氧化锆传感器探头选型信息

氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器，其核心的氧化锆管安置在一个微型电炉内，位于整个探头的顶端，其结构原理图如下图所示。

氧化锆管是由氧化锆材料掺以必然量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳固的氧化锆陶瓷烧结体。

由于它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此在高温下它是良好的氧离子导体。

因其这一特性，在必然高温下，当锆管两边的氧含量不同时，它即是一个典型的氧浓差电池，在此电池中，空气是参比气，它与烟气别离位于内外电极。

在实际的氧探头中，空气流经外电极，烟气流经内电极，当烟气氧含量P小于空气氧含量P0（%O2）时，空气中的氧分子从外电极上夺取4个电子形成2个氧离子，发生如下电极反映：O（P0）+4e-→2O-2氧离子在氧化锆管中迅速迁移到烟气边，在内电极上发生相反的电极反映：2O-2 →O（P0）+4e-由于氧浓差致使氧离子从空气边迁移到烟气边，因此产生的电势又致使氧离子从烟气边反向迁移到空气边，当这两种迁移达到平衡后，便在两电极间产生一个与氧浓差有关的电势信号E,该电势信号符合"能斯特"方程：E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)式中R、F别离是气体常数和法拉第常数，T是锆管绝对温度（K）, P0是空气氧含量（%O2）, P 是烟气含量。

由（1）式可见，在必然的高温条件下（一般）600℃），必然的烟气氧含量便会有一对应的电势输出，在理想状态下，其电势值在高温区域内对应氧含量见下表。

附表被测气体温度、氧浓差电势与氧浓度对照表注：参比气为大气，在理想状况下（本底为零时），热电偶为K分度号。

0 0 0 0 0 0 0 0 0在理想状态下，当被测烟气与参比气浓度一样时，其输出电势E值为0 mV, 但在实际应用中，锆管实际条件和现场情形均不是理想状态。

故事实上的锆管是偏离此值的。

实际上，必然氧含量锆管输出的电势为理论值和本底电势的和，咱们称为无浓差条件下锆管输出的电势值为本底电势或称为零位电势，此值的大小又在不同温度下呈不同的值，而且随锆管利用期延长而转变。

氧含量在线分析系统使用说明书福州福光百特自动化设备有限公司FB-OSP01，FB-OSP02氧含量在线分析系统★ 概述：FB-OSP系统由FBP氧探头，XMOA系列氧含量分析变送仪组成。

氧探头和变送器可以一起安装在测量现场，通过4-20mA 将检测的氧含量值远传（FB-OSP01系统），也可以将氧探头和氧含量分析仪分别安装在现场和控制室（FB-OSP02系统）。

主要应用于：冶金行业的均热炉、热风炉、加热炉等；石化行业的加热炉，萃取炉，反应炉等工业加热装置中，以及电厂锅炉，热力锅炉，焚烧炉等工业锅炉中。

★ 综合技术参数：1、氧探头测量气氛温度：0-700℃（氧探头采用316材质采样管），0-900℃（氧探头采用310S材质采样管），2、变送器输出类型：0-10mA，4-20mA，0-5v，1-5v隔离变送输出3、变送器报警输出：两路报警输出4、变送器通讯：RS485隔离通讯5、系统量程范围：0.01-20.9 O2%6、系统响应时间：在探头测量端被测气氛变化时： 1-5秒，与样气流速有关。

在探头标定孔输入标气时：3秒内达到95%响应值7、系统安装环境：氧探头安装环境温度：-10—60℃（标准型）或-20—120℃（高温环境型）；变送器及氧探头维护仪安装环境温度：-10—50℃; 湿度<90%8、结构：氧探头采用防爆接线盒，防水设计，可露天安装；变送器及维护仪均为壁挂形式，均为防水设计，可露天安装。

9、氧探头有效长度：1000mm，1500mm，2000mm，特殊定制长度。

10、氧探头采样管材料：SUS316，SUS310S★ 系统配置：FB-OSP01系统配置该系统为现场变送系统，包含FBP氧探头，XMOA5000现场氧含量变送器，以及吹扫及维护装置，系统配置图见图（1）。

★ 系统主要设备介绍：1、FBP氧探头：FBP氧探头采用成套进口的澳大利亚SIRO2(二氧化锆)氧传感器和陶瓷加热器，测量精度高，使用寿命长。

传感器电化学氧化锆氧化锆（Zirconia）是一种具有重要应用价值的材料，尤其是在传感器和电化学领域。

它的化学式是ZrO2，具有高熔点、高电阻率、高催化性和良好的热、力学性能等优点。

因此，氧化锆已经广泛应用于气体和液体传感器、电化学传感器和其它相关设备中。

氧化锆在传感器领域的应用主要体现在气体浓度检测和液体参数监测。

其中，气体浓度检测主要包括氧气浓度和气体成分检测。

氧化锆氧传感器基于氧化锆的电化学性质，利用其在高温下与氧气发生反应生成氧离子的特性，通过测量氧离子浓度的变化来检测气体中氧气的浓度。

这种传感器广泛应用于燃烧控制、车辆尾气监测和生命科学等领域。

另外，氧化锆还可以用于检测其它气体成分，如CO2、CO、NOx等，适用于环境监测、工业过程控制等应用场合。

除了气体传感器，氧化锆在液体参数监测中也有广泛应用。

例如，氧化锆pH传感器通过测量液体中氧离子和阳离子的浓度变化来监测液体的pH值。

这种传感器通常用于化学、医疗和生物技术领域，广泛应用于水质监测、生物反应器控制等。

此外，氧化锆还可以用于测量液体中的电导率、温度等参数，对于工业过程控制和环境监测等具有重要作用。

在电化学领域，氧化锆也是一个重要的材料。

由于氧化锆具有高催化性和良好的电化学性能，它被广泛应用于电化学传感器和电化学催化剂中。

电化学传感器是一种通过测量电流、电势或阻抗变化来检测物质浓度或参数变化的传感器。

氧化锆基的电化学传感器通常通过改变表面的电势来实现对物质浓度或参数变化的检测。

这种传感器广泛应用于环境监测、生命科学和工业过程控制等领域。

此外，氧化锆还可以作为电化学催化剂，在电化学反应中发挥催化作用。

例如，氧化锆可以用作氧还原反应的催化剂，促进氧气在电极表面的还原和氧化反应。

这种催化剂常用于燃料电池、电解水制氢等系统中，对于能源领域具有重要意义。

综上所述，氧化锆在传感器和电化学领域具有广泛的应用价值。

通过利用氧化锆的电化学性质和催化性能，可以开发出高精度、高灵敏度的传感器，并且在物质浓度检测和参数监测中具有重要作用。

氧化锆式氧传感器的性能与应用摘要：氧传感器安装在排气管上，将检测到的废气中氧浓度的电信号传递给ECU，ECU根据此信号对喷油和废气再循环量进行反馈控制，为尾气净化装置（如三元催化转换器、存储式NOx净化器等）提供良好的外部环境，从而降低尾气排放，以满足严格的排放法规。

氧传感器性能的优劣对于尾气净化的效果起着关键作用。

本文通过简述氧化锆式氧传感器的工作原理，重点论述了氧化锆式氧传感器的类型、性能特点、应用及发展情况，并阐述了其使用方法和注意事项。

关键词：氧化锆式氧传感器；性能；应用；发展1 氧化锆式氧传感工作原理1.1 氧传感器类型根据检测电信号不同：可分为氧化锆式氧传感器和二氧化钛（Ti02）式氧传感器，前者为电压型，后者为电阻型。

发动机电控系统常用氧化锆式氧传感器（下文氧传感器均为氧化锆式氧传感器）。

1.2 氧传感器的工作原理当气缸内混合气空燃比较浓时，排放气体中的氧气比较少，大气中的氧通过二氧化锆管在两电极（通常为Pt电极）间通过氧的渗透产生较大的电压（1V）左右；反之，当空燃比较低时，排气管中氧气浓度较高，大气中的氧通过二氧化锆管在两电极（Pt电极）间氧通过氧的渗透产生较小的电压（0V）左右。

因此，氧传感器是一个反应排气管氧含量浓稀的一个开关，形象地称为是一个随时向ECU反馈空燃比信息的“通信员”。

ECU则根据反馈来的氧传感器信号及时调整喷油量（喷油脉宽），如信号反映混合气较浓，则减少喷油时间；反之，如信号反映较稀，则延长喷油时间。

从而使混合气的空燃比始终保持在理论空燃比（14.7：1）附近，这就是氧传感器闭环控制或氧传感器反馈控制。

2 氧化锆式氧传感器的应用与发展2.1 普通型氧化锆传感器氧化锆式传感器的基本元件是氧化锆管。

氧化锆管固定在带有安装螺纹的固定套内，在氧化锆管的内、外表面均覆盖着一薄层铂（Pt）作为电极，传感器内侧通大气，外侧直接与排气管中的废气接触。

在氧化锆管外表面的铂层上，还覆盖着一层多孔的陶瓷涂层，并加有带槽的防护套管，用来防止废气对铂电极产生腐蚀；在传感器的线束连接器端有金属护套，其上设有小孔，以便使氧化锆管内侧通大气。

ABB氧化锆氧量分析仪及探头介绍一、A BB氧量分析仪介绍1、ZDT分析/报警单元是一款基于微处理器的功能强大的氧量分析仪,为能源管理而设计。

该单元和ABB先进的氧化锆探头一起使用。

2、低温型ZDT变送器和ZFG2低温型氧化锆探头一起使用。

探头温度控制在700摄氏度。

3、标准的分析仪有高低报警继电器和一路线性或对数型的远传输出。

显示功能包括O2%，镐头温度，加热器控制输出，报警设定点诊断输出和输出设定。

E mv=0.0496T(log10P0/P1)+C mv其中：0.0496＝气体常数T ＝绝对温度（K）P0 =参比氧气分压（21%）P1 =待测氧气分压（%测试气体）C =本底电势（新镐头通常为1mv）二、ZFG2系列氧化锆探头介绍1、ZFG2烟道氧量探头是世界上最先进的产品之一。

简化的设计使它所有的部件都能轻易的触及和现场服务。

新的探头结构使系统柔性大大增强，减少了安装取样系统的费用。

2、工作原理：稳定的氧化锆和一体化的铂电极构成了检测单元。

空气被导入内（参比）电极，提供了一个恒定的氧分压，待测气体流经外电极，这样就产生了一个跟氧比例的电势。

3、氧化锆探头其护套由316不锈刚构成。

包含一陶瓷粉尘过滤器，火焰捕捉器，测量探头，加热器和热电偶。

电子单元（变送器）和探头之间的接线可以置于6米长的柔性管中，这管子是包裹PVC的，可用于IP65等级的探头。

这跟管子也包含提供参比空气的管子。

三、控制和显示1、启动确保所有电气连接均正确无误，并给仪器通电。

2、操作页面操作页面是通用页面，可显示（但不可更改）连续更新的测量值及预设参数。

如需调节或设定参数，参见第7节中的编程页。

％氧量 上部显示行指示测得的氧量值。

如果监测到过高或过低的温度，上部显示行会显示'------'，同时在下方的点阵显示屏中显示错误信息 - 见6.3节。

锆头温度(°C )上部显示行指示测得的锆头温度（单位为°C ）。

2000系列氧化锆氧分析仪2001/2002氧化锆测氧探头2011型氧气变送器 2022型氧气变送器目录一 2000系列氧化锆氧分析仪简介 (1)(一)2000系列氧化锆氧分析仪原理 (1)(二)2000系列氧化锆氧分析仪系统组成 (1)(三)2000系列氧化锆氧分析仪主要特点.............................1-2二 氧化锆测氧探头 (3)(一)探头分类 (3)(二)结构特点················································3-4(三)性能指标 (4)(四)主要技术指标 (5)三 氧气变送器 (6)(一)变送器分类 (6)(二)性能特点················································6-7(三)技术指标················································8-9四 系统选型及安装接线 (10)一 2000系列氧化锆氧分析仪简介(一)2000系列氧化锆氧分析仪原理氧化锆氧量分析仪(又称氧化锆氧分析仪、氧化锆分析仪、氧化锆氧量计、氧化锆氧量表)，主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度，同样也适用于非燃烧气体氧浓度测量。