应容器、地井、工业制氮等场合中混合气体内氧气浓度的检测,还大量用于锅炉内水中溶解氧、污水处理装置外排水溶解氧的检测。由于它的立方晶格结构中含有氧离子作为空穴，因此在研究高温下它是一种良好的氧离子通过导体。因其发展这一技术特性，在一定影响高温下，当锆管两边的氧含量不同时，它便是这样一个具有典型的氧浓差电池，在此电池中，空气是参比气，它与传统烟气可以分别表示位于中国内外两个电极。在实际的氧探头中，空气以及流经外电极，烟气流经内电极，当烟气氧含量P小于环境空气氧含量P0（20.6%O2）时，空气中的氧分子从外电极上夺取4个电子信息形成2个氧离子，发生情况如下工作电极系统反应：

O（P0）+ 4E-→2O-2

氧离子在管中迅速迁移到不同烟气边，在内工作电极上发生发展相反的电极进行反应：

2O-2→O（P0）4e-

由于氧气浓度的差异导致氧离子从空气侧迁移到烟气侧，由此产生的电势导致氧气

两种迁移达到平衡后，两个电极E之间产生与氧浓度差有关的电位信号，符合Nernst方程：

E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)

式中R、F分别是通过气体存在常数和法拉第反应常数，T是锆管绝对控制温度（K）, P0是空气氧含量（20.6%O2）, P 是烟气进行含量。由（1） 式可见，在一定的高温环境条件下（一般）600℃），一定的烟气氧含量影响便会有一对应的电势以及输出，在理想社会状态下，其电势值在高温工作区域内企业对应氧含量

使用传感器来确定氧含量的电位ZO-300系列探针浓度，芯管被设置在微型电炉中，在整个探针的顶部。

　在理想社会状态下，当被测烟气与参比气浓度也是一样时， 其输出系统电势E值为 0 mV, 但在中国实际发展应用中，锆管实际生活条件和现场管理情况均不是一个理想工作状态。 故事实上的锆管是偏离此值的。实际上，一定氧含量锆管输出的电势为理论值和本底电势的和，我们可以称为无浓差条件下锆管输出的电势值为本底电势或称为参考零位平衡电势， 此值的大小企业又在进行不同环境温度下呈不同的值， 并且随锆管使用期之后延长而变化。 因此， 如不需要对此问题情况分析处理，会严重程度影响以及整套测氧仪的准确和探头设计寿命。鉴于此，ZO-300系列氧分析仪采取了双参数校正法，对探头作为本底电势作特殊数据处理，弥补了锆管的离散性较大缺陷，延长了这些探头的使用网络寿命。