氧化锆探头是一种用于测量气体中氧气含量的传感器,具有以下特点和应用:

工作原理

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基于稳定的二氧化锆陶瓷在 650℃以上环境中产生的氧离子导电特性工作 。在不同氧分压的气体环境中,二氧化锆陶瓷内部会发生一系列反应和氧离子迁移,在其两侧引出电极可测到毫伏级氧电势信号,通过能斯特方程可得到被测气体中的氧分压和氧电势的关系 。

技术特点


  • 测量高:能准确测量气体中的氧含量,为生产过程控制提供可靠数据 。

  • 反应速度快:实际反应时间少于 100 毫秒,可迅速捕捉气体浓度变化 。

  • 抗腐蚀性强:适用于各种恶劣环境,如高腐蚀性气氛、高粉尘环境等 。

  • 使用寿命长:采用氧化锆和钢玉陶瓷焊接坚固复合技术等,一般使用寿命可达 3 至 5 年 。

  • 安装简便:通常采用螺旋型安装方式,在所需安装部位钻孔加装固定螺母或法兰盘,将探头旋入即可 。

  • 校正方便:可用标准气体对探头进行检测,也可通过氧量分析仪定时自动控制,在使用过程中实时检测 。

结构组成


一般由氧化锆管、加热元件、保护套管和连接电缆等部分组成。氧化锆管是部件,加热元件用于保持氧化锆管在工作温度,保护套管防止外界环境对氧化锆管和加热元件的侵蚀,连接电缆负责传输探头产生的信号 。

检测方式


  • 直插式:直接插入被检测气氛中,利用被测气氛的高温使氧化锆达到工作温度,适用于被检测气氛温度在 500-1150℃时,特殊结构可用于 1400℃高温 。

  • 导流式:通过长导流管将被测气体导入氧化锆检测室,然后加热元件把氧化锆加热到工作温度,不受检测气体温度影响,可检测各种温度气体中的氧含量 。

应用领域


  • 工业炉窑监测:用于测量锅炉、熔炉、窑炉等燃烧过程中或燃烧后排出烟气体中的氧气含量,帮助优化燃烧过程,提高能源利用效率,减少污染物排放 。

  • 环境监测:可用于检测废气中的氧含量,辅助评估大气污染程度等 。

  • 化工生产:监测反应气体中的氧含量,确保化学反应在合适的氧含量条件下进行,保障反应安全高效 4。

  • 冶金行业:控制炉内气氛的氧含量,防止金属氧化或过度还原,保证金属产品质量 。

  • 半导体制造:在半导体制造过程中,控制气体中的氧含量对于保证产品质量和工艺稳定性至关重要,氧化锆探头可用于此类场景的氧含量监测 。