Banner
首页 > 新闻动态 > 内容

3D离子流氧分析仪在高含量检测中的优势

  3D离子流氧分析仪在高含量检测中的优势


  多年来,高含量氧气参数成为工业燃气/空气控制器的基础。目前用来测量过量氧气的主要有铜氨溶液吸收法、顺磁过量氧传感器、电化学氧传感器、氧化锆(ZrO2)等。本文介绍了七种氧气测量原理,以及在高含量氧环境的测量情况。


  关键词:铜氨溶液吸收法、氧化锆、离子流高含量氧、磁力机械式


  一.目前常用测氧原理


  1.铜氨溶液吸收法


  铜氨溶液由氯化铵、纯铜和氨水配制而成,当-定量的气体(氧气)与铜氨溶液接触时,在有氨水存在的情况下,氧气(02)与铜(Cu)反应生成氧化铜(CuO)和氧化亚铜(Cu20),即发生如下化学反应:3Cu+O,-吗→CuO+Cu2O生成氧化铜(CuO)和氧化亚铜(Cu2O)分别与氨水.氯化铵作用,生成可溶性的高价(+2价)铜盐Cu(NH3)2Cl2和低价(+1价)铜盐Cu(NH3)2CI。低价铜盐吸收氧气转为高价铜盐,高价铜盐又被铜还原成低价铜盐,低价铜盐又和氧反应。如此循环作用,直到气体中的氧气耗完为址,然后根据气体体积的减少就可以得出气体中的氧气的体积百分比浓度。整个过程只要有足够的纯铜存在,就能保证化学反应的持续进行。


  2.氧化锆浓差电池法


  在氧化锆电解质(ZrO2管)的两侧面分别烧结上多孔铂(Pt)电极,在-定温度下,当电解质两侧氧浓度不同时,高浓度侧(空气)的氧分子被吸附在铂电极上与电子(4e)结合形成氧离子02-,使该电极带正电,02-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧的Pt电极上放出电子,转化成氧分子,使该电极带负电。两个电极的反应式分别为:


  参比侧:02+4e-202-测量侧:202--4e-O2


  这样在两个电极间便产生了-定的电动势,氧化锆电解质、Pt电极及两侧不同氧浓度的气体组成氧探头,即所调氧化锆浓差电池。两级之间的电动势E由能斯特公式求得:


  E=RT/nFIn(PO/P1)式中,E浓差电池输出;n'电子转移数(此公式中4);R理想气体常数,8.314 W.S/mol;T温度(K);F法拉第常数,96500C;P1待测气体氧浓度百分数;PO参比气体氧浓度百分数。


  该公式是氧化锆浓差电池测氧的基础,当氧化锆管处的温度加热到600-1400*C时,高浓度侧气体用已知氧浓度的气体作参比气,如空气(P0=20.60%),测出浓差电池输出电动势E和被测气体的温度T,即可算出被测气体的氧分压(浓度)PO,这就是氧化锆浓差电池的基本检测原理。