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氧化鋯氧傳感器原理

發(fā)布時(shí)間:2024-03-25 來源:未知

特征

?響應(yīng)速度比原電池和極化氧傳感器更快。
- 氧化鋯氧傳感器比原電池和極化氧傳感器具有更長的使用壽命。
- 不受CO2氣體影響。

測量原理

氧化鋯氧傳感器測量原理

高溫氧化鋯有兩大特點(diǎn)。

[1]當(dāng)氧化鋯隔壁的兩側(cè)存在氧分壓時(shí),根據(jù)該分壓差產(chǎn)生電動(dòng)勢。 (氧濃差電池)

氧化鋯氧傳感器測量原理

[2] 當(dāng)電流通過氧化鋯隔墻時(shí),氧分子沿與電流方向相反的方向移動(dòng)。 (氧氣泵)

氧化鋯氧傳感器測量原理

我們的氧化鋯氧傳感器結(jié)合了上述[1]和[2]中氧化鋯元件的特性,使用兩種氧化鋯元件來測量氧氣。

氧化鋯氧傳感器結(jié)構(gòu)

在左圖中,通過使電流流過氧化鋯[2],從室[1]向[室2]供給氧氣,室[2]變成100%O2的氣氛。
(然而,由于[2]腔室是一個(gè)非常小的腔室,僅供應(yīng)極少量的O2,就達(dá)到了100% O2,因此這種O2運(yùn)動(dòng)幾乎不會(huì)導(dǎo)致[2]腔室中的氧氣濃度發(fā)生變化。

)為100% O2,在電極CD之間產(chǎn)生與室[2]和[1]之間的氧氣濃度差相對應(yīng)的電動(dòng)勢。 A、B之間通過電流(Ip),使CD間電壓為450 mV,腔室[1]內(nèi)的濃度為0%O2),氧氣從腔室[1]通過氧化鋯[1]釋放到外部。 ]..

由于[1]室中的氧氣濃度為0%O2,如果[1]室與外部大氣之間的氧氣濃度存在差異,氧氣將流經(jīng)氣體擴(kuò)散口,從而使[1]室中的氧氣濃度相同。通過氣體擴(kuò)散口實(shí)現(xiàn),會(huì)擴(kuò)散到第一個(gè)房間。
擴(kuò)散的氧氣量與外部大氣中的氧氣濃度成正比。

通過氣體擴(kuò)散口擴(kuò)散的所有氧氣均通過氧化鋯釋放[1]。換句話說,Ip的電流值和從氣體擴(kuò)散口流入的氧氣是相等的,并且Ip的電流值與外部大氣中的氧氣濃度成正比。 

<弱點(diǎn)>
- 如果存在可燃?xì)怏w(酒精等),傳感器部分可能會(huì)發(fā)生燃燒反應(yīng),導(dǎo)致讀數(shù)較低。 (但是,傳感器不會(huì)劣化。)
含有腐蝕性氣體(H、HF、CI2、SO2、H2S 等)和有毒物質(zhì)(Si、Pb、P、Zn、Sn、As 等)時(shí),否則傳感器會(huì)損壞。可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)惡化。

常見氧化鋯氧傳感器的缺點(diǎn)

1. 零位偏移。
典型的氧化鋯氧傳感器根據(jù)大氣氧濃度形成濃差電池。換句話說,量程輸出標(biāo)準(zhǔn)是使用零氣(N2)來調(diào)整的。因此,零點(diǎn)可能會(huì)因時(shí)間的變化而發(fā)生偏移。

2. 需要定期進(jìn)行兩點(diǎn)校準(zhǔn)。
對于一般氧化鋯氧傳感器來說,零位輸出是基于大氣氧氣濃度,量程輸出是基于零氣體。當(dāng)然,隨著時(shí)間的推移,會(huì)出現(xiàn)一些漂移,因此需要定期進(jìn)行兩點(diǎn)校準(zhǔn)。

3. 需要預(yù)熱操作。
與原電池型和極化型不同,需要預(yù)熱操作來預(yù)熱氧化鋯元件。其他公司的產(chǎn)品大約需要10到20分鐘。

4、更換傳感器時(shí),需將其寄回廠家。
當(dāng)更換典型的氧化鋯傳感器時(shí),需要將主體發(fā)送給制造商來更換傳感器。與維修一樣,大約需要 2 至 4 周的時(shí)間。

我們的措施

1. 零位不移位。
在檢測測量氣體的[1]室中,氧化鋯[1]電極穿過室[1],使得室中的氧氣濃度為0%O2。因此,室[1]中的氧氣濃度將始終為零,即使供應(yīng)零氣體,氧分子也不會(huì)移動(dòng)到室[1],因此輸出將為零。因此,零點(diǎn)長時(shí)間不漂移。

2、僅需1點(diǎn)大氣校準(zhǔn)即可進(jìn)行校準(zhǔn)。
如上所述,零點(diǎn)始終穩(wěn)定,因此只需在大氣中的一點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。

3、預(yù)熱時(shí)間短。
我們的氧化鋯元件比其他公司使用的更小。因此,氧化鋯元件達(dá)到測量溫度所需的時(shí)間(預(yù)熱時(shí)間)僅需3分鐘。

4. 傳感器可由客戶自行更換。
我們的氧化鋯傳感器非常容易更換,因此即使是客戶也可以更換。 (傳感器更換時(shí)間:約 10 分鐘)
更換傳感器可立即交付。


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