氧化锆式氧传感器作为现代化工生产中广泛应用的控制元件,在化学、石化、冶金、电子等领域都有广泛应用。其主要作用是用来测量氧气浓度,并将氧气浓度的信号转化为电信号输出,从而辅助控制生产过程。本文将介绍氧化锆式氧传感器的工作原理。 什么是氧化锆式氧传感器
氧浓度传感器氧化锆式氧传感器是一种基于氧化锆和其它材料的纯氧传感器,能够在高温、高压、潮湿和腐蚀性环境下稳定地测量氧气浓度。这种传感器的主要部件是氧化锆气敏元件,通常有两个部分:一个是镀有白金的外电极,另一个是氧离子传递膜和钨势垒电极。
氧化锆式氧传感器的工作原理
氧化锆式氧传感器是基于氧离子在氧穿透膜中的摩尔扩散,差分电流措施以及准离子电流设备检测氧气浓度的。在氧离子灰化的过程中,氧气在膜上分解成氧阴离子和电子。
当每个氧阴离子通过氧穿透膜到达内部的阳极,就和内部的电子结合,形成一个氧分子。在
阳极内出现一定的准离子电流,这个电流的大小和浓度成正比。通常电子流量的极化反应是通过外部电路中的电源控制的。
当把一个比例氧气/氮气混合物(模拟氧气浓度)带到氧化锆气敏元件的膜上,氧离子通过膜,氧气浓度和可以进入膜的氧气浓度成正比。准离子电流因为有氧离子的流量而变化,终端的检测电路可以将该差分电流数改动为OX/QUOT(氧气浓度)的比值。传感器利用这个信号输出氧气浓度测量值。
氧化锆式氧传感器的优点
1.精度高:氧化锆式氧传感器的精度非常高,可以达到±1%以下的误差范围。
2.使用寿命长:氧化锆式传感器的材料寿命很长,可以经历长时间的高温高压,同时抵御常见的腐蚀。
3.响应速度快:氧化锆式氧传感器响应速度非常快,大致在秒级别以内。
4.维护成本低:氧化锆式氧传感器维护成本非常低,通常只需要在使用后定期清洗即可,不需要常年更换。
总之,氧化锆式氧传感器是一种非常优秀的传感器,其工作原理简单、精度高、维护成本低,使用寿命长等特点,使其广泛应用于各种工业控制领域,为工业持续发展提供了重要的技术支持。