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氧化锆工作原理及特性

上海博取

2013/07/22

氧化锆工作原理及特性：氧化锆陶瓷是一种固体电介质,它具有离子导电性质,是测量装置中将烟气氧浓度转换成电信号的关键元件。在一定温度下,氧化锆测量管内外两侧通以氧浓度的气体,例如内侧通空气,作为参比气体,外则通过被测烟气。当内外两侧气体的氧浓度不同时,氧化锆测管内外两侧将产生氧浓度差电势,内侧多孔性铂参比电势为正极,外侧多孔性铂电极为负极。两根引线将氧浓差电势送至二次仪表进行放大显示,也可转换为标准信号用作其他控制。
% n7 ~2 f* R+ c% Z+ A( G5 t5 w+ t

在高温600℃以上时,氧化锆管的高氧分压面（通空气的氧化锆管内壁）发生还原反应：O2+4e→2O2- 管内壁氧化锆给出电子而带正电,生成的O2-通过氧化锆空穴到达低氧分界面。低氧分压在氧化锆管外侧.,它的表面发生氧化反应：2O2-→O2+4e氧化反应生成电子,使管外壁电极带负电，从而产生浓差电势E。氧浓差电势E的大小,不仅与参比气体氧分压（一般用空气,值为20.6）和烟气中的氧分压有关，还和氧化锆的工作温度有关,更为重要的是氧化锆的导电特性和温度有直接关系。对氧化锆的导电特性——工作温度关系,一般情况下：
氧化锆工作温度
/0℃ 300 350 400 450 500 550 600 650 700 7503 C {' J/ [' x/ A

氧化锆电极内阻
/Ω 136k 23k 18k 13k 8k 2.8k 400 123 44 19

由此可见,温度过低时,氧化锆探头巨大的内阻影响了它的导体特,二次分析仪已无法得到准确的氧浓差电势。为此,通常把氧化锆的理想工作温度定在650～800℃之间。

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