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氧化锆分析仪

利用氧化锆固体电解质在高温下具有传导氧离子的特性测量含氧浓度的。

氧化锆是固体电解质，在高温下具有传导氧离子的特性。在氧化锆两侧涂上多孔铂电极，当两侧气体中氧浓度不同时，会发生反应：

这样就构成了以氧化锆管为电解质的浓差电池。如果把氧化锆元件加热到规定的温度（750度），测量气在一边流动，测量气中氧浓度和参比气中氧浓度之比的对数与电动势成正比，因而只要测得电动势就可以知道被测气体的含氧浓度。

氧化锆氧分析器的工作原理

在一片高致密的氧化锆固体电解质的两侧，用烧结的方法制成几微米到几十微米厚的多孔铂层作为电极，再在电极上焊上铂丝作为引线；

就构成了氧浓差电池，如果电池左侧通入参比气体(空气)。其氧分压为po;电池右侧通入被测气体，其氧分压为p1(未知)。

设po>p1，在高温下(650~850oC)， 氧就会从分压大的Po侧向分压小的P1侧扩散，这种扩散，不是氧分子透过氧化锆从po侧P1侧，而是氧分子离解成氧离子后通过氧化锆的过程。

在750oC左右的高温中，在铂电极的催化作用下，,在电池的po侧发生还原反应，一个氧分子从铂电极取得4个电子，变成两个氧离子(O2-)进入电解质，即

O2(pn)+4e→2O2-

po侧的铂电极由于大量给出电子而带正电，成为氧浓差电池的正极或阳极。

这些氧离子进人电解质后，通过晶体中的空穴向前运动到达右侧的铂电极，在电池的p1侧发生氧化反应，氧离子在铂电极上释放电子并结合成氧分子析出，即

2O2-→ O2(P1)+4e

p1侧的铂电极由于大量得到电子而带负电，成为氧浓差电池的负极或阴极。

这样在两个电极上由于正负电荷的堆积而形成一个电势，称之为氧浓差电动势。

当用导线将两个电极连成电路时，负极上的电子就会通过外电路流到正极，再供给氧分子形成氧离子，电路中就有电流通过。

氧化锆氧分析仪

用氧化锆氧分析仪除可以分析氧气产品的氧纯度外，也可分析高纯***和高纯氮中的微量氧。根据气体中微量氧的含量，要将分析仪调到相应的量程档次。例如：0.1×10-6～10×10-6，8×10-6～100×10-6，80×10-6～1000×10-6，0.08%～1%，0.8%～10%等。它在测定时首先要将气源加热到750～850℃，所以要在接通电源，待炉温指示灯闪亮后方可进行氧含量值的测定。在使用时，应注意以下一些事项：

1)控制流量。切不可用大流量，以免冲击锆管，使锆管破了、损坏。流量一般为500mL/min。

2)检查气密性。可用逐步检漏法，取出机芯检查。锆管有一个三通接头，容易发生漏气的有两处：一处为流量计漏气；另一处为氧化锆管破了。先通入微量气体，使流量转子升至顶端满刻度处，然后堵住流量计出气管口。如果流量转子下不来，则说明流量计漏气；如果堵住仪器出口转子下不来，则说明锆管破了。

3)用于***气分析时，流量计读数在左侧；用于氮气分析时，流量计读数在右侧。

4)用于分析高纯***或高纯氮时，如果将量程放在很小挡，指针一直靠左边，表明气中有还原性气体，例如H2、CmHn、CO等。应设法除去，否则就无法测定。

5)测定含氧量小于0.1×10-3时，不宜用乳胶管连接，应用金属管连接。

如何校准氧化锆探头?

氧化锆探头空气对流的方式只是简单比对电势准确度的一种方法。具体的修正一般通过标准气体标定进行，方法是将计量核定确认的标准气体通过标气口通入探头，测量此时输出氧电势及仪表显示氧浓度，仪表显示氧浓度应该与标准气体浓度相同，存在偏差则修正仪表线性参数；标准计量要求很少使用三种不同标准气体标定系统，这样经过三次标定重复修正好系统线性，保证系统正常工作。  

首先氧化锆探头应该通空气，看本地MV信号是不是在0MV左右，越靠0MV越准，待稳定后，将浓度校准到空气浓度  

其次氧化锆探头通标准气，一般是5%或者1%，看浓度是否为标准值浓度，校准到标准值。  

以上过程反复3次，就可以将氧化锆探头校准完毕。