氧化锆氧分析仪工作原理
氧化锆氧分析仪工作原理,成都久尹科技研发生产的氧化锆氧分析仪有多款本文主要讲氧化锆氧分析仪的工作原理。
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。
微量氧分析仪可应用在钢铁、冶金、热电、石化、化工、焦化、PVC、多晶硅、合成氨等,那么在使用中也要注意一些问题,这样才能更好地使用,具体如下,一起来看下: 1、分析仪的配套管线应确保密封,微小的泄漏都会使环境空气中的氧扩散进来,从而使测量数值偏高。 虽然在测量中,样气压力大于环境压力,但样气中的氧是微量级的,根据法拉利定律,氧的分压与其体积含量成正比,大气中含有约为21%的氧,与以PPM计算浓度的样气的氧分压相差一万倍左右,因而气样中微量氧的分压远低于大气中的氧分压,当出现泄漏时,大气中的氧便会从泄漏部位迅速扩散进来。 还有,取样管线应尽可能短些,接头尽可能少,要保证接头及阀门密封良好,管线连接完毕后,应做气密性检查。 气密性检查的要求:0.25MPAm测试压力下,30分钟,压降不大于0.01MPA。 2、管线材质基本上以铜质或不锈钢管线为好,次选聚四氟乙烯管。禁选乳胶管、白胶管之类管材,其气密性和材质抗渗透性太差,测量微量氧在标准测量压力下误差太大。管线外径通常我们选择6毫米或1/4IN,也有选择3毫米或1/8IN,总之,不锈钢管,清洗、脱脂,保持管内壁光滑洁净,对于痕量级(〈1PPMV)氧的分析,应选择内壁抛光的不锈钢管。所选择的阀门、接头,死体积应尽可能小。 3、为防止样品中的水分在管壁上冷凝凝结,造成对微量氧的溶解吸收,应根据情况对取样管线采取绝热保温或伴热保温措施。检测液氮中的微量氧时,尤其要注意加温措施,不然,由于氧沸点低于氮沸点13度,样品气不均匀气化,会使测量值严重偏低。 4、原则上,微量氧分析仪的测量位应尽可能与测量单位接近,以避免过长的管线和过多的不确定因素,影响测量数据的可靠性。 5、样品气中不能含有油类组分或固体颗粒物,以免引起渗透膜阻塞和污染。 6、样品气中不应含有硫化物、磷化物或酸性气体成分。这些组分会对燃料电池,特别是碱性燃料电池造成危害。
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