鋼鐵行業的軋鋼加熱爐、電力行業的鍋爐等燃燒裝置和熱工設備,統統都是實體經濟中的能源消耗大戶。因此在眾多大中型企業,鋼鐵冶金、石油化工、火力發電廠等工業領域中測量氧含量具有重要意義,它是能夠提高燃燒效率、降低能源消耗、降低污染物排放、保護環境等作為提高產品質量和增強產
品競爭能力的重要途徑。
那該如何測量和提高燃燒裝置的燃燒效率、如何確定合適的燃燒點都成為十分關鍵的問題。一般而言,提高燃燒效率直接的方法就是使用煙氣分析儀器(如煙氣分析儀、燃燒效率測定儀、氧化鋯氧含量檢測儀)連續監測煙道氣體成分,分析煙氣中O2含量和CO含量,調節助燃空氣和燃料的流量,確定較好的空氣消耗系數。
因此,氧傳感器作為工業上提高燃燒效率的利器,其響應時間、測量精度成為關鍵性能指標,當然,作為工業測量儀器,安裝與維護也成為各大能源消耗企業的關心之處。而氧化鋯氧傳感器由于結構簡單、響應時間短、測量范圍廣(從ppm到百分含量)、使用溫度高(600℃-1200℃)、維護量小等有點,故而在冶金、化工、電力、汽車等領域得到廣泛應用。接下來和大家一起了解一下氧化鋯作為高溫電解質,如何在氧傳感器上施展身手?
氧化鋯測氧原理
在氧化鋯電解質(一般為氧化鋯管)的兩側面,分別燒結上多孔鉑(Pt)電極。在一定溫度下,當電解質兩側氧濃度不同時,高濃度側(空氣)的氧分子被吸附在鉑電極上,與電子結合形成氧離子,使該電極帶正電。之后,氧離子通過電解質中的氧離子空位遷移到低氧濃度側的Pt電極上放出電子,轉化成氧分子,使該電極帶負電。兩個電極的反應式分別為
這樣在兩個電極間便產生了一定的電動勢,氧化鋯電解質、鉑電極及兩側不同氧濃度的氣體組成氧探頭即所謂氧化鋯濃差電池。之后,通過測得氣體溫度和輸出的電動勢,便可通過能斯特方程計算得到氧分壓(濃度),這就是氧化鋯氧傳感器的基本檢測原理。
極限電流型氧化鋯氧氣傳感器 - SO-E2-250因為在氧化鋯電解質中電流的載體是氧離子,所以當電壓施加到氧化鋯電解槽時,氧氣通過氧化鋯盤被抽到陽極。如果給電解槽陰極加上一個帶孔的蓋子,氧氣流向陰極的速率就會受到限制。受到這個速率的限制,隨著所施加的電壓逐漸增加,電解槽內的電流會達到飽和。這個飽和電流被稱為極限電流,它與周邊環境中的氧氣濃度成正比。被廣泛應用于醫療、實驗室、食品行業、電氣工業,安全技術/監控等領域。
極限電流型氧化鋯氧氣傳感器SO-E2-250的優點:
測量范圍廣,10 ppm~96%氧氣
多款型號呈線性特征
傳感器信號對溫度的依賴性小
交叉靈敏度低
使用壽命長
在多數情況下只需進行一次“單點校準”
責任編輯:gt
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