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氧探头的应用与原理分析

发布时间: 2014-11-26  点击次数: 6939次

        氧探头工作的原理:在氧化锆电解质(ZrO2管)的两侧面分别烧结上多孔铂(Pt)电极,在一定温度下,当电解质两侧氧浓度不同时,高浓度侧(空气)的氧分子被吸附在铂电极上与电子(4e)结合形成氧离子O2-,使该电极带正电,O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧的Pt电极上放出电子,转化成氧分子,使该电极带负电。


        氧传感器使用时,引入被测气体的方式有直插式和扩散式两种。直插式响应时间短,不需要加热器,结构简单,小型轻便,但要求同时检测被测气体的温度。扩散式由于氧探头的温度由加热器控制,因此测量精度高,工作可靠,但响应时间取决于气体的流量。


        当氧探头应用于工业锅炉和加热炉上的时候,引入被测气体的方式有直插式和采样检测式两种。直插式响应时间短,不需要加热器,结构简单,小型轻便,但要求同时检测被测气体的温度。采样检测式由于氧探头的温度由加热器控制,因此测量精度高,工作可靠,但响应时间取决于气体的流量。直插式氧分析器已广泛应用在锅炉和加热炉的烟气含氧量的测定,作此用途的氧探头多采用管状结构,此管可以两端开口,也可以单端开口,目前市场出现zui多的是后一种。


        正确分析氧探头的故障,就要了解氧探头的检测机理和在整个碳控系统中的作用。
氧探头直接检测的实际上是炉内气氛的氧电势,再利用化学平衡原理和渗碳的基本原理,通过碳控仪推算出炉气的碳势。炉气的碳势和许多因素有关,当碳控仪上显示的碳势值不对时并不一定代表氧探头故障。应该结合炉子和碳控仪的工作情况综合分析。


        在分析氧探头的好坏时应将其视为一个单独的检测部件。在检测氧探头的氧电势时应把与氧探头连接的所有导线断开,用高内阻的数字表在氧探头的输出端直接检测氧电势。通过检测氧电势,与正常使用时的数值相比较,并通过做定碳片来确定氧探头工作是否正常。

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