氧化鋯氧傳感器的結構類型

氧化鋯氧濃差電池用于實際檢測中，主要需要解決的問題是，氧化鋯檢測頭，反應電極及將被測氣體與參比氣（空氣）嚴格隔離的問題（氧探頭的密封問題）。實際應用過程中，最難以解決的是密封問題和反應電極問題。下面對一些氧探頭的結構類型加以說明。以檢測方式不同分，氧化鋯氧探頭基本上可以分為兩大類：采樣檢測式氧探頭及直插式氧探頭。

1、采樣檢測式氧傳感器：采樣檢測方式是通過導引管，將被測氣體導入氧化鋯檢測室檢測室通過加熱元件把氧化鋯加熱到工作溫度（750℃以上）。氧化鋯一般采用管狀，電極采用多孔鉑電極。采樣檢測的優點是不受檢測氣氛溫度的影響，通過采用不同的導流管可以檢測各種溫度氣氛中的氧含量。由于采樣式檢測方式的靈活性，因此運用在許多工業在線檢測上。采樣檢測的缺點是反應時間慢；結構復雜，容易影響檢測精度；在被檢測氣氛雜質較多時，采樣管容易堵塞；多孔鉑電極容易受到氣氛中的硫，砷等的腐蝕以及細小粉塵的堵塞而失效；加熱器一般用電爐絲加熱，壽命不長。在被檢測氣體溫度較低（0-650℃），或被測氣氛較清潔時，采樣式檢測方式工作較好，如制氮機測氧，實驗室測氧等。

2、直插式檢測方式：直插式檢測是將氧化鋯直接插入高溫被測氣體，直接檢測氣體中的氧含量。這種檢測方式應用在被檢測氣氛溫度在700-1150℃時（特殊結構還可以用于1400℃的高溫），利用被測氣氛的高溫使氧化鋯達到工作溫度，不另外用加熱器。直插式氧探頭的技術關鍵是陶瓷材料的高溫密封問題和電極問題。以下列舉了幾種直插式氧探頭的結構形式。

整體氧化鋯管式： 這種形式是從采樣檢測方式上采用的氧化鋯管的形式上發展起來的。就是將原來的氧化鋯管加長，使氧化鋯可以直接伸到高溫被測氣體中。這種結構不存在高溫密封問題，很容易解決密封問題。直插式氧化鋯氧傳感器，由于直插式氧探頭的工作環境惡劣，且對其檢測精度、工作穩定性和工作壽命都要求較高，需采用新的技術，克服傳統氧化鋯氧探頭的不足。由于需要將氧化鋯直接插入檢測氣氛中，對氧探頭的長度有較高要求，一般直插式氧探頭的有效長度在500-1000mm左右，特殊的環境長度可達1500mm。因此直插式氧探頭很難采用傳統氧化鋯氧探頭的整體氧化鋯管狀結構，而多采取技術要求較高的氧化鋯和氧化鋁管連接的結構。因此密封性能是這種氧化鋯氧探頭的最關鍵技術之一。目前國際上的連接方式是將氧化鋯與氧化鋁管的焊接在一起，其密封性能。與采樣式檢測方式比，直插式檢測有顯而易見的優點：氧化鋯直接接觸氣氛，檢測精度高，反應速度快，維護量較小。

工業用氧傳感器可分為通用性強的氧分析器和根據用途不同而設計的專用氧探頭兩種：在工業鍋爐、加熱爐上的氧量分析應用作此用途的氧傳感器多采用管狀結構，此管可以兩端開口，也可以單端開口，目前市場出現最多的是后一種。ZrO2 管內外壁上涂有多孔 Pt 電極，由內外電極分別向管端引伸并在端部接出 Ni、Cr 絲作信號輸出用。氧傳感器使用時，引入被測氣體的方式有直插式和擴散式兩種。直插式響應時間短，不需要加熱器，結構簡單，小型輕便，但要求同時檢測被測氣體的溫度。擴散式由于氧探頭的溫度由加熱器控制，因此測量精度高，工作可靠，但響應時間取決于氣體的流量。這種氧分析器在國外已廣泛應用在鍋爐和加熱爐煙氣含氧量的測定，從而控制燃燒系統實現低氧燃燒，達到降低熱能損失，節約能源的目的。據國外報導，在鋼鐵廠加熱爐中，將煙氣中的氧含量從 3%降到 1%，排氣損失減少24%，燃料節約 8%。在陶瓷窯爐中，用氧探頭控制爐氣氛，不僅節能，減少污染，而且能提高產品質量。

本產品配套ZCS870氧氣智能分析儀使用，適用于100PPM－99.99%O2氮氧混合氣體中能準確測量氧濃度，產具有以下特點：
新型長壽命的離子流檢測器，靈敏度高、響應速度快；

長壽命、校準周期長、精度高、體積小巧、功耗低；

高精度的溫度自動補償系統，消除環境溫度的影響；