一、原理
利用氧化鋯材料添加一定量的穩定劑以后,通過高溫燒成,在一定溫度下成為氧離子固體電解質。在該材料兩側焙燒上鉑電極,側通氣樣,另側通空氣,當兩側氧分壓不同時,兩電極間產生濃差電動勢,構成氧濃差電池,兩電極反應如下:
高氧一側:O2+4e→2O2-
另一側:2O2-→O2+4e
濃差電勢理論值符合奈斯特脫方程:
式中:R——氣體常數;
F——法拉第常數;
T——電池的絕對溫度;
n——參加反應的電子數;
P0——參比氣體氧分壓;
P——被測氣體氧分壓;
E——濃差電池的電動勢。
由氧濃差電池的溫度和參比氣體氧分壓,使可通過測量儀表測量出電動勢,換算出被測氣體中的氧分壓。
與磁性氧分儀比較,氧化鋯氧分儀具有結構簡單,反應迅速和維護工作量小等特點,廣泛用于連續監測鍋爐或窯爐內氣體中的含氧量。
測量范圍:0～5%,0～10%,0～21%,0～25%;測量精度0.1%。
二、儀器
①氧化鋯氧分儀。
②采樣管及樣氣預處理器。
③技術指標:參見本定電位電解法測定一氧化氮測試儀的技術指標。
三、試劑
清潔空氣或濃度為儀器量程50%左右的氧標準氣體。
四、測試
按儀器使用說明書的要求連接氣路,并對氣路系統進行氣檢查,接通電源,并按儀器說明書要求的加熱時間使檢測器加熱爐升溫,開啟儀器氣泵,當儀器自檢完畢,表明作正常后,將采樣管置入被測煙道中心或靠近中心處,待指示穩定后讀取氧含量數據。
五、說明
①如果有在高溫下與氧反應的可燃氣體或名腐蝕氧化鋯元件的氣體存在,測定結果會有誤差。
②儀器使用的環境條件,應按照說明書要求執行。
③一般傳感器使用壽命為1年,當傳感器失效時應及時更換在高原地區應按照當地空氣氧含量數值標定。
④儀器的標定、校準及技術指標的計算方法參見定電位電解法測定二氧化硫。