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氧化鋯氧傳感器工作原理

時(shí)間:2011-4-21閱讀:927
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氧化鋯氧傳感器工作原理
一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介:
氧化鋯氧傳感器是利用氧化鋯陶瓷敏感元件測(cè)量各類(lèi)加熱爐或排氣管道中的氧電勢(shì),由化學(xué)平衡原理計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氧濃度,達(dá)到監(jiān)測(cè)和控制爐內(nèi)燃燒空然比,保證產(chǎn)品質(zhì)量及尾氣排放達(dá)標(biāo)的測(cè)量元件,廣泛應(yīng)用于各類(lèi)煤燃燒、油燃燒、氣燃燒等爐體的氣氛控制。它是目前*的燃燒氣氛測(cè)量方式,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、維護(hù)容易、使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)用該傳感器進(jìn)行燃燒氣氛測(cè)量和控制既能穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量,又可縮短生產(chǎn)周期,節(jié)約能源。
二、氧傳感器工作原理:
氧傳感器是利用穩(wěn)定的二氧化鋯陶瓷在650℃以上的環(huán)境中產(chǎn)生的氧離子導(dǎo)電特性而設(shè)計(jì)的。在一定的溫度條件下,如果在二氧化鋯塊狀陶瓷兩側(cè)的氣體中分別存在著不同的氧分壓(即氧濃度)時(shí),二氧化鋯陶瓷內(nèi)部將產(chǎn)生一系列的反應(yīng),和氧離子的遷移。這時(shí)通過(guò)二氧化鋯兩側(cè)的引出電極,可測(cè)到穩(wěn)定的毫伏級(jí)信號(hào),我們稱(chēng)之為氧電勢(shì)。它服從能斯特(Nernst)方程:式中E為氧傳感器輸出的氧電勢(shì)(mv),Tk為爐內(nèi)的溫度(K),P1和P2分別為二氧化鋯兩側(cè)氣體的氧分壓。實(shí)際應(yīng)用時(shí),將二氧化鋯的一側(cè)通入已知氧濃度的氣本(通常為空氣),我們稱(chēng)之為參比氣。另一側(cè)則是被測(cè)氣體,就是我們要檢測(cè)的爐內(nèi)的氣氛,詳見(jiàn)圖1。氧傳感器輸出的信號(hào)就是氧電勢(shì)信號(hào),通過(guò)能斯特方程我們就可以得到被測(cè)爐氣氛中的氧分壓和氧電勢(shì)的關(guān)系。參比氣為空氣時(shí),可表示為:式中E為氧傳感器輸出氧電勢(shì);Tk為爐內(nèi)的溫度;P02為爐內(nèi)的氧分壓。我們的氧傳感器產(chǎn)品帶有自加熱裝置,一般溫度保證在700℃,這樣TK數(shù)值基本是恒定的,從而通過(guò)上式可以直接測(cè)量出爐內(nèi)氧分壓濃度。 工程應(yīng)用中采用標(biāo)準(zhǔn)氣體來(lái)標(biāo)定氧傳感器輸出氧電勢(shì)E和氧分壓濃度PO2的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這種方法也是目前*的zui準(zhǔn)確、zui直接的標(biāo)定方法。

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