羅卓尼克對微量氧分析儀知識大全的解讀

微量氧剖析儀用處及原理：微量氧剖析儀主要用于工業在線、實驗室以及瓶裝高純N2、Ar、He、Ne和混合氣體中的微量氧、痕量氧的迅速檢查，適用于空分設備和各氣體分裝廠高純氣體中微量氧的檢查;一起也適用于石油化工、冶金等行業的高純技術性氣體、保護性氣體中微量氧的迅速檢查。特別是關于含氧量< 1 PPMv的鋼瓶氣樣、迅速、簡潔。

微量氧剖析儀分為兩種剖析原理：別離為燃料電池法微量氧剖析儀和氧化鋯微量氧剖析儀

微量氧剖析儀的原理介紹：

1、羅卓尼克對燃料電池法微量氧剖析儀的解析

微量氧剖析儀(燃料電池電化學法)

選用密封的燃料池氧傳感器是當前的測氧辦法之一。燃料池羅卓尼克氧傳感器是由高活性的氧電極和鉛電極構成，浸沒在KOH的溶液中。在陰極氧被復原成氫氧根離子，而在陽極鉛被氧化。

溶液與外界有一層高分子薄膜離隔，樣氣不直接進入傳感器，因而溶液與鉛電極不需定時清潔。樣氣中的氧分子經過高分子薄膜分散到氧電極中進行電化學反響，電化學反響中發作的電流決定于分散到氧電極的氧分子數，而氧的分散速率又正比于樣氣中的氧含量，該維薩拉傳感器輸出信號巨細只與樣氣中的氧含量有關，而與經過傳感器的氣體總量無關。經過外部電路的銜接，反響中的電荷轉移即電流的巨細與參與反響的氧成正比例聯系。選用此辦法進行測氧，能夠不受被測氣體中復原性氣體的影響，免去了很多的樣氣處理體系。它比舊式“金網-鉛”原電池測氧迅速，不需求綿長的開機吹除進程，“金網-鉛”原電池樣氣直接進入溶液中，致使儀器的保護量很大，而燃料電池法樣氣不直接進入溶液中，傳感器能夠安穩牢靠的工作很長時間。燃料電池氧傳感器是*免保護的。但是在使用進程中，需求經常校準，現在市面上的燃料電池電化學氧傳感器以英國CITY的傳感器比較安穩。

2、徽科特氧化鋯微量氧剖析儀 

微量氧剖析儀(氧化鋯法)：氧化鋯傳感器的構件是氧化鋯固體電解質，氧化鋯固體電解質是由多元氧化物構成的。常用的這類電解質有ZrO2·Y2O3，它由二元氧化物構成，ZrO2稱為基體，Y2O3稱為安穩劑。ZrO2在常溫下是單斜晶體，在高溫下它變成立方晶體(螢石型)，但當它冷卻后又變為單斜晶體，因而純氧化鋯的晶型是不安穩的。所以當在ZrO2中摻人定量的安穩劑Y2O3時，因為Y置換了Zr的方位，一方面在晶體中留下了氧離子空穴，另一方面因為晶體內部應力改變的原因，該晶體冷卻后仍保留立方晶體，因而又稱它為安穩氧化鋯。據上剖析，安穩氧化鋯在高溫下(650℃以上)是氧離子的導體。 在上述電池中，Pt表明兩個鉑電極，它是涂制在氧化鋯電解質的兩頭，兩種氧分壓為P''O2和P'O2的氣體別離經過電解質的兩頭。作為氧傳感器，其間P''O2是參比氣，例如通人空氣(20.6%O2)，P'O2是待測氣，例如通入煙氣。在高溫下，因為氧化鋯電解質是杰出的氧離子導體，上述電池就是一個典型的氧濃差電池。

在高溫下(650---850℃)，氧就會從分壓大的P''O2一側向分壓小的P'O2側分散，這種分散，不是氧分子透過氧化鋯從P''O2側到P'O2側，而是氧分子離解成氧離子后，經過氧化鋯的進程。在750℃左右的高溫中，在鉑電極的催化作用下，在電池的P''O2側發作復原反響，一個氧分子從鉑電極取得4個電子，變成兩個氧離子(O2-)進入電解質，即：O2(P''O2)+4e→2O2- P''O2側鉑電極因為很多給出電子而帶正電，變成氧濃差電池的正極或陽極。

這些氧離子進入電解質后，經過晶體中的空穴向前運動抵達右側的鉑電極，在電池的P'O2側發作氧化反響，氧離子在鉑電極上開釋電子并結組成氧分子分出，即：2O-4e→O2(P'O2)。P'O2側鉑電極因為很多電子而帶負電，變成氧濃差電池的負極或陰極。這么在兩個電極上，因為正負電荷的堆積而構成一個電勢，稱之為氧濃差電動勢。當用導線將兩個電極連成電路時，負極上的電子就會經過外電路流到正極，再供給氧分子構成離子，電路中就有電流經過。

其池電勢由能斯特方程給出：

E=RT/4F×ln(P''O2/P'O2)式中R為氣體常數，T為電池的熱力學溫度(K)，F為法拉第常數.(1)式是在理想狀態下導出的， 有具有四個條件：(1)兩頭的氣體均為理想氣體;(2)整個電池處于恒溫恒壓體系中;(3)濃差電池是可逆的;(4)電池中不存在任何附加電勢。因而稱(1)式為氧化鋯傳感器的理論方程。由(1)式可見因為參比氣氧含量P''O2是已知的，因而測得E值后便可求得待測氣體氧含量P'O2值。

當電池工作溫度固定于700℃時，上式為：

E=48.26lg(P''O2/P'O2)

由上式，在溫度700℃時，當固體電介質一側氧分壓為空氣(20.6%) 時，由濃差電池輸出電動勢E，就能夠計算出固體電介質另一側氧分壓，這就是氧化鋯氧量剖析儀的測氧原理。