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微量氧傳感器 
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品牌: 無錫銳文
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微量氧傳感器

微量氧分析儀(燃料電池電化學法)

采用完全密封的燃料池氧傳感器是當前國際***先進的測氧方法之一。燃料池氧傳感器是由高活性的氧電極和鉛電極構成,浸沒在KOH的溶液中。在陰極氧被還原成氫氧根離子,而在陽極鉛被氧化。

溶液與外界有一層高分子薄膜隔開,樣氣不直接進入傳感器,因而溶液與鉛電極不需定期清洗或更換。樣氣中的氧分子通過高分子薄膜擴散到氧電極中進行電化學反應,電化學反應中產生的電流決定于擴散到氧電極的氧分子數,而氧的擴散速率又正比于樣氣中的氧含量,這樣,該傳感器輸出信號大小只與樣氣中的氧含量相關,而與通過傳感器的氣體總量無關。通過外部電路的連接,反應中的電荷轉移即電流的大小與參加反應的氧成正比例關系。 采用此方法進行測氧,可以不受被測氣體中還原性氣體的影響,免去了許多的樣氣處理系統。它比老式“金網-鉛”原電池測氧更快速,不需要漫長的開機吹除過程,“金網-鉛”原電池樣氣直接進入溶液中,導致儀器的維護量很大,而燃料電池法樣氣不直接進入溶液中,傳感器可以非常穩定可靠的工作很長時間。事實上, 燃料電池氧傳感器是完全免維護的。但是在使用過程中,需要經常校準,確保其測試的準確性,市面上的燃料電池電化學氧傳感器以英國CITY的傳感器比較穩定。


氧化鋯微量氧分析儀

微量氧分析儀(氧化鋯法)

氧化鋯傳感器的核心構件是氧化鋯固體電解質,氧化鋯固體電解質是由多元氧化物組成的。常用的這類電解質有ZrO2·Y2O3,它由二元氧化物組成,其中,ZrO2稱為基體,Y2O3稱為穩定劑。ZrO2在常溫下是單斜晶體,在高溫下它變成立方晶體(螢石型),但當它冷卻后又變為單斜晶體,因此純氧化鋯的晶型是不穩定的。所以當在ZrO2中摻人一定量的穩定劑Y2O3時,由于Y置換了Zr的位置,一方面在晶體中留下了氧離子空穴,另一方面由于晶體內部應力變化的原因,該晶體冷卻后仍保留立方晶體,因此又稱它為穩定氧化鋯。據上分析,穩定氧化鋯在高溫下(650℃以上)是氧離子的良好導體。 在上述電池中,Pt表示兩個鉑電極,它是涂制在氧化鋯電解質的兩邊,兩種氧分壓為P''O2和P'O2的氣體分別通過電解質的兩邊。作為氧傳感器,其中P''O2是參比氣,例如通人空氣(20.6%O2),P'O2是待測氣,例如通入煙氣。在高溫下,由于氧化鋯電解質是良好的氧離子導體,上述電池便是一個典型的氧濃差電池。

在高溫下(650---850℃),氧就會從分壓大的P''O2一側向分壓小的P'O2側擴散,這種擴散,不是氧分子透過氧化鋯從P''O2側到P'O2側,而是氧分子離解成氧離子后,通過氧化鋯的過程。在750℃左右的高溫中,在鉑電極的催化作用下,在電池的P''O2側發生還原反應,一個氧分子從鉑電極取得4個電子,變成兩個氧離子(O2-)進入電解質,即:

O2(P''O2)+4e→2O2- P''O2側鉑電極由于大量給出電子而帶正電,成為氧濃差電池的正極或陽極。這些氧離子進入電解質后,通過晶體中的空穴向前運動到達右側的鉑電極,在電池的P'O2側發生氧化反應,氧離子在鉑電極上釋放電子并結合成氧分子析出,即:

2O-4e→O2(P'O2)

P'O2側鉑電極由于大量得到電子而帶負電,成為氧濃差電池的負極或陰極。這樣在兩個電極上,由于正負電荷的堆積而形成一個電勢,稱之為氧濃差電動勢。當用導線將兩個電極連成電路時,負極上的電子就會通過外電路流到正極,再供給氧分子形成離子,電路中就有電流通過。

其池電勢由能斯特方程給出:

E=RT/4F×ln(P''O2/P'O2)

式中R為氣體常數,T為電池的熱力學溫度(K),F為法拉第常數.(1)式是在理想狀態下導出的, 須***具有四個條件:(1)兩邊的氣體均為理想氣體;(2)整個電池處于恒溫恒壓系統中;(3)濃差電池是可逆的;(4)電池中不存在任何附加電勢。因此稱(1)式為氧化鋯傳感器的理論方程。由(1)式可見由于參比氣氧含量P''O2是已知的,因此測得E值后便可求得待測氣體氧含量P'O2值。

當電池工作溫度固定于700℃時,上式為:

E=48.26lg(P''O2/P'O2)

由上式,在溫度700℃時,當固體電介質一側氧分壓為空氣(20.6%) 時,由濃差電池輸出電動勢E,就可以計算出固體電介質另一側氧分壓,這就是氧化鋯氧量分析儀的測氧原理。


微量氧分析儀的主要廠家

國內生產以上這些儀器的廠家大概有:


微量氧分析儀的適用范圍

微量氧分析儀使用的范圍也比較廣:鋼鐵、冶金、熱電、石化、化工、焦化、PVC、多晶硅、合成氨等行業均能使用到,其中分類如下:

①空分制氧、空分制氮、化工流程氧含量自動分析

② 電子行業保護性氣體中氧含量分析,如:氮氣中微量氧測試

③ 磁性材料等高溫燒結爐的保護性氣體中氧含量分析

④ 玻璃、建材行業中氧含量分析及各種行業中氧含量分析

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