德國MZD 氧氣傳感器(氧化鋯)

原理

       氧化鋯（ZrO2）是摻雜一定比例的氧化鈣（CaO）、氧化鎂（MgO）、氧化釔（Y2O3）等低價(jià)金屬氧化物作為穩(wěn)定劑的陶瓷，具有高溫導(dǎo)電性、 具有離子導(dǎo)電性能的導(dǎo)體，成為氧化鋯固體電解質(zhì)。 在一定溫度下，當(dāng)氧化鋯管兩側(cè)氣體中的氧含量不同時(shí)，就形成了典型的氧濃差電池。

       氧化鋯管整體呈管狀，中間由氧化鋯材料隔開，氧化鋯兩側(cè)各燒結(jié)一層多孔金屬作為電極（通常采用Pt作為電極材料）。 在一定溫度（600℃~1400℃）下，含氧量較高一側(cè)的氧分子被吸附在電極上，使該側(cè)的電極帶正電，成為氧濃差電池的正極或負(fù)極。 在鉑的催化作用下，發(fā)生還原反應(yīng)并獲得電子，形成氧離子。 氧離子通過氧化鋯晶體中的孔遷移到氧含量較低的另一側(cè)，使該電極帶負(fù)電，成為氧濃差電池的負(fù)極或陰極。 在鉑電極處，電子丟失并形成氧分子。 由于正電荷和負(fù)電荷的積累，在兩個(gè)電極上產(chǎn)生一定的電勢，該電勢與氧化鋯兩種被測氣體中氧含量濃度的差異有關(guān)，根據(jù)能斯特方程：

E=(RT/4F)*Ln(P0/P)

       這里

E-----氧濃差電勢(mV)

R-----氣體常數(shù)8.3145 J/mol-K

T-----氧化鋯探頭工作溫度（K，絕-對溫度）=273.15+t（℃）

F-----法拉第常數(shù)，96485.3365（C/mol）

P0---參比氣體中的氧分壓

P-----樣氣中的氧分壓

       通過測量濃差電池電位E和氧化鋯探頭的絕-對溫度，可以計(jì)算出待測氣體中的氧分壓（P），從而計(jì)算出待測氣體中的氧濃度。

       氧化鋯法靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、線性范圍寬、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，幾乎不受溫度、振動等外部環(huán)境條件的影響，幾乎不需要維護(hù)。 但氧化鋯法不適合測量還原性氣體或還原性氣體含量高的氣體樣品中的氧濃度，因?yàn)檠鯘舛仁艽郎y氣體中還原性氣體的影響，導(dǎo)致測量結(jié)果較低。 傳感器的使用壽命通常為 5 年或更長，通常用于測量 ppm、空氣濃度 (20.64%) 的氧含量。

       迄今為止，我們的傳感器已交付給73個(gè)國家的工業(yè)設(shè)施和研究機(jī)構(gòu)的2000多家客戶。 我們還可以提供具有世界優(yōu)勢地位的催化惰性電位氧測量電池，它結(jié)合了經(jīng)典高溫固體電解質(zhì)傳感器和冷電化學(xué)氧傳感器（克拉克電池）的優(yōu)點(diǎn)。

特點(diǎn)

• 無漂移、免維護(hù)、無需校準(zhǔn)*

• 范圍：0 ~ 10ppm/30%（根據(jù)要求可達(dá) 100 vol%）

• 快速響應(yīng)：T90<0.5s

• 高準(zhǔn)確度和重復(fù)性：準(zhǔn)確度<3%FS，重復(fù)性<±0.1%FS

• 樣氣溫度：<300℃（可選，700~1400℃）

• 工作溫度：700~800°C

• 氣體壓力：<2bar（可真空）

• 流量：5~10l/h，max.10m/s

• 預(yù)熱時(shí)間：5 分鐘

• 堅(jiān)固耐用的設(shè)計(jì)

• 長壽命氧化鋯傳感器

*對于真空應(yīng)用，需要校準(zhǔn)

主要應(yīng)用

1、惰性氣體微量氧含量測量、電子半導(dǎo)體工業(yè)、空分、鋼鐵冶金、化肥、化工、焊接保護(hù)等。

2、煙氣含氧量測量，電廠、石化煉油、化工、鋼鐵冶金、水泥建材、鍋爐等。

應(yīng)用行業(yè)

• ASU（空氣分離裝置）

• 化學(xué)、制藥行業(yè)

• 石油石化行業(yè)

• 冶金行業(yè)

• 玻璃制造

• 半導(dǎo)體行業(yè)

• 食品和飲料行業(yè)

• 核、熱處理、焊接防護(hù)

• 環(huán)境區(qū)域監(jiān)測

• 麻醉、呼吸和產(chǎn)前護(hù)理

德國MZD 氧氣傳感器(氧化鋯)