OXYZ系列氧化锆烟气氧量分析仪是近几十年发展起来的新型测氧器，因其具有结构简单、维护方便、反应速度快、测量范围广等特点，而广泛应用于石油化工、电力、冶金、供暖、建材、电子等部门，分析各种工业锅炉及窑炉中烟气的氧含量，提高燃烧效率，节约能源，减少环境污染。
OXYZ氧化锆氧量分析仪由氧化锆氧量检测器(俗称氧探头)和氧量变送器组成， 在氧化锆氧量检测器的核心元件氧化锆浓差电池上，采用了纳米材料和先进的生产工艺，在电极涂层上添加抑制电极老化的添加剂。大大提高了氧化锆测量探头的精度和使用寿命。氧量检测器采用直插式探头结构，不需取样系统，能及时反映锅炉内燃烧状况，如与自控装置配合使用，可有效地控制燃烧状况。转换器采用单片机智能化设计，中文液晶显示，使数据显示、功能控制更具有人性化;可与各类型 DCS 数据接入设备连接。使仪表的操作变得简单，容易掌握。
探头不是银子做的，是氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。
参考百度百科：氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器，其核心的氧化锆管安置在一微型电炉内，位于整个探头的顶端。氧化锆管是由氧化锆材料掺以一定量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。由于它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此在高温下它是良好的氧离子导体。因其这一特性，在一定高温下，当锆管两边的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池，在此电池中，空气是参比气，它与烟气分别位于内外电极。 该传感器适用于锅炉、窑炉、石油、化工、发电厂等需用煤、油等加热燃烧的炉膛及烟道，氧含量的测量，能准确、快速的反映炉膛燃烧时的即时氧含量。可及时有效的控制烟道挡板、油门、风门等，对提高燃烧热效率、节约能源、减少污染有明显的作用。氧化锆探头插入点的烟道必须为负压，因为氧化锆探头的参比气为空气，是自然流动的，烟道必须为负压才可以使空气吸入探头产生电势。
时间： 2016-2-4 13:14:16 来源：浏览次数：0
自然界的氧化锆(ZrO2)矿物原料，主要有斜锆石和锆英石。锆英石系火成岩深层矿物，颜色有淡黄、棕黄、黄绿等，比重4.6-4.7，硬度7.5，具有强烈的金属光泽。纯的氧化锆是一种高级耐火原料，其熔融温度约为2900℃。
纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现灰色或淡黄色，添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为123.22，理论密度是5.89g/cm3，熔点为2715℃。氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现，加热到1100℃左右转变为四方相，加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后，四方相可以在常温下稳定，因此在加热以后不会发生体积的突变，大大拓展了氧化锆的应用范围。
由于氧化锆材料具有高硬度，高强度，高韧性，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能，氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。
1989年能斯特（Nernst）发现稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。从此氧化锆成为研究和开发应用最普遍的一种固体电解质，它已在高温技术，特别是高温测试技术上得到广泛应用。由于氧探头与现有测氧仪表(如磁氧分析器、电化学式氧量计、气象色谱仪等)相比，具有结构简单，响应时间短(0.1s～0.2s)，测量范围宽(从ppm到百分含量)，使用温度高(600℃～1200℃)，运行可靠，安装方便，维护量小等优点，因此在冶金、化工、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门得到广泛的应用。
氧化锆氧探头的测氧原理
氧化锆的导电机理：电解质溶液靠离子导电，具有离子导电性质的固体物质称为固体电解质。固体电解质是离子晶体结构，靠空穴使离子运动导电，与P型半导体空穴导电的机理相似。
纯氧化锆（ZrO2）不导电，掺杂一定比例的低价金属物作为稳定剂，如氧化钙（CaO2）、氧化镁（MgO）、氧化钇（Y2O3），就具有高温导电性，成为氧化锆固体电解质。
为什么加入稳定剂后，氧化锆就会具有很高的离子导电性呢？
这是因为，掺有少量CaO2 的ZrO2混合物，在结晶过程中，钙离子进入立方晶体中，置换了锆离子。由于锆离子是+4价，而钙离子是+2价，一个钙离子进入晶体，只带入了一个氧离子，而被置换出来的锆离子带出了两个氧离子，结果，在晶体中便留下了一个氧离子空穴。例如：（ZrO2）0.85 （CaO2）0.15这样的氧化锆（氧化锆的摩尔分数为85%、氧化钙的摩尔分数是15%），则具有7。5%的摩尔分数的氧离子空穴，是成了一种良好的氧离子固体电解质。
1989年能斯特（Nernst）发现稳定的氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。从此氧化锆成为研究和开发应用最普遍的一种固体电解质，它已在高温技术，特别是高温测试技术上得到广泛应用。
由于氧化锆探头与现有测氧仪表 (如磁氧分析器、电化学式氧量计、气象色谱仪等 )相比，响应时间短 (0.1s～ 0.2s)，测量范围宽 (从 Ppm到百分含量 )，使用温度高 (600℃～ 1200℃ )，因此在冶金、热处理、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门都可以见到氧化锆探头的身影。
武汉华敏从事氧化锆探头的研发与生产近20年，产品已服务于全国多家大中小型工厂的测氧工艺中，今天就给大家来科普一下氧化锆探头的工作原理。 在氧化锆电解质 (ZrO 2管)的两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极，在一定温度下，当电解质两侧氧浓度不同时，高浓度侧 (空气 )的氧分子被吸附在铂电极上与电子（ 4e）结合形成氧离子 O 2-，使该电极带正电， O 2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧的 Pt电极上放出电子，转化成氧分子，使该电极带负电。两个电极的反应式分别为： 参比侧： O 2 +4e—— 2O 2-测量侧： 2O 2-－ 4e—— O 2这样在两个电极间便产生了一定的电动势，氧化锆电解质、 Pt电极及两侧不同氧浓度的气体组成氧探头即所谓氧化锆浓差电池。两级之间的电动势 E由能斯特公式求得：可 E = (1)式中， E MV―浓差电池输出， N 4―电子转移数，在此为 R理想气体常数， 8.314 W• S／ Mol— T（ K） F 96500 C; P P 1——待测气体氧浓度百分数 0——参比气体氧浓度百分数—法拉第常数，—绝对温度 该分式是氧探头测氧的基础，当氧化锆管处的温度被加热到 600℃～ 1400℃时，高浓度侧气体用已知氧浓度的气体作为参比气，如用空气，则 P，将此值及公式中的常数项合并，又实际氧化锆电池存在温差电势、接触电势、参比电势、极化电势，从而产生本地电势 C MV）实际计算公式为：（ 0 =20.6% E MV） =0.0496 T Ln（ 0.2095/P 1）± C MV）（（ C本地电势 (新镐头通常为± 1mV) =可见，如能测出氧探头的输出电动势 E和被测气体的绝对温度 T，即可算出被测气体的氧分压（浓度） P 1，这就是氧化锆氧探头的基本检测原理。
科学的名词解释总是枯燥难懂的，但氧化锆探头的实用性有目共睹，目前它在测氧工艺中的使用频率很高，关注华敏新闻平台下一次我们将继续分享氧化锆探头相关的其他精彩知识。
氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器，其核心的氧化锆管安置在一微型电炉内，位于整个探头的顶端。
氧化锆管是由氧化锆材料掺以一定量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。由于它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此在高温下它是良好的氧离子导体。因其这一特性，在一定高温下，当锆管两边的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池，在此电池中，空气是参比气，它与烟气分别位于内外电极。在实际的氧探头中，空气流经外电极，烟气流经内电极，当烟气氧含量P小于空气氧含量P0（20.6%O2）时，空气中的氧分子从外电极上夺取4个电子形成2个氧离子，发生如下电极反应：
O（P0）+4e-→2O-2
氧离子在氧化锆管中迅速迁移到烟气边，在内电极上发生相反的电极反应：
2O-2 →O（P0）+4e-
由于氧浓差导致氧离子从空气边迁移到烟气边，因而产生的电势又导致氧离子从烟气边反向迁移到空气边，当这两种迁移达到平衡后，便在两电极间产生一个与氧浓差有关的电势信号E,该电势信号符合能斯特方程：
E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)
式中R、F分别是气体常数和法拉第常数，T是锆管绝对温度（K）, P0是空气氧含量（20.6%O2）, P 是烟气含量。由（1） 式可见，在一定的高温条件下（一般）600℃），一定的烟气氧含量便会有一对应的电势输出，在理想状态下，其电势值在高温区域内对应氧含量。 在理想状态下，当被测烟气与参比气浓度一样时， 其输出电势E值为 0 mV, 但在实际应用中，锆管实际条件和现场情况均不是理想状态。 故事实上的锆管是偏离此值的。实际上，一定氧含量锆管输出的电势为理论值和本底电势的和，我们称为无浓差条件下锆管输出的电势值为本底电势或称为零位电势， 此值的大小又在不同温度下呈不同的值， 并且随锆管使用期延长而变化。 因此， 如不对此情况处理，会严重影响整套测氧仪的准确和探头寿命。
本文转载自互联网，如有侵权，联系删除
