氧化锆氧传感器的结构类型

氧化锆氧浓差电池用于实际检测中，主要需要解决的问题是，氧化锆检测头，反应电极及将被测气体与参比气（空气）严格隔离的问题（氧探头的密封问题）。实际应用过程中，最难以解决的是密封问题和反应电极问题。下面对一些氧探头的结构类型加以说明。以检测方式不同分，氧化锆氧探头基本上可以分为两大类：采样检测式氧探头及直插式氧探头。

1、采样检测式氧传感器：采样检测方式是通过导引管，将被测气体导入氧化锆检测室检测室通过加热元件把氧化锆加热到工作温度（750℃以上）。氧化锆一般采用管状，电极采用多孔铂电极。采样检测的优点是不受检测气氛温度的影响，通过采用不同的导流管可以检测各种温度气氛中的氧含量。由于采样式检测方式的灵活性，因此运用在许多工业在线检测上。采样检测的缺点是反应时间慢；结构复杂，容易影响检测精度；在被检测气氛杂质较多时，采样管容易堵塞；多孔铂电极容易受到气氛中的硫，砷等的腐蚀以及细小粉尘的堵塞而失效；加热器一般用电炉丝加热，寿命不长。在被检测气体温度较低（0-650℃），或被测气氛较清洁时，采样式检测方式工作较好，如制氮机测氧，实验室测氧等。

2、直插式检测方式：直插式检测是将氧化锆直接插入高温被测气体，直接检测气体中的氧含量。这种检测方式应用在被检测气氛温度在700-1150℃时（特殊结构还可以用于1400℃的高温），利用被测气氛的高温使氧化锆达到工作温度，不另外用加热器。直插式氧探头的技术关键是陶瓷材料的高温密封问题和电极问题。以下列举了几种直插式氧探头的结构形式。

整体氧化锆管式： 这种形式是从采样检测方式上采用的氧化锆管的形式上发展起来的。就是将原来的氧化锆管加长，使氧化锆可以直接伸到高温被测气体中。这种结构不存在高温密封问题，很容易解决密封问题。直插式氧化锆氧传感器，由于直插式氧探头的工作环境恶劣，且对其检测精度、工作稳定性和工作寿命都要求较高，需采用新的技术，克服传统氧化锆氧探头的不足。由于需要将氧化锆直接插入检测气氛中，对氧探头的长度有较高要求，一般直插式氧探头的有效长度在500-1000mm左右，特殊的环境长度可达1500mm。因此直插式氧探头很难采用传统氧化锆氧探头的整体氧化锆管状结构，而多采取技术要求较高的氧化锆和氧化铝管连接的结构。因此密封性能是这种氧化锆氧探头的最关键技术之一。目前国际上的连接方式是将氧化锆与氧化铝管的焊接在一起，其密封性能。与采样式检测方式比，直插式检测有显而易见的优点：氧化锆直接接触气氛，检测精度高，反应速度快，维护量较小。

工业用氧传感器可分为通用性强的氧分析器和根据用途不同而设计的专用氧探头两种：在工业锅炉、加热炉上的氧量分析应用作此用途的氧传感器多采用管状结构，此管可以两端开口，也可以单端开口，目前市场出现最多的是后一种。ZrO2 管内外壁上涂有多孔 Pt 电极，由内外电极分别向管端引伸并在端部接出 Ni、Cr 丝作信号输出用。氧传感器使用时，引入被测气体的方式有直插式和扩散式两种。直插式响应时间短，不需要加热器，结构简单，小型轻便，但要求同时检测被测气体的温度。扩散式由于氧探头的温度由加热器控制，因此测量精度高，工作可靠，但响应时间取决于气体的流量。这种氧分析器在国外已广泛应用在锅炉和加热炉烟气含氧量的测定，从而控制燃烧系统实现低氧燃烧，达到降低热能损失，节约能源的目的。据国外报导，在钢铁厂加热炉中，将烟气中的氧含量从 3%降到 1%，排气损失减少24%，燃料节约 8%。在陶瓷窑炉中，用氧探头控制炉气氛，不仅节能，减少污染，而且能提高产品质量。

本产品配套ZCS870氧气智能分析仪使用，适用于100PPM－99.99%O2氮氧混合气体中能准确测量氧浓度，产具有以下特点：
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