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直插式氧化鋯探頭必須用在負(fù)壓系統(tǒng)，根據(jù)氧化鋯傳感器的應(yīng)用原理：
氧傳感器是利用穩(wěn)定的二氧化鋯陶瓷在650℃以上的環(huán)境中產(chǎn)生的氧離子導(dǎo)電特性而設(shè)計(jì)的。在一定的溫度條件下，如果在二氧化鋯塊狀陶瓷兩側(cè)的氣體中分別存在著不同的氧分壓(即氧濃度)時(shí)，二氧化鋯陶瓷內(nèi)部將產(chǎn)生一系列的反應(yīng)，和氧離子的遷移。這時(shí)通過二氧化鋯兩側(cè)的引出電極，可測到穩(wěn)定的毫伏級(jí)信號(hào)，我們稱之為氧電勢。它服從能斯特(Nernst)方程：式中E為氧傳感器輸出的氧電勢(mv)，Tk為爐內(nèi)的絕對(duì)溫度(K)，P1和P2分別為二氧化鋯兩側(cè)氣體的氧分壓。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將二氧化鋯的一側(cè)通入已知氧濃度的氣本(通常為空氣)，我們稱之為參比氣。另一側(cè)則是被測氣體，就是我們要檢測的爐內(nèi)的氣氛，詳見圖1。氧傳感器輸出的信號(hào)就是氧電勢信號(hào)，通過能斯特方程我們就可以得到被測爐氣氛中的氧分壓和氧電勢的關(guān)系。參比氣為空氣時(shí)，可表示為：式中E為氧傳感器輸出氧電勢；Tk為爐內(nèi)的絕對(duì)溫度；P02為爐內(nèi)的氧分壓。我們的氧傳感器產(chǎn)品帶有自加熱裝置，一般溫度保證在700℃，這樣TK數(shù)值基本是恒定的，從而通過上式可以直接測量出爐內(nèi)氧分壓濃度。工程應(yīng)用中采用標(biāo)準(zhǔn)氣體來標(biāo)定氧傳感器輸出氧電勢E和氧分壓濃度PO2的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種方法也是目前公認(rèn)的*準(zhǔn)確、*直接的標(biāo)定方法。
　　在負(fù)壓情況下，氧化鋯探頭的參比氣是外部的空氣，并且因?yàn)闋t內(nèi)是負(fù)壓，可以保持參比氣部分恒定20.6%濃度不變，這樣與生產(chǎn)氣產(chǎn)生的氧電勢就準(zhǔn)確。這個(gè)是根據(jù)氧化鋯傳感器的原理得來的，但是如果用在正壓系統(tǒng)中，由于是正壓，參比氣部分的新鮮空氣不會(huì)補(bǔ)充進(jìn)去，會(huì)造成參比部分的電極濃度20.6%產(chǎn)生變化變低，那么這樣得出的氧電勢就非常不準(zhǔn)確，也沒有可比性。所以正確的使用直插式氧化鋯探頭必須安裝在煙道負(fù)壓段，有些應(yīng)用在其他工況上的直插式氧化鋯探頭應(yīng)用在正壓的系統(tǒng)是不合理的，根據(jù)氧化鋯探頭的應(yīng)用原理就能很清楚的確定是不準(zhǔn)確的。