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氧分析儀的測氧分析
日期：2025-11-30 00:23
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摘要：
氧分析儀氧離子進入電解質后，通過晶體中的空穴向前運動到達右側的鉑電極，在電池的P'O2側發生氧化反應，氧離子在鉑電極上釋放電子并結合成氧分子析出，即：
2O－4e→O2（P'O2）
P'O2側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。
其池電勢由能斯特方程給出：
E=RT/4F×ln(P''O2/P'O2)
式中R為氣體常數，T為電池的熱力學溫度(K)，F為法拉第常數．(1)式是在理想狀態下導出的， 必須具有四個條件：(1)兩邊的氣體均為理想氣體；(2)整個電池處于恒溫恒壓系統中；(3)濃差電池是可逆的；(4)電池中不存在任何附加電勢。因此稱(1)式為氧化鋯傳感器的理論方程。由(1)式可見由于參比氣氧含量P''O2是已知的，因此測得E值后便可求得待測氣體氧含量P'O2值。
當電池工作溫度固定于700℃時，上式為：
E=48.26lg(P''O2/P'O2)
由上式，在溫度700℃時，當固體電介質一側氧分壓為空氣(20.6%) 時，由濃差電池輸出電動勢E，就可以計算出固體電介質另一側氧分壓，這就是氧分析儀的測氧原理。
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