微量氧分析儀（氧化鋯法）

氧化鋯傳感器的核心構(gòu)件是氧化鋯固體電解質(zhì)，氧化鋯固體電解質(zhì)是由多元氧化物組成的。常用的這類(lèi)電解質(zhì)有ＺｒＯ２·Ｙ２Ｏ３，它由二元氧化物組成，其中，ＺｒＯ２稱為基體，Ｙ２Ｏ３稱為穩(wěn)定劑。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(dāng)它冷卻后又變?yōu)閱涡本w，因此純氧化鋯的晶型是不穩(wěn)定的。所以當(dāng)在ＺｒＯ２中摻人一定量的穩(wěn)定劑Ｙ２Ｏ３時(shí)，由于Ｙ置換了Ｚｒ的位置，一方面在晶體中留下了氧離子空穴，另一方面由于晶體內(nèi)部應(yīng)力變化的原因，該晶體冷卻后仍保留立方晶體，因此又稱它為穩(wěn)定氧化鋯。據(jù)上分析，穩(wěn)定氧化鋯在高溫下（６５０℃以上）是氧離子的良好導(dǎo)體?！≡谏鲜鲭姵刂?，Ｐｔ表示兩個(gè)鉑電極，它是涂制在氧化鋯電解質(zhì)的兩邊，兩種氧分壓為Ｐ''Ｏ２和Ｐ'Ｏ２的氣體分別通過(guò)電解質(zhì)的兩邊。作為氧傳感器，其中Ｐ''Ｏ２是參比氣，例如通人空氣（２０．６％Ｏ２），Ｐ'Ｏ２是待測(cè)氣，例如通入煙氣。在高溫下，由于氧化鋯電解質(zhì)是良好的氧離子導(dǎo)體，上述電池便是一個(gè)典型的氧濃差電池。

在高溫下（６５０--－８５０℃），氧就會(huì)從分壓大的Ｐ''Ｏ２一側(cè)向分壓小的Ｐ'Ｏ２側(cè)擴(kuò)散，這種擴(kuò)散，不是氧分子透過(guò)氧化鋯從Ｐ''Ｏ２側(cè)到Ｐ'Ｏ２側(cè)，而是氧分子離解成氧離子后，通過(guò)氧化鋯的過(guò)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(cè)發(fā)生還原反應(yīng)，一個(gè)氧分子從鉑電極取得４個(gè)電子，變成兩個(gè)氧離子（Ｏ２－）進(jìn)入電解質(zhì)，即：

Ｏ２（Ｐ''Ｏ２）＋４ｅ→２Ｏ２－?。?'Ｏ２側(cè)鉑電極由于大量給出電子而帶正電，成為氧濃差電池的正極或陽(yáng)極。這些氧離子進(jìn)入電解質(zhì)后，通過(guò)晶體中的空穴向前運(yùn)動(dòng)到達(dá)右側(cè)的鉑電極，在電池的Ｐ'Ｏ２側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)，氧離子在鉑電極上釋放電子并結(jié)合成氧分子析出，即：

２Ｏ－４ｅ→Ｏ２（Ｐ'Ｏ２）

Ｐ'Ｏ２側(cè)鉑電極由于大量得到電子而帶負(fù)電，成為氧濃差電池的負(fù)極或陰極。這樣在兩個(gè)電極上，由于正負(fù)電荷的堆積而形成一個(gè)電勢(shì)，稱之為氧濃差電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)用導(dǎo)線將兩個(gè)電極連成電路時(shí)，負(fù)極上的電子就會(huì)通過(guò)外電路流到正極，再供給氧分子形成離子，電路中就有電流通過(guò)。

微量氧分析儀使用的范圍也比較廣：鋼鐵、冶金、熱電、石化、化工、焦化、ＰＶＣ、多晶硅、合成氨等行業(yè)均能使用到，其中分類(lèi)如下：

①    空分制氧、空分制氮、化工流程氧含量自動(dòng)分析

②　電子行業(yè)保護(hù)性氣體中氧含量分析，如：氮?dú)庵形⒘垦鯗y(cè)試

③　磁性材料等高溫?zé)Y(jié)爐的保護(hù)性氣體中氧含量分析