一、探頭結構?

氧化鋯管?

探頭的核心是氧化鋯陶瓷管，通常由摻雜氧化釔（Y?O?）或氧化鈣（CaO）的二氧化鋯（ZrO?）燒結而成。這種摻雜使氧化鋯在高溫下形成穩定的立方晶格結構，并產生氧離子空穴，成為氧離子導體。

氧化鋯管兩端分別涂覆鉑（Pt）電極：內電極接觸被測氣體（如煙氣），外電極接觸參比氣體（如空氣）。

加熱系統?

氧化鋯管需在高溫（通常650℃以上）工作以維持氧離子導電性。探頭內置微型電爐和熱電偶，前者提供加熱，后者實時監測并調控溫度。

過濾裝置?

探頭頂部設有過濾器，用于阻擋煙氣中的顆粒物和雜質，保護氧化鋯管免受污染。

氣體通道與參比氣孔?

被測氣體通過底部封閉的管道進入檢測區域，參比氣孔則引入空氣作為參比氣體，確保兩側氧濃度差穩定。

接線盒?

位于法蘭后部，連接熱電偶、電爐和鉑電極的接線端子，同時包含標準氣孔（用于校準）和參比氣孔。

二、工作原理?

氧離子導電性?

高溫下，氧化鋯管成為氧離子導體。當內外側氧濃度不同時，氧離子從高濃度側（參比氣）向低濃度側（被測氣）遷移，形成氧濃差電池。

濃差電勢與能斯特方程?

產生的電勢差（E）符合能斯特方程：

其中，RR為氣體常數，TT為絕對溫度，FF為法拉第常數，P0P0和PP分別為參比氣與被測氣的氧分壓

溫度控制?

熱電偶與電爐協同工作，確保氧化鋯管始終處于最佳工作溫度范圍（如650~850℃），避免溫度波動影響測量精度。

輸出特性?

當被測氣體與參比氣氧濃度相同時，電勢為零；濃度差越大，電勢信號越強。通過校準可建立電勢與氧含量的線性關系。

總結?

氧化鋯氧量分析儀探頭通過高溫下氧離子的遷移產生濃差電勢，結合溫度控制與信號處理，實現煙氣等氣體中氧含量的精確測量。其結構設計兼顧了耐高溫、防污染和穩定性，適用于工業燃燒監測與環保控制場景。