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防爆型氧化鋯氧含量分析儀

更新時間:2022-04-16

訪問量:81

廠商性質:生產廠家

生產地址:安徽

簡要描述:
防爆型氧化鋯氧含量分析儀應用領域包括能耗行業,如鋼鐵冶金、火力發電廠、石油化工、造紙廠、食品業、紡織品業,還包括各種燃燒設備,如垃圾燃燒爐、危險廢棄物燒爐、中小供熱型鍋爐等。
品牌自營品牌價格區間面議
產地類別國產應用領域環保,化工,石油,能源,冶金

  安徽天分儀表有限公司是氧化鋯氧量分析儀廠家,以優質的產品、專業的研發團隊,科學嚴謹的生產技術,為需要實時測量、把握燃燒過程中的煙氣含氧量的公司提供高品質的服務和定制規格的氧化鋯分析儀,產品涉足于石油化工、制藥、鋼鐵、研究所、煤礦、紡織等眾多行業領域。多年以來,憑借良好的口碑和過硬的產品質量造福了幾百家企業,為其提供氧化鋯分析儀,用于燃燒監視和控制過程,并且成功幫助這些企業取得了比較可觀的節能、降低環境污染效益。

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防爆型氧化鋯氧含量分析儀

一、工作原理

      防爆型氧化鋯氧含量分析儀傳感器的核心構件是氧化鋯固體電解質,氧化鋯固體電解質是由多元氧化物組成的。常用的這類電解質有ZrO2·Y2O3,它由二元氧化物組成,其中,ZrO2稱為基體,Y2O3稱為穩定劑。ZrO2在常溫下是單斜晶體,在高溫下它變成立方晶體(螢石型),但當它冷卻后又變為單斜晶體,因此純氧化鋯的晶型是不穩定的。所以當在ZrO2中摻人一定量的穩定劑Y2O3時,由于Y3+置換了Zr4+的位置,一方面在晶體中留下了氧離子空穴,另一方面由于晶體內部應力變化的原因,該晶體冷卻后仍保留立方晶體,因此又稱它為穩定氧化鋯。據上分析,穩定氧化鋯在高溫下(650℃以上)是氧離子的良好導體。

典型的氧化鋯傳感器是
Pt,P''O2│ZrO2·Y2O3│P'O2,Pt
在上述電池中,Pt表示兩個鉑電極,它是涂制在氧化鋯電解質的兩邊,兩種氧分壓為P''O2和P'O2的氣體分別通過電解質的兩邊。作為氧傳感器,其中P''O2是參比氣,例如通人空氣(20.6%O2),P'O2是待測氣,例如通入煙氣。在高溫下,由于氧化鋯電解質是良好的氧離子導體,上述電池便是一個典型的氧濃差電池。
在高溫下(650---850℃),氧就會從分壓大的P''O2一側向分壓小的P'O2側擴散,這種擴散,不是氧分子透過氧化鋯從P''O2側到P'O2側,而是氧分子離解成氧離子后,通過氧化鋯的過程。在750℃左右的高溫中,在鉑電極的催化作用下,在電池的P''O2側發生還原反應,一個氧分子從鉑電極取得4個電子,變成兩個氧離子(O2-)進入電解質,即:O2(P''O2)+4e→2O2-

P''O2側鉑電極由于大量給出電子而帶正電,成為氧濃差電池的正極或陽極。這些氧離子進入電解質后,通過晶體中的空穴向前運動到達右側的鉑電極,在電池的P'O2側發生氧化反應,氧離子在鉑電極上釋放電子并結合成氧分子析出,即:
2O2--4e→O2(P'O2)
P'O2側鉑電極由于大量得到電子而帶負電,成為氧濃差電池的負極或陰極。這樣在兩個電極上,由于正負電荷的堆積而形成一個電勢,稱之為氧濃差電動勢。當用導線將兩個電極連成電路時,負極上的電子就會通過外電路流到正極,再供給氧分子形成離子,電路中就有電流通過。
其池電勢由能斯特方程給出:
E=RT/4F×ln(P''O2/P'O2)
式中R為氣體常數,T為電池的熱力學溫度(K),F為法拉第常數.(1)式是在理想狀態下導出的, 必須具有四個條件:(1)兩邊的氣體均為理想氣體;(2)整個電池處于恒溫恒壓系統中;(3)濃差電池是可逆的;(4)電池中不存在任何附加電勢。因此稱(1)式為氧化鋯傳感器的理論方程。由(1)式可見由于參比氣氧含量P''O2是已知的,因此測得E值后便可求得待測氣體氧含量P'O2值。
當電池工作溫度固定于700℃時,上式為:
E=48.26lg(P''O2/P'O2)
由上式,在溫度700℃時,當固體電介質一側氧分壓為空氣(20.6%) 時,由濃差電池輸出電動勢E,就可以計算出固體電介質另一側氧分壓,這就是氧化鋯氧量分析儀的測氧原理。

二、組成

      氧化鋯傳感器的核心構件是氧化鋯固體電解質,氧化鋯固體電解質是由多元氧化物組成的。常用的這類電解質有ZrO2·Y2O3,它由二元氧化物組成,其中,ZrO2稱為基體,Y2O3稱為穩定劑。ZrO2在常溫下是單斜晶體,在高溫下它變成立方晶體(螢石型),但當它冷卻后又變為單斜晶體,因此純氧化鋯的晶型是不穩定的。所以當在ZrO2中摻人一定量的穩定劑Y2O3時,由于Y3+置換了Zr4+的位置,一方面在晶體中留下了氧離子空穴,另一方面由于晶體內部應力變化的原因,該晶體冷卻后仍保留立方晶體,因此又稱它為穩定氧化鋯。據上分析,穩定氧化鋯在高溫下(650℃以上)是氧離子的良好導體。


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