珠海易奧科技有限公司氧氣分析儀使用的傳感器有兩種。我們生產(chǎn)的幾種型號的氧儀涵蓋了大部分這兩種技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。該技術(shù)注解描述了這兩種電池 – 氧化鋯電池和原電池（或‘金屬/氧氣’電池）的工作原理，并解釋了每種電池的其中一些優(yōu)缺點(diǎn)。
氧化鋯電池 –工作原理
珠海易奧科技有限公司氧化鋯氧氣傳感器（參見圖1）是一個(gè)密封的管狀氧化鋯元件，它的一端是封閉的，內(nèi)、外表面都被多孔金屬電極（一般都是鉑質(zhì)的）覆蓋。在溫度高于400°C 時(shí)，氧化鋯變成了一個(gè)氧離子導(dǎo)體，從而使電極間產(chǎn)生一個(gè)電壓。電壓值與樣氣氧分壓和參比氣（通常是空氣）氧分壓間的差有關(guān)，由能斯托方程得出
公式中的
R=摩爾氣體常數(shù)
T= 電池的溫度（K）
F = 法拉弟常數(shù)
P1= 參比氣（大多數(shù)情況是空氣）中氧氣的分壓
P2 = 樣氣中氧氣的分壓
這樣，當(dāng)電池兩側(cè)都是空氣時(shí)，輸出是0（log1=0）。當(dāng)樣氣的氧氣濃度高于空氣中氧氣濃度時(shí)，相對于樣氣電極，參考電極是負(fù)極；當(dāng)?shù)陀诳?/span>氣中氧氣濃度時(shí)，它是正極。依賴于不同的工況，內(nèi)部電極或外部電極都可以用作參考。
輸出電壓經(jīng)過電子處理，提供適合于顯示或過程控制的信號。
原電池 –工作原理
這種電池是一種擴(kuò)散限制金屬/空氣電池，如圖2所示。樣氣中的氧氣通過擴(kuò)散隔膜并到達(dá)陰極。在這里，它被還原為氫氧離子，然后，氫氧離子通過電解液氧化金屬陽極。
形成陰/陽極電路時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)與氧耗速度成比例的電流，實(shí)質(zhì)上，運(yùn)行的電池是處于一種短路狀態(tài)。既然氧氣到達(dá)陰極的速度受擴(kuò)散隔膜的影響，電池電流是這個(gè)速度的一個(gè)正函數(shù)，那么電池電流實(shí)質(zhì)上是樣氣中氧氣濃度的正函數(shù)。對于電池來說，通常的方程式如下：
陽極反應(yīng):
2Pb + 4OH - = 2PbO + 2H2O + 4ε−
陰極反應(yīng)：
O2 + 2H2O + 4ε− = 4OH
總反應(yīng)：
2Pb+O2 = 2PbO
輸出（µA） = K log （1/1-C）
這里，K是一個(gè)常數(shù)，C是樣氣中氧氣的分壓。對于ppm和高達(dá)25%的百分比檢測來說，線性近似通常就足夠了，盡管所有我們的微處理器分析儀都可以線化。
我們‘E’型原電池的工作原理稍微有些不同。它能夠檢測含有大量二氧化碳的樣氣中的氧氣含量。它是高達(dá)100%線性的，輸出是毫伏，不是電流。
作為有消耗電極的原電池，它們的壽命是有限的。不同類型的原電池，它們的壽命是不同的：‘L’ 型 （檢測ppm） 是25,000個(gè)氧百分比小時(shí)； ‘N’ 型 （通常的目標(biāo)是200ppm到25%）是100,000 個(gè)氧百分比小時(shí)； ‘E’ 型（在中性和微酸氣體背景中檢測高達(dá)100%的氧）是1,000,000 個(gè)氧百分比小時(shí)。
針對特定工況選擇適用傳感器類型時(shí)，要考慮的zui重要的因素是：a） 氧化鋯高的運(yùn)行溫度會導(dǎo)致樣氣組份的變化； b） 響應(yīng)速度 – 原電池傳感器要比氧化鋯傳感器慢得多。
比較 – 氧化鋯和原電池傳感器
使用氧化鋯傳感器時(shí)，樣氣要被加熱到傳感器的工作溫度，尤其有鉑存在時(shí)。這通常意味著, 樣氣中可以相互反應(yīng)的組份將發(fā)生反應(yīng)。這樣，任何的氫氣、一氧化碳和/或有機(jī)物質(zhì)將與存在的氧氣反應(yīng)，由此會使檢測到的氧濃度偏低。這樣，氧化鋯傳感器會使含有這些成份的混合氣發(fā)生變化，從而不能檢測出常溫樣氣中存在的 ‘游離’ 氧； 但，由于被抽吸到傳感器中的樣氣的狀況與工藝狀況非常類似， 所以可以很好地被利用來監(jiān)測金屬處理爐內(nèi)氣氛的質(zhì)量。通過檢測進(jìn)入爐前的樣氣，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量變壞，可以提前采取更正措施。氧化鋯傳感器還可以用來分析直接來自工藝的高溫樣氣， 這對于冷卻后會出現(xiàn)凝結(jié)物的樣氣 – 如高硫份燃料的燃燒氣 – 檢測來說，是非常有優(yōu)勢的。珠海易奧科技有限公司還提供配備有非催化式電極氧化鋯傳感器的儀表， 這種類型的傳感器尤其可以用來監(jiān)測有微量級易燃物質(zhì)存在的PPM氧。經(jīng)常地，空氣液化廠產(chǎn)生的氮?dú)夂蜌鍤饩褪沁@樣的工況。 氧化鋯電池的動態(tài)范圍非常寬， 對于大多數(shù)的實(shí)際應(yīng)用，大約是10的23次方，而且響應(yīng)速度非?？?，它們可以在幾秒內(nèi)對從百分比濃度到PPM濃度以下的階躍變化作出響應(yīng)。 使用溫控電路加熱傳感器的需要使得氧化鋯類型的分析儀比原電池類型的要更加昂貴，同時(shí)它們還大約需要10分鐘的預(yù)熱時(shí)間。 （備注：這個(gè)時(shí)間是針對珠海易奧科技有限公司的氧化鋯傳感器而言的；一般地，其他
公司的氧化鋯傳感器要花費(fèi)更長的預(yù)熱時(shí)間。 ）
由于它們在大氣溫度下運(yùn)行，原電池可以檢測包含有可氧化物質(zhì)的樣氣中的‘游離’氧。它可以處理大多數(shù)的溫和氣體， 但必須避免腐蝕性及一些強(qiáng)氧化性氣體。從100%到低PPM的濃度需要三種不同類型的原電池。 由于原電池不需要高功耗電路（諸如氧化鋯電池的加熱器） ，所以使用這種類型傳感器的儀表可以被設(shè)計(jì)為用充電電池的便攜式表。盡管原電池是消耗件，但它們的運(yùn)行壽命還是相當(dāng)長的（參見前面相關(guān)內(nèi)容） ，而且很容易更換，并且更換費(fèi)用不高。它們的響應(yīng)速度明顯要低于氧化鋯傳感器，尤其從百分比級移到PPM級氧時(shí)。但與其他‘常溫’傳感器的響應(yīng)速度相比，它們還是比較好的。珠海易奧科技有限公司還有使用顯著提高響應(yīng)速度的雙電池技術(shù)的儀表。
