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氧化鋯氧分析儀概論                                                       

   自然界中氧氣是一種特殊的存在，而對氧氣的檢測分析也有多種特殊方法，除了電化學、順磁法外，氧化鋯也是檢測氧氣的特有方法。由于這種方法具有成本低、響應速度快、可靠性高等特點，是氧氣檢測分析的中堅。

一、氧化鋯氧傳感器基礎原理

   1889年，一個25歲的德國青年物理化學家能斯特發現氧化鋯在高溫下呈現離子導電現象，如圖1所示。簡單說就是氧化鋯在高溫下會發生電離，內部出現可流動的氧離子。當氧化鋯兩側涂抹上鉑電極，氧化鋯兩側氧氣濃度存在差異時，且在鉑電極高溫催化下電離出氧離子，氧離子便能透過氧化鋯從高濃度側流向低濃度側，產生電勢差，且濃度差越大電勢差越大。依據這一基本特性就可以研制出不同類型的氧化鋯氧傳感器

二、氧化鋯氧傳感器

    基礎理論的突破可以帶來應用研究的迅猛發展，氧化鋯離子導電現象的發現，在半個世紀后終于帶來了氧氣檢測技術的突飛猛進。根據這一發現，實現了不同類型的氧傳感器，主要包括濃度差型

（1）濃度差型

   這是最基本的結構，是對氧化鋯氧離子導電的直接應用，原理在一根鋯管內外涂有電極，電極既有輔助導電作用。鋯管內外一邊為參比氣體、一邊為被測氣體。參比氣體一般要求保持恒定，比如暴露在空氣中以空氣作為參比。另一邊是被測氣，當被測氣與參比氣產生濃度差時，兩電極之間就產生電勢差。該類傳感器還需要用一個加熱裝置將鋯管加熱到700℃以上才能正常工作。氧化鋯氧傳感器的實現是一個非常復雜的工藝過程，氧化鋯材料處理、摻雜、成型、結構、涂電極、燒結、封裝等過程都對最后的性能有重要影響。

 三、氧化鋯氧傳感器的特點與應用

     氧化鋯已經實現了工業化生產，特別是測高純氮中微量氧的品質保證了氧傳感器的質量，同時也大大降低了傳感器成本。由于氧化鋯氧傳感器一般需要在700℃以上高溫使用，且屬于接觸式測量，不宜在一些場合使用。綜合來看，氧化鋯氧傳感器優勢非常明顯，但也存在不少使用禁忌，氧化鋯氧傳感器良好的性能表現，除了一些特殊場合外，在汽車燃燒效率測量、煙道中氧氣測量、工業過程氧氣測量、空氣中氧氣測量等等領域有著廣泛應用，但一般不能應用于過程安全監控領域。除了常規的氧氣監測外，氧化鋯實際檢測的是氧離子，利用這一特性，還可以發展出其他的應用，主要有高溫水氣的測量、氮氧化物測量以及作為色譜檢測器測量惰性氣體中的微量雜質。有興趣的可以致電15319438117探討