氧化锆氧量分析仪工作原理

在高温下，当氧化锆两侧有氧浓差时，就形成了氧浓差电池，电池电动势的大小可依据Nernst公式计算。

公式中：

E-浓差电池输出，mV;

n-电子转移数，在此为4;

R-理想气体常数，9.314 W*S/mol;

F-法拉第常数,96500 C;

T-温度,K;

P'Q-高浓度侧氧分压;

P'Q-低浓度侧氧分压。

在温度700℃时，当固体电介质一侧氧分压为空气（20.6%）时，由浓差电池输出电动势E，就可以计算出固体电介质一侧氧分压，这就是氧化锆氧量自动分析仪的测氧原理。

现有形式氧化锆烟气氧分析仪的不足之处在于

两处安装，由导线引入的干扰信号使仪器不能实现平稳正常运行，为此，必须花费很多的精力去提高仪器的“抗干扰”性能，要求用户使用价格昂贵的屏蔽电缆，采取强弱信号线分别布线等不久措施，使仪器变得很“娇气”;加大了安装的工作量和设备材料、施工等费用，另外，调试、维护人员必须两处操作，这样就给正常工作带来了极大的不便;在石油、化工单位的安装现场，分离安装的转换器还要加装防爆隔离设备，如“充气式正压隔爆仪表箱”等，而这类防爆设备的要求和价格都是很昂贵的，因此，造成用户安装费用大幅增加。  

随着科学技术的发展，近年来。企业管理的要求也随之向更高的层次发展。越来越多的企业更新了原来的氧化锆氧量分析仪调控技术和设备，以大型计算机控制系统(如 DCS 系统)取代了原先众多的二次仪表和人工调控方式，这就使转换器在控制室没有了立足之地。

氧化锆氧量分析仪的测量范围有哪些?

氧化锆氧量分析仪具有氧电势、温度、氧百分比浓度及本底电势显示，还具有0~10mA或者4~20mA隔离模拟量输出，带负载能力大。氧化锆分析仪是一种新颖的智能化工业自控仪表，它可以对诸多工业炉窑烟气中的氧含量快速、准确、在线地进行检测、比较和分析，实现低氧燃烧控制，确保生产过程的安全和经济性。氧化锆氧量分析仪可广泛适用于电力、化工、冶金、石油、轻工、纺织领域中的燃烧控制，也可应用于电子元件、磁性材料等高温烧结时的微量含氧分析。氧化锆氧量分析仪具有测量精度高、刻度线性、反应速度快的特点,仪表示值基本上不受混合体气体中非测量组份变化的影响。氧化锆氧量分析仪它的测量范围一般在0～1%O2到0～30%O2，选用不同含氧量的流动参比气,原则上可获得对应于基本量程为跨度的任意量程。氧化锆分析仪可应用于冶金喷煤系统氧含量分析或者空分制氧系统中氧气纯度的分析，氧化锆氧量分析仪的特点是不需要参比气、无可动部件、敏感元件耐腐蚀、它的测量范围为固定的量程的百分含氧量，一般在0～1%O2到0～21%O2，由于磁风原理和热量的交换及平衡有关，被测样气中非测量组份的任何变化，都会引起气体的密度、导热系数及温度的变化，而影响示值。被测气体流量波动±10%，氧化锆氧量分析仪表误差可达15%导热系数小密度很大的CO2增加15%，示值将增加10%O2，所以它不适于背景气成分复杂、变化范围宽的混合气体分析。可用于制氧系统中粗氮、粗氩的含量分析氧化锆氧量分析仪的特点是选择性好、灵敏度高、适合微量氧的连续测定，其很小测量范围0～10、很大测量范围0～200×10，但当对象组成成份比较复杂且各种成份的化学性质相近时，容易产生干扰，可用于测量制氧系统中产品氮或者产品氩中微量氧的测量。

氧化锆氧分析仪

氧化锆测量含氧量的基本原理是利用所谓的“氧浓差电势”，即在一块氧化锆两侧分别附以多孔的铂电极(又称“铂黑”)，并使其处于高温下。如果两侧气体中的含氧量不同，那么在两电极间就会出现电动势。此电动势是由于固体电解质两侧气体的含氧浓度不同而产生的，故叫氧浓差电势，这样的装置叫做氧浓差电池。

如在氧化锆(ZrO2) 中加入一定数量的氧化钙（CaO），+2价的钙离子（Ca2+）在进入ZrO2晶体后会置换出+4价的锆离子（Zr4+），由于钙离子和锆离子的离子价不同，因此在晶体中形成许多氧空穴。再高温（750℃以上）下，如有外加电场，就会形成氧离子占据空穴的定向运动而导电。带负电荷的氧离子占据空穴的运动，也就相当于带正电荷的空穴做反向运动，因此，也可以说固体电解质是靠空穴导电的，这和P型半导体靠空穴导电机理相似。固体电解质的导电性能与温度有关，温度越高，导电性能越强。