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氧分仪是一种工业在线过程分析仪表，不仅广泛应用于加热炉、化学反应容器、地井、工业制氮等场合中混合气体内氧气浓度的检测，还大量用于锅炉内水中溶解氧、污水处理装置外排水溶解氧的检测。
氧化锆（ZrO2）是一种陶瓷，一种具有离子导电性质的固体。在常温下为单斜 晶体，当温度升高到一定温度时，晶型转变为立方晶体，同时约有 7%的体积收 缩；当温度降低时，又变为单斜晶体。若反复加热与冷却，ZrO2 就会破裂。 因 此，纯净的 ZrO2 不能用作测量元件。如果在 ZrO2 中加入一定量的氧化钙（CaO） 或氧化钇（Y2O3）作稳定剂，再经过高温焙烧，则变为稳定的氧化锆材料，这 时，四价的锆被二价的钙或三价的钇置换，同时产生氧离子空穴，所以 ZrO2 属于阴离子固体电解质。ZrO2 主要通过空穴的运动而导电，当温度达到 600℃ 以上时，ZrO2 就变为良好的氧离子导体。
测量原理：是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压（即氧浓度）时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧的引出电极，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。它服从能斯特（Nernst）方程：式中E为氧传感器输出的氧电势（mv），Tk为炉内的绝对温度（K），P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。
在氧化锆电解质的两面各烧结一个铂电极，当氧化锆两侧的氧分压不同时， 氧分压高的一侧的氧以离子形式向氧分压低的一侧迁移，结果使氧分压高的一 侧铂电极失去电子显正电，而氧分压低的一侧铂电极得到电子显负电，因而在 两铂电极之间产生氧浓差电势。此电势在温度一定时只与两侧气体中氧气含量 的差（氧浓差）有关。若一侧氧气含量已知（如空气中氧气含量为常数），则另 一侧氧气含量（如烟气中氧气含量）就可用氧浓差电势表示，测出氧浓差电势， 便可知道烟气中氧气含量。
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