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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(guò)二氧化鋯兩側(cè)的引出電極，可測(cè)到穩(wěn)定的毫伏級(jí)信號(hào)，我們稱之為氧電勢(shì)。它服從能斯特(Nernst)方程：式中E為氧傳感器輸出的氧電勢(shì)(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(cè)氣體，就是我們要檢測(cè)的爐內(nèi)的氣氛，詳見(jiàn)圖1。氧傳感器輸出的信號(hào)就是氧電勢(shì)信號(hào)，通過(guò)能斯特方程我們就可以得到被測(cè)爐氣氛中的氧分壓和氧電勢(shì)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(shì)；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(guò)上式可以直接測(cè)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(lái)標(biāo)定氧傳感器輸出氧電勢(shì)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(shì)就準(zhǔn)確。這個(gè)是根據(jù)氧化鋯傳感器的原理得來(lái)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(shì)就非常不準(zhǔn)確，也沒(méi)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。