氧化锆分析仪的检测原理基于氧化锆固体电解质的氧离子导电特性。氧化锆(ZrO2)本身不导电,但通过掺杂一定比例的低价金属稳定剂(如氧化钙、氧化镁或氧化钇)后,在高温环境下(通常为650至850℃)获得导电性,成为氧离子导体。
工作原理:氧化锆分析仪的核心部件是氧浓差电池,由高致密的氧化锆固体电解质构成,两侧覆盖几微米到几十微米厚的多孔铂层作为电极。通过烧结工艺,这些电极与铂丝引线相连,形成氧浓差电池。一侧通入参比气体(如空气),其氧分压设为p0;另一侧通入被测气体,其氧分压为未知的p1。在高温环境下,氧会从氧分压较高的p0侧向较低的p1侧扩散,并在铂电极的催化下离解为氧离子,通过氧化锆电解质完成迁移。这一过程产生一个电势差,该电势差与气体中的氧浓度呈函数关系
。
应用场景:氧化锆分析仪广泛应用于工业生产中,特别是在燃烧和氧化反应过程中,用于测量和控制混合气体中的氧含量。