德國(guó)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(shì)，該電勢(shì)與氧化鋯兩種被測(cè)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(shì)(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(duì)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(cè)量濃差電池電位E和氧化鋯探頭的絕-對(duì)溫度，可以計(jì)算出待測(cè)氣體中的氧分壓（P），從而計(jì)算出待測(cè)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(jiǎn)單，幾乎不受溫度、振動(dòng)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(cè)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(cè)氣體中還原性氣體的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果較低。 傳感器的使用壽命通常為 5 年或更長(zhǎng)，通常用于測(cè)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(guó)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(shì)地位的催化惰性電位氧測(cè)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(zhǎng)壽命氧化鋯傳感器

*對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)

• 麻醉、呼吸和產(chǎn)前護(hù)理

德國(guó)MZD 氧氣傳感器(氧化鋯)