氧化锆氧量分析仪的工作原理是什么

核心元件的激活条件

仪器的核心传感元件是掺杂氧化钇 / 氧化钙的氧化锆（$Zr{O}_2$）陶瓷管，这种材料只有在 ** 高温环境（600~850℃）** 下才会形成氧离子导电的固体电解质，因此探头内部需配备加热器维持工作温度。

氧化锆管的内外壁均涂覆一层多孔铂电极，作为氧离子迁移的载体和电信号采集端。

浓差电池的构建

氧离子迁移与电动势产生

在高温作用下，氧离子会从氧分压高的一侧（参比气体侧）向氧分压低的一侧（被测气体侧）定向迁移。

这种离子迁移会导致两个铂电极之间产生电荷差，进而形成一个与两侧氧分压差值相关的浓差电动势（mV 级信号）。

基于能斯特方程的定量计算

电动势与氧分压的关系遵循能斯特方程，公式如下：

$E=\frac{RT}{4F}\ln \frac{P_{O_2(ref)}}{P_{O_2(meas)}}$

各参数含义：

温度补偿的关键作用

电动势 $E$ 与温度 $T$ 直接相关，若温度波动会导致测量误差。因此探头内置温度传感器，变送器会根据实时温度数据对计算结果进行补偿，确保在不同工况下的测量精度。