氧化鋯氧傳感器的特點與應用

氧化鋯氧分析儀概論　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

自然界中氧氣是一種特殊的存在，而對氧氣的檢測分析也有多種特殊方法，除了電化學、順磁法外，氧化鋯也是檢測氧氣的te有方法。由于這種方法具有成本低、響應速度快、可靠性高等特點，是氧氣檢測分析的中堅。

一、氧化鋯氧傳感器基礎原理

簡單說就是氧化鋯在高溫下會發生電離，內部出現可流動的氧離子。當氧化鋯兩側涂抹上鉑電極，氧化鋯兩側氧氣濃度存在差異時，且在鉑電ji高溫催化下電離出氧離子，氧離子便能透過氧化鋯從高濃度側流向低濃度側，產生電勢差，且濃度差越大電勢差越大。依據這一基本特性就可以研制出不同類型的氧化鋯氧傳感器

二、氧化鋯氧傳感器

基礎理論的突破可以帶來應用研究的迅猛發展，氧化鋯離子導電現象的發現，在半個世紀后終于帶來了氧氣檢測技術的突飛猛進。根據這一發現，實現了不同類型的氧傳感器，主要包括濃度差型

（１）濃度差型

這是最基本的結構，是對氧化鋯氧離子導電的直接應用，原理在一根鋯管內外涂有電極，電極既有輔助導電作用。鋯管內外一邊為參比氣體、一邊為被測氣體。參比氣體一般要求保持恒定，比如暴露在空氣中以空氣作為參比。另一邊是被測氣，當被測氣與參比氣產生濃度差時，兩電極之間就產生電勢差。該類傳感器還需要用一個加熱裝置將鋯管加熱到７００℃以上才能正常工作。氧化鋯氧傳感器的實現是一個非常復雜的工藝過程，氧化鋯材料處理、摻雜、成型、結構、涂電極、燒結、封裝等過程都對最后的性能有重要影響。

三、氧化鋯氧傳感器的特點與應用

氧化鋯已經實現了工業化生產，特別是測高純氮中微量氧的品質bao證了氧傳感器的質量，同時也大大降低了傳感器成本。由于氧化鋯氧傳感器一般需要在７００℃以上高溫使用，且屬于接觸式測量，不宜在一些場合使用。

綜合來看，氧化鋯氧傳感器優勢非常明顯，但也存在不少使用禁忌，氧化鋯氧傳感器良好的性能表現，除了一些特殊場合外，在汽車燃燒效率測量、煙道中氧氣測量、工業過程氧氣測量、空氣中氧氣測量等等領域有著廣泛應用，但一般不能應用于過程安全監控領域。

除了常規的氧氣監測外，氧化鋯實際檢測的是氧離子，利用這一特性，還可以發展出其他的應用，主要有高溫水氣的測量、氮氧化物測量以及作為色譜檢測器測量惰性氣體中的微量雜質。