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詳細解讀LT-O氧分析儀的工作原理

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詳細解讀LT-O氧分析儀的工作原理

發(fā)布日期:2017-08-24 00:00 來源:http://tzqx.com.cn 點擊:

詳細解讀LT-O氧分析儀的工作原理



    LT-O氧分析儀(電化學)采用完全密封的燃料池氧傳感器是當前很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(gòu)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。 O2+2H2O+4e?4OH? 2Pb+4OH? ?2Pb(OH)2+4e KOH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(chǎn)生的電流決定于擴散到氧電極的氧分子數(shù),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(guān),而與通過傳感器的氣體總量無關(guān)。


    LT-O氧分析儀通過外部電路的連接,反應中的電荷轉(zhuǎn)移即電流的大小與參加反應的氧成正比例關(guān)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(tǒng)。它比老式“金網(wǎng)-鉛”原電池測氧更快速,不需要漫長的開機吹除過程,“金網(wǎng)-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(wěn)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。   


    氧化鋯傳感器的核心構(gòu)件是氧化鋯固體電解質(zhì),氧化鋯固體電解質(zhì)是由多元氧化物組成的。常用的這類電解質(zhì)有ZrO2·Y2O3,它由二元氧化物組成,其中,ZrO2稱為基體,Y2O3稱為穩(wěn)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?yōu)閱涡本w,因此純氧化鋯的晶型是不穩(wěn)定的。


    所以當在ZrO2中摻人一定量的穩(wěn)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(nèi)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(wěn)定氧化鋯。據(jù)上分析,穩(wěn)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(zhì)的兩邊,兩種氧分壓為P''O2和P'O2的氣體分別通過電解質(zhì)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(zhì)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。


氧化鋯傳感器


相關(guān)標簽:LT-O氧分析儀