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罗卓尼克对微量氧分析仪知识大全的解读
发表时间:2018-12-24  |  点击率:191

微量氧剖析仪用处及原理:微量氧剖析仪主要用于工业在线、实验室以及瓶装高纯N2、Ar、He、Ne和混合气体中的微量氧、痕量氧的迅速检查,适用于空分设备和各气体分装厂高纯气体中微量氧的检查;一起也适用于石油化工、冶金等行业的高纯技术性气体、保护性气体中微量氧的迅速检查。特别是关于含氧量< 1 PPMv的钢瓶气样、迅速、简洁。

微量氧剖析仪分为两种剖析原理:别离为燃料电池法微量氧剖析仪和氧化锆微量氧剖析仪

微量氧剖析仪的原理介绍:

1、罗卓尼克对燃料电池法微量氧剖析仪的解析

微量氧剖析仪(燃料电池电化学法)

选用密封的燃料池氧传感器是当前的测氧办法之一。燃料池罗卓尼克氧传感器是由高活性的氧电极和铅电极构成,浸没在KOH的溶液中。在阴极氧被复原成氢氧根离子,而在阳极铅被氧化。

溶液与外界有一层高分子薄膜离隔,样气不直接进入传感器,因而溶液与铅电极不需定时清洁。样气中的氧分子经过高分子薄膜分散到氧电极中进行电化学反响,电化学反响中发作的电流决定于分散到氧电极的氧分子数,而氧的分散速率又正比于样气中的氧含量,该维萨拉传感器输出信号巨细只与样气中的氧含量有关,而与经过传感器的气体总量无关。经过外部电路的衔接,反响中的电荷转移即电流的巨细与参与反响的氧成正比例联系。选用此办法进行测氧,能够不受被测气体中复原性气体的影响,免去了很多的样气处理体系。它比旧式“金网-铅”原电池测氧迅速,不需求绵长的开机吹除进程,“金网-铅”原电池样气直接进入溶液中,致使仪器的保护量很大,而燃料电池法样气不直接进入溶液中,传感器能够安稳牢靠的工作很长时间。燃料电池氧传感器是彻底免保护的。但是在使用进程中,需求经常校准,现在市面上的燃料电池电化学氧传感器以英国CITY的传感器比较安稳。

2、徽科特氧化锆微量氧剖析仪 

微量氧剖析仪(氧化锆法):氧化锆传感器的构件是氧化锆固体电解质,氧化锆固体电解质是由多元氧化物构成的。常用的这类电解质有ZrO2·Y2O3,它由二元氧化物构成,ZrO2称为基体,Y2O3称为安稳剂。ZrO2在常温下是单斜晶体,在高温下它变成立方晶体(萤石型),但当它冷却后又变为单斜晶体,因而纯氧化锆的晶型是不安稳的。所以当在ZrO2中掺人定量的安稳剂Y2O3时,因为Y置换了Zr的方位,一方面在晶体中留下了氧离子空穴,另一方面因为晶体内部应力改变的原因,该晶体冷却后仍保留立方晶体,因而又称它为安稳氧化锆。据上剖析,安稳氧化锆在高温下(650℃以上)是氧离子的导体。 在上述电池中,Pt表明两个铂电极,它是涂制在氧化锆电解质的两头,两种氧分压为P''O2和P'O2的气体别离经过电解质的两头。作为氧传感器,其间P''O2是参比气,例如通人空气(20.6%O2),P'O2是待测气,例如通入烟气。在高温下,因为氧化锆电解质是杰出的氧离子导体,上述电池就是一个典型的氧浓差电池。

在高温下(650---850℃),氧就会从分压大的P''O2一侧向分压小的P'O2侧分散,这种分散,不是氧分子透过氧化锆从P''O2侧到P'O2侧,而是氧分子离解成氧离子后,经过氧化锆的进程。在750℃左右的高温中,在铂电极的催化作用下,在电池的P''O2侧发作复原反响,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(P''O2)+4e→2O2- P''O2侧铂电极因为很多给出电子而带正电,变成氧浓差电池的正极或阳极。

这些氧离子进入电解质后,经过晶体中的空穴向前运动抵达右侧的铂电极,在电池的P'O2侧发作氧化反响,氧离子在铂电极上开释电子并结组成氧分子分出,即:2O-4e→O2(P'O2)P'O2侧铂电极因为很多电子而带负电,变成氧浓差电池的负极或阴极。这么在两个电极上,因为正负电荷的堆积而构成一个电势,称之为氧浓差电动势。当用导线将两个电极连成电路时,负极上的电子就会经过外电路流到正极,再供给氧分子构成离子,电路中就有电流经过。

其池电势由能斯特方程给出:

E=RT/4F×ln(P''O2/P'O2)式中R为气体常数,T为电池的热力学温度(K),F为法拉第常数.(1)式是在理想状态下导出的, 有具有四个条件:(1)两头的气体均为理想气体;(2)整个电池处于恒温恒压体系中;(3)浓差电池是可逆的;(4)电池中不存在任何附加电势。因而称(1)式为氧化锆传感器的理论方程。由(1)式可见因为参比气氧含量P''O2是已知的,因而测得E值后便可求得待测气体氧含量P'O2值。

当电池工作温度固定于700℃时,上式为:

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

由上式,在温度700℃时,当固体电介质一侧氧分压为空气(20.6%) 时,由浓差电池输出电动势E,就能够计算出固体电介质另一侧氧分压,这就是氧化锆氧量剖析仪的测氧原理。

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