氧化鋯原理與電化學(xué)原電池測氧原理之優(yōu)缺比較

        市場上常見的測氧分析儀的檢測原理有兩種，一是應(yīng)用高溫狀態(tài)下的氧化鋯的*物理性質(zhì)，使用氧化鋯傳感器通過測量樣氣中的氧分壓來測量氧。

        另一種是使用電化學(xué)原電池（俗稱氧電池），通過電池內(nèi)的電解液與樣氣中氧發(fā)生反應(yīng)，得出樣氣中氧含量的檢測方法。

       由于檢測原理不同，所以兩種原理的氧分儀各有優(yōu)缺。

       氧化鋯傳感器，樣氣要被加熱到傳感器的工作溫度400-600℃，這通常意味著, 樣氣中可以相互反應(yīng)的組份將發(fā)生反應(yīng)。這樣，任何的氫氣、一氧化碳和/或有機物質(zhì)將與存在的氧氣反應(yīng)，由此會使檢測到的氧濃度偏低。這樣，氧化鋯傳感器會使含有這些成份的混合氣發(fā)生變化，從而不能檢測出常溫樣氣中存在的‘游離’氧；但，由于被抽吸到傳感器中的樣氣的狀況與工藝狀況非常類似，所以可以很好地被利用來監(jiān)測金屬處理爐內(nèi)氣氛的質(zhì)量。通過檢測進入爐前的樣氣，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量變壞，可以提前采取更正措施。氧化鋯傳感器還可以用來分析直接來自工藝的高溫樣氣，這對于冷卻后會出現(xiàn)凝結(jié)物的樣氣 – 如高硫份燃料的燃燒氣 – 檢測來說，是非常有優(yōu)勢的。氧化鋯傳感器的檢測范圍非常寬，大約是10的-23次方到100%，而且響應(yīng)速度非常快，它們可以在幾秒內(nèi)對從百分比濃度到PPM濃度以下的階躍變化作出響應(yīng)。使用溫控電路加熱傳感器的需要使得氧化鋯類型的分析儀比原電池類型的要更加昂貴，同時它們還大約需要10分鐘的預(yù)熱時間。

       由于氧化鋯傳感器實質(zhì)上檢測的是氧分壓，所以它對于樣氣的壓力比較敏感，其讀數(shù)會隨樣氣壓力的變化成正比變化。所以選用氧化鋯氧分析儀時，應(yīng)選用有壓力校正補償功能的，這種儀表會對樣氣中壓力的變化作出校正補償，儀表讀數(shù)不受樣氣壓力一定范圍內(nèi)的變化的影響。

       電化學(xué)原電池由于它們在大氣溫度下運行，原電池可以檢測包含有可氧化物質(zhì)的樣氣中的‘游離’氧。它可以處理大多數(shù)的溫和氣體，但必須避免腐蝕性及一些強氧化性氣體。從100%到低PPM的濃度需幾種不同類型的原電池。由于原電池不需要高功耗電路，所以使用這種類型傳感器的儀表可以被設(shè)計為用充電電池的便攜式表。盡管原電池是消耗件，但它們的運行壽命還是相當長的，而且很容易更換，并且更換費用不高。它們的響應(yīng)速度明顯要低于氧化鋯傳感器，尤其從百分比級移到PPM級氧時。

       大多數(shù)的電化學(xué)原電池受樣氣分子量的影響，所以當樣氣有小分子氣體，如氫氣、氦氣等要特別小心，注意選用對分子量不敏感的氧電池。

       這兩種原理的典型產(chǎn)品：G1010、ISU-2000和Oxy+4100。 G1010和ISU-2000應(yīng)用的是電化學(xué)原電池原理，它可以配用不受樣氣分子量影響的原電池，從而可以用來檢測小分子背景氣，如氫氣、氦氣中的氧。ISU-2000是便攜式氧氣分析儀，充電電池供電，一次充滿電可使用長達40個小時。Oxy+ 4100是氧化鋯原理的氧氣分析儀，它有壓力自動補償校正功能，有效彌補了氧化鋯原理氧分析儀的缺陷。

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2019-07-01