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氧化鋯傳感器式LT-O氧分析儀的運(yùn)行原理
氧化鋯傳感器式氧分析儀原理:氧化鋯(ZrO2)是一種陶瓷,一種具有離子導(dǎo)電性質(zhì)的固體。在常溫下為單斜晶體,當(dāng)溫度升高到1150℃時(shí),晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄w,同時(shí)約有7%的體積收縮;當(dāng)溫度降低時(shí),又變?yōu)閱涡本w。若反復(fù)加熱與冷卻,ZrO2就會(huì)破裂。因此,純凈的ZrO2不能用作測(cè)量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣(CaO)或氧化釔(Y2O3)作穩(wěn)定劑,再經(jīng)過(guò)高溫焙燒,則變?yōu)榉€(wěn)定的氧化鋯材料,這時(shí),四價(jià)的鋯被二價(jià)的鈣或三價(jià)的釔置換,同時(shí)產(chǎn)生氧離子空穴,所以ZrO2屬于陰離子固體電解質(zhì)。ZrO2主要通過(guò)空穴的運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電,當(dāng)溫度達(dá)到600℃以上時(shí),ZrO2就變?yōu)榱己玫难蹼x子導(dǎo)體。
在氧化鋯電解質(zhì)的兩面各燒結(jié)一個(gè)鉑電極,當(dāng)氧化鋯兩側(cè)的氧分壓不同時(shí),氧分壓高的一側(cè)的氧以離子形式向氧分壓低的一側(cè)遷移,結(jié)果使氧分壓高的一側(cè)鉑電極失去電子顯正電,而氧分壓低的一側(cè)鉑電極得到電子顯負(fù)電,因而在兩鉑電極之間產(chǎn)生氧濃差電勢(shì)。此電勢(shì)在溫度一定時(shí)只與兩側(cè)氣體中氧氣含量的差(氧濃差)有關(guān)。若一側(cè)氧氣含量已知(如空氣中氧氣含量為常數(shù)),則另一側(cè)氧氣含量(如煙氣中氧氣含量)就可用氧濃差電勢(shì)表示,測(cè)出氧濃差電勢(shì),便可知道煙氣中氧氣含量。