氧气传感器–原理和应用

 氧化锆电池 –工作原理

珠海易奥科技有限公司氧化锆氧气传感器（参见图1）是一个密封的管状氧化锆元件，它的一端是封闭的，内、外表面都被多孔金属电极（一般都是铂质的）覆盖。在温度高于400°C        时，氧化锆变成了一个氧离子导体，从而使电极间产生一个电压。电压值与样气氧分压和参比气（通常是空气）氧分压间的差有关，由能斯托方程得出

 

        这样，当电池两侧都是空气时，输出是0(log1=0)。当样气的氧气浓度高于空气中氧气浓度时，相对于样气电极，参考电极是负极；当低于空气中氧气浓度时，它是正极。依赖于不同的工况，内部电极或外部电极都可以用作参考。

       输出电压经过电子处理，提供适合于显示或过程控制的信号。

       这种电池是一种扩散限制金属/空气电池，如图2所示。样气中的氧气通过扩散隔膜并到达阴极。在这里，它被还原为氢氧离子，然后，氢氧离子通过电解液氧化金属阳极。

      形成阴/阳极电路时，产生一个与氧耗速度成比例的电流，实质上，运行的电池是处于一种短路状态。既然氧气到达阴极的速度受扩散隔膜的影响，电池电流是这个速度的一个正函数，那么电池电流实质上是样气中氧气浓度的正函数。对于电池来说，通常的方程式如下：