您好, 歡迎來到化工儀器網
氧化鋯氧氣傳感器工作原理
閱讀：1478 發布時間：2021-3-15
氧化鋯氧氣傳感器是什么?
氧化鋯氧傳感器不測量氧濃度%，而是測量某種氣體或混合氣體中的氧分壓。
傳感器中心部位采用了久經考驗、基于氧化鋯的小元件，同時，得益于產品的創新設計，無需使用參考氣體。這消除了傳感器在高溫、高濕和高氧氣壓力及其他所有可能環境下工作的限制。
什么是氧化鋯？
在高溫（＞650?C），穩定的氧化鋯（ZrO2?）表現出兩種機制：
ZrO2 部分離解，產生移動的氧離子，因而形成一種氧氣的固態電解質。氧化鋯盤覆有與恒定DC電流相連的通透電極，使環境中的氧離子能夠穿過這種材料，進而在陽極釋放一定量的且與輸送電荷（電化學泵吸）成正比的氧氣，根據法拉第第yi定律，得：
N被傳輸的氧氣摩爾數量
i恒定電流
t時間 (s)
z氧氣的粒子價
F法拉第常數 = 96487 C/mola
ZrO2 的表現類似電解質。若氧化鋯兩端存在兩種不同的氧氣壓力，則會經由氧化鋯產生一個電壓（能斯特電壓）。
能斯特電壓是什么？
電解質兩端的兩種不同離子濃度將產生一種電位，又稱為能斯特電壓。電壓大小與兩種不同離子濃度比例的自然對數成正比。
kB玻爾茲曼常數 (kB = 1.3x10-23J/K)
T溫度（ K）
e0基本電荷 (e0 = 1.602x10-19C)
ci離子濃度（mol/kg）
市面上的許多氧氣傳感器通常僅采用上述兩種屬性中的一種，但SST的氧化鋯氧氣傳感器同時應用了上述兩種原理。這樣可以消除對密封參考氣體的需要，使傳感器在多種不同的氧氣壓力環境下更加通用