氧化锆式氧气浓度计的原理

发布日期：2022-08-10      浏览次数：774

氧化锆式氧气浓度计的原理

当氧化锆陶瓷被红热加热时，氧离子在其晶体结构中容易移动，并且由于电池内外表面之间的氧分压差而成为产生电压（电池电压）的氧浓度电池。
通过使单元内部与大气接触、外部与样品气体接触，可以产生基于大气中氧浓度的电压。这可以用以下公式表示：



E是氧化锆陶瓷产生的电压（mV），T是电池的绝对温度，由于大气中的氧浓度是恒定的，所以只要电池温度恒定，电池电压就恒定。

通过反算可以知道样气的氧浓度。

因此，当检测池两侧为空气时，池电压理论上为0 mV，且池电压随着样气中氧浓度相对空气的降低而升高。








在金属或陶瓷烧成的热处理过程中使用还原气氛，通过测量从CO 2解离产生的1×10^-20 atmO 2以下的氧分压，可以判断氧化⇔还原和控制气氛。 （“DG-R"系列适用于高精度还原气氛测量。）



仪器测量样气的氧分压。

因此，即使气体具有相同的氧气浓度，如果压力发生变化，也会产生对应于氧气分压的电动势。

例如，如果将大气（约 21% O 2）减压至 1 Torr，则大气压为 760 Torr，因此指示为 21×1/760=0.027% O 2。

TB-IIF 在 CVD 排气线的跟踪记录为 1×10^-3 Torr，TB-IIV 在真空炉直接安装的跟踪记录为 1×10^-6 Torr。



CO + H2% 可以通过测量在m 值（空燃比）为 1 或以下的燃烧条件下从 CO + H2/CO 2 + H2O 解离产生的氧分压为 10^-10 或以下来测量直接气氛炉。

1% (CO + H2) + 0.5% O 2 = 1% (CO + H2O)，所以1% (CO + H2) 可以用-0.5% O 2代替，以-O 2 % 的范围表示。

此外，如果您的目标是 m 值为 1 的等效燃烧，我们还可以制造以零点为中心的 -02% 至 0 至 +02% 的范围。



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