氧化鋯測氧儀測氧原理及維護使用
氧化鋯測氧儀與現(xiàn)有測氧儀表 (如磁氧分析器、電化學(xué)式氧量計、氣象色譜儀等)相比,具有結(jié)構(gòu)簡單,響應(yīng)時間短 (0.1~0.2S),測量范圍寬(從ppm到百分含量),使用溫度高(600~1200℃),運行可靠,安裝方便,維護量小等優(yōu)點。
1 氧化鋯測氧儀的測氧原理
圖 1為氧化鋯測氧儀測氧原理示意。
R——理想氣體常數(shù) ,8.314W ·S/mol;
T--絕對溫度 ,K;
n——電子轉(zhuǎn)移數(shù) ,在此為 4;
F-- 法拉第常數(shù) ,96500C;
P0——參 比氣體氧濃度百分數(shù) ;
P1——待測氣體氧濃度百分數(shù)。
它是氧化鋯測氧的基礎(chǔ),當(dāng)氧化鋯管處的溫度被加熱到 600—1400oC時,高濃度側(cè)氣體用已知氧濃度 的氣體作為參 比氣,如用空氣,則P0=20.6%。將此值及公式中的常數(shù)項合并,加之實際氧化鋯電池存在溫差 電勢、接觸電勢、參比電勢、極化電勢,從而產(chǎn)生本地電勢 C(mV)。
實際計算公式為:
2 氧探頭的形式
按檢測方式的不同,氧化鋯氧量分析儀探頭分為兩大類:采樣檢測式氧探頭及直插式氧探頭。
1、采樣檢測式
采樣檢測方式是通過導(dǎo)引管,將被測氣體導(dǎo)入氧化鋯檢測室,再通過加熱元件把氧化鋯加熱到工作溫度(750℃以上)。氧化鋯一般采用管狀,電極采用多孔鉑電極(如圖2)。其優(yōu)點是不受檢測氣體溫度的影響,通過采用不同的導(dǎo)流管可以檢測各種溫度氣體中的氧含量,這種靈活性被運用在許多工業(yè)在線檢測上。其缺點是反應(yīng)時間慢;結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易影響檢測精度;在被檢測氣體雜質(zhì)較多時,采樣管容易堵塞;多孔鉑電極容易受到氣體中的硫,砷等的腐蝕以及細小粉塵的堵塞而失效;加熱器一般用電爐絲加熱,壽命不長。
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