(2)氧化鋯傳感器式氧分析儀
氧化鋯(ZrO2)是一種陶瓷,一種具有離子 導(dǎo)電性質(zhì)的固體。在常溫下為單斜晶體,當溫度升高到1150℃時,晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄w,同時約有7%的體積收縮;當溫度降低時,又變?yōu)閱涡本w。若反復(fù)加 熱與冷卻,ZrO2就會破裂。因此,純凈的ZrO2不能用作測量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣(CaO)或氧化釔(Y2O3)作穩(wěn)定劑,再經(jīng) 過高溫焙燒,則變?yōu)榉(wěn)定的氧化鋯材料,這時,四價的鋯被二價的鈣或三價的釔置換,同時產(chǎn)生氧離子空穴,所以ZrO2屬于陰離子固體電解質(zhì)。ZrO2主要通 過空穴的運動而導(dǎo)電,當溫度達到600℃以上時,ZrO2就變?yōu)榱己玫难蹼x子導(dǎo)體。
在氧化鋯電解質(zhì)的兩面各燒結(jié)一個鉑電極,當氧化鋯兩側(cè)的氧 分壓不同時,氧分壓高的一側(cè)的氧以離子形式向氧分壓低的一側(cè)遷移,結(jié)果使氧分壓高的一側(cè)鉑電極失去電子顯正電,而氧分壓低的一側(cè)鉑電極得到電子顯負電,因 而在兩鉑電極之間產(chǎn)生氧濃差電勢。此電勢在溫度一定時只與兩側(cè)氣體中氧氣含量的差(氧濃差)有關(guān)。若一側(cè)氧氣含量已知(如空氣中氧氣含量為常數(shù)),則另一 側(cè)氧氣含量(如煙氣中氧氣含量)就可用氧濃差電勢表示,測出氧濃差電勢,便可知道煙氣中氧氣含量。