氧氣分析儀工作原理

氧氣分析儀(yi) 工作原理

  成都鴻瑞韜科技研發生產(chan) 的氧氣分析儀(yi) 測量原理有： 雙氧化鋯、燃料電池、電化學、離子流（界限電流）這幾種，本文主要分享一下氧化鋯、燃料電池、電化學這幾種的工作原理。

(1)氧化鋯傳感器式氧分析儀

氧化鋯(ZrO2)是一種陶瓷，一種具有離子導電性質的固體(ti) 。在常溫下為(wei) 單斜晶體(ti) ，當溫度升高到1150℃時，晶型轉變為(wei) 立方晶體(ti) ，同時約有7%的體(ti) 積收縮;當溫度降低時，又變為(wei) 單斜晶體(ti) 。若反複加熱與(yu) 冷卻，ZrO2就會(hui) 破裂。因此，純淨的ZrO2不能用作測量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣(CaO)或氧化釔(Y2O3)作穩定劑，再經過高溫焙燒，則變為(wei) 穩定的氧化鋯材料，這時，四價(jia) 的鋯被二價(jia) 的鈣或三價(jia) 的釔置換，同時產(chan) 生氧離子空穴，所以ZrO2屬於(yu) 陰離子固體(ti) 電解質。ZrO2主要通過空穴的運動而導電，當溫度達到600℃以上時，ZrO2就變為(wei) 良好的氧離子導體(ti) 。

在氧化鋯電解質的兩(liang) 麵各燒結一個(ge) 鉑電極，當氧化鋯兩(liang) 側(ce) 的氧分壓不同時，氧分壓高的一側(ce) 的氧以離子形式向氧分壓低的一側(ce) 遷移，結果使氧分壓高的一側(ce) 鉑電極失去電子顯正電，而氧分壓低的一側(ce) 鉑電極得到電子顯負電，因而在兩(liang) 鉑電極之間產(chan) 生氧濃差電勢。此電勢在溫度一定時隻與(yu) 兩(liang) 側(ce) 氣體(ti) 中氧氣含量的差(氧濃差)有關(guan) 。若一側(ce) 氧氣含量已知(如空氣中氧氣含量為(wei) 常數)，則另一側(ce) 氧氣含量(如煙氣中氧氣含量)就可用氧濃差電勢表示，測出氧濃差電勢，便可知道煙氣中氧氣含量。

(2)燃料電池法氧分析儀

燃料電池法氧分析儀(yi) 采用*密封的燃料池氧傳(chuan) 感器是當前上的測氧方法之一。燃料池氧傳(chuan) 感器是由高活性的氧電極和鉛電極構成，浸沒在KOH的溶液中。在陰極氧被還原成氫氧根離子，而在陽極鉛被氧化。

KOH溶液與(yu) 外界有一層高分子薄膜隔開，樣氣不直接進入傳(chuan) 感器，因而溶液與(yu) 鉛電極不需定期清洗或更換。樣氣中的氧分子通過高分子薄膜擴散到氧電極中進行電化學反應，電化學反應中產(chan) 生的電流決(jue) 定於(yu) 擴散到氧電極的氧分子數，而氧的擴散速率又正比於(yu) 樣氣中的氧含量，這樣，該傳(chuan) 感器輸出信號大小隻與(yu) 樣氣中的氧含量相關(guan) ，而與(yu) 通過傳(chuan) 感器的氣體(ti) 總量無關(guan) 。通過外部電路的連接，反應中的電荷轉移即電流的大小與(yu) 參加反應的氧成正比例關(guan) 係。

HT-LA431氧氣含量分析儀(yi) 采用此方法進行測氧，可以不受被測氣體(ti) 中還原性氣體(ti) 的影響，免去了許多的樣氣處理係統。它比老式“金網-鉛”原電池測氧更快速，不需要漫長的開機吹除過程，“金網-鉛”原電池樣氣直接進入溶液中，導致儀(yi) 器的維護量很大，而燃料電池法樣氣不直接進入溶液中，傳(chuan) 感器可以非常穩定可靠的工作很長時間。事實上，燃料電池氧傳(chuan) 感器是*免維護的。

(4)電化學式氧氣分析儀

一種化學類的氣體(ti) 分析儀(yi) 表。它根據化學反應所引起的離子量的變化或電流變化來測量氣體(ti) 成分。為(wei) 了提高選擇性，防止測量電極表麵玷汙和保持電解液性能，一般采用隔膜結構。

常用的電化學式分析儀(yi) 有定電位電解式和伽伐尼電池式兩(liang) 種。定電位電解式分析儀(yi) 的工作原理是在電極上施加特定電位，被測氣體(ti) 在電極表麵就產(chan) 生電解作用，隻要測量加在電極上的電位，即可確定被測氣體(ti) *的電解電位，從(cong) 而使儀(yi) 表具有選擇識別被測氣體(ti) 的能力。

伽伐尼電池式分析儀(yi) 是將透過隔膜而擴散到電解液中的被測氣體(ti) 電解，測量所形成的電解電流，就能確定被測氣體(ti) 的濃度。通過選擇不同的電極材料和電解液來改變電極表麵的內(nei) 部電壓從(cong) 而實現對具有不同電解電位的氣體(ti) 的選擇性。