氧分析仪的原理及应用：电化学与氧化锆技术的比较|埃登威自动化系统设备（上海）有限公司

氧分析仪的原理及应用：电化学与氧化锆技术的比较

氧分析仪是工业过程中的关键仪表，用于监测各种混合气体中的氧含量。在众多行业中，如石油、化工、电子、玻璃和建材等，它都扮演着不可或缺的角色。不同的氧分析仪基于不同的工作原理，如电化学、氧化锆、磁氧和激光等，各有其独特的优缺点。本文将重点探讨电化学氧分析仪和氧化锆氧分析仪的工作原理和应用。氧分析仪的原理及应用：电化学与氧化锆技术的比较

一、电化学氧分析仪

电化学氧分析仪的核心是电化学氧气传感器。该传感器由传感电极和对电极组成，中间有一层薄薄的电解液。待检测的气体通过毛细口传感器和疏水膜扩散到电极表面。传感器的设计确保了适量的气体与感应电极反应，产生足够的电信号，同时防止电解液的泄漏。当气体在感应电极上发生氧化/还原反应时，阴极和阳极之间会产生一个与氧浓度成正比的电流。通过测量这个电流，我们可以得知气体中的氧浓度。

优点：

  1. 通用性好，适用于多种气体环境。
  2. 价格适中，性价比高。氧分析仪的原理及应用：电化学与氧化锆技术的比较
  3. 测量精度高，结果准确可靠。

缺点：

  1. 传感器寿命相对较短，因为化学反应会消耗其活性物质。
  2. 传感器可能受到其他气体（如腐蚀性气体）的干扰。

二、氧化锆氧分析仪

氧化锆（ZrO2）是一种具有离子导电性的陶瓷材料。在特定温度下，它会发生晶型转变并伴随体积收缩。为了提高其稳定性，人们会在ZrO2中添加氧化钙或氧化钇作为稳定剂。这种稳定的氧化锆在高温下具有良好的氧离子导电性。当氧化锆电解质两侧存在氧分压差异时，氧离子会从高氧分压侧向低氧分压侧迁移，从而在两侧铂电极之间产生电势差。这个电势差与两侧氧气含量的差异（即氧浓差）相关。通过测量这个电势差，我们可以得知另一侧气体中的氧含量。

优点：氧分析仪的原理及应用：电化学与氧化锆技术的比较

  1. 不受检测气体温度的影响，具有良好的耐高温性能。
  2. 通过更换导流管，可以适应不同温度的气体环境。
  3. 特别适用于高温工况，如窑炉和锅炉等。

缺点：

  1. 在气体杂质较多的情况下，采样管可能发生堵塞。
  2. 多孔铂电极容易受到腐蚀性气体的侵蚀而失效。
  3. 加热器通常采用电炉丝加热方式，其寿命相对较短。
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