氧化鋯分析儀的測量原理

　　氧化鋯分析儀的測量原理：

　　在一個高致密的氧化鋯固體電解質(zhì)的兩側(cè)，用燒結(jié)的方法制成幾微米到幾十微米厚的多孔鉑層作為電極，再在電極上焊上鉑絲作為引線，就構(gòu)成了氧濃差電池，如果電池左側(cè)通入?yún)⒈葰怏w（空氣），其氧分壓為p0；電池右側(cè)通入被測氣體，其氧分壓為p1（未知）。

　　氧濃差電池原理圖

　　設p0 > p1，在高溫下（650…850℃），氧就會從分壓大的p0一側(cè)向分壓小的p1側(cè)擴散，這種擴散，不是氧分子透過氧化鋯從P0側(cè)到P1側(cè)，而是氧分子離解成氧離子后，通過氧化鋯的過程。在750℃左右的高溫中，在鉑電極的催化作用下，在電池的P0側(cè)發(fā)生還原反應，一個氧分子從鉑電極取得4個電子，變成兩個氧離子（O2-）進入電解質(zhì)，即：

　　O2（P0）+ 4e→2O2-

　　P0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極。這些氧離子進入電解質(zhì)后，通過晶體中的空穴向前運動到達右側(cè)的鉑電極，在電池的P1側(cè)發(fā)生氧化反應，氧離子在鉑電極上釋放電子并結(jié)合成氧分子析出，即：

　　2O2- - 4e →O2（P1）

　　P1側(cè)鉑電極由于大量得到電子而帶負電，成為氧濃差電池的負極或陰極。這樣在兩個電極上，由于正負電荷的堆積而形成一個電勢，稱之為氧濃差電動勢。當用導線將兩個電極連成電路時，負極上的電子就會通過外電路流到正極，再供給氧分子形成離子，電路中就有電流通過。氧濃差電動勢的大小，與氧化鋯固體電解質(zhì)兩側(cè)氣體中的氧濃度有關(guān)。據(jù)此我們就可以知道被測氣體中的氧含量。在特定的溫度下氧的體積分數(shù)%O2與氧濃差電勢（mV）存在特定的對應關(guān)系。與熱電偶的分度值相類似。