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氧探头的工作基本原理分析是什么?

作者:admin 发布日期:2021-08-05

 

氧探头采用氧化锆陶瓷传感器测量各种应用环境中的氧含量。氮化炉化学热处理:指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表层,以改变其化学成分,组织和性能的热处理工艺。多用炉具有多层炉床的连续生产的热工设备,又称耙式炉或多膛炉。用于焚烧城市垃圾,焙烧有色金属矿粉,轻烧氢氧化镁滤饼及天然菱镁石矿粉等。热处理多用炉有强大的电器控制系统西门子prc,应该会很好操作,一般都会有前室后室,后室也就是加热室,密封性要求良好,渗碳氮等。

Zro_2是典型的离子晶体,加入二价或三价立方对称氧化物,如 cao,mgo,y2o3和其他三价稀土氧化物,可以使 zro_2在600 ° c 成为氧快离子导体,他们称之为快离子导体。在 zro2中掺杂 y2o3可以形成氧离子空位和完全稳定的立方相结构。Zro_2快离子导体是一种离子导体,可以通过 zro_2晶格中的氧离子空位导电。锆的导电金属氧化物的加入在 zro_2晶格中产生了大量的氧离子空位。Zro2的点缺陷浓度主要取决于添加剂的用量,而 zro2的离子导电是通过氧离子在 zro2中的迁移来实现的。陶瓷材料对氧具有很高的灵敏度和选择性,由其制成的氧探针(又称氧传感器)广泛应用于工业炉窑和环保领域。

氧传感器通过在氧化锆电解质管的两侧烧结多孔铂电极来测量氧。在一定温度下,当电解液两侧的氧浓度不同时,高浓度侧(Pref侧II)的氧分子吸附在铂电极上,与电子(4e)结合形成氧离子O2-,使电极带正电,氧离子通过电解液(I)中的氧离子空位向氧浓度低的一侧迁移,这样,在两个电极之间产生一定的电动势。氧化锆电解质、Pt电极和两侧不同氧浓度的气体构成氧探头,称为氧化锆浓度池。电池电动势产生的原动力是两侧电极上氧的化学势之差。

在氧探头中,高浓度溶液一侧气体用自己已知氧浓度( Pref)的气体可以作为参比气,如用一个空气,则Pref= 20.6%。通过分析计算和常数项进行合并。则得参比气为空气的能斯特公式得到如下

e=0. 215t lg0.2095/pO2

因此,如果我们可以测量氧探头的输出电动势和被测气体的热力学温度,我们就可以计算被测气体的氧分压(浓度) po2。在实际应用中,可以通过测量气体的氧势和温度,利用能斯特公式建立的数学模型,计算出被测气体的氧含量(百分比)。这是氧化锆氧探针的基本原理。

在线检测是将氧化锆直接插入高温气体中,直接检测气体中的氧含量。当被测气体温度为700~1150℃(特殊结构也可在1400℃使用)时,利用被测气氛的高温使氧化锆达到工作温度,不需要额外的加热器。直列式氧探头的关键技术是陶瓷材料的高温密封和电极问题。

一般直插式氧探头的有效数据长度在500~1000mm左右,在特殊教育环境下的长度范围可达1500mm。