一、探頭結(jié)構(gòu)?

氧化鋯管?

探頭的核心是氧化鋯陶瓷管，通常由摻雜氧化釔（Y?O?）或氧化鈣（CaO）的二氧化鋯（ZrO?）燒結(jié)而成。這種摻雜使氧化鋯在高溫下形成穩(wěn)定的立方晶格結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生氧離子空穴，成為氧離子導(dǎo)體。

氧化鋯管兩端分別涂覆鉑（Pt）電極：內(nèi)電極接觸被測氣體（如煙氣），外電極接觸參比氣體（如空氣）。

加熱系統(tǒng)?

氧化鋯管需在高溫（通常650℃以上）工作以維持氧離子導(dǎo)電性。探頭內(nèi)置微型電爐和熱電偶，前者提供加熱，后者實(shí)時監(jiān)測并調(diào)控溫度。

過濾裝置?

探頭頂部設(shè)有過濾器，用于阻擋煙氣中的顆粒物和雜質(zhì)，保護(hù)氧化鋯管免受污染。

氣體通道與參比氣孔?

被測氣體通過底部封閉的管道進(jìn)入檢測區(qū)域，參比氣孔則引入空氣作為參比氣體，確保兩側(cè)氧濃度差穩(wěn)定。

接線盒?

位于法蘭后部，連接熱電偶、電爐和鉑電極的接線端子，同時包含標(biāo)準(zhǔn)氣孔（用于校準(zhǔn)）和參比氣孔。

二、工作原理?

氧離子導(dǎo)電性?

高溫下，氧化鋯管成為氧離子導(dǎo)體。當(dāng)內(nèi)外側(cè)氧濃度不同時，氧離子從高濃度側(cè)（參比氣）向低濃度側(cè)（被測氣）遷移，形成氧濃差電池。

濃差電勢與能斯特方程?

產(chǎn)生的電勢差（E）符合能斯特方程：

其中，RR為氣體常數(shù)，TT為絕對溫度，FF為法拉第常數(shù)，P0P0和PP分別為參比氣與被測氣的氧分壓

溫度控制?

熱電偶與電爐協(xié)同工作，確保氧化鋯管始終處于最佳工作溫度范圍（如650~850℃），避免溫度波動影響測量精度。

輸出特性?

當(dāng)被測氣體與參比氣氧濃度相同時，電勢為零；濃度差越大，電勢信號越強(qiáng)。通過校準(zhǔn)可建立電勢與氧含量的線性關(guān)系。

總結(jié)?

氧化鋯氧量分析儀探頭通過高溫下氧離子的遷移產(chǎn)生濃差電勢，結(jié)合溫度控制與信號處理，實(shí)現(xiàn)煙氣等氣體中氧含量的精確測量。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兼顧了耐高溫、防污染和穩(wěn)定性，適用于工業(yè)燃燒監(jiān)測與環(huán)保控制場景。