微量氧分析仪（氧化锆法）

氧化锆传感器的核心构件是氧化锆固体电解质，氧化锆固体电解质是由多元氧化物组成的。常用的这类电解质有ＺｒＯ２·Ｙ２Ｏ３，它由二元氧化物组成，其中，ＺｒＯ２称为基体，Ｙ２Ｏ３称为稳定剂。ＺｒＯ２在常温下是单斜晶体，在高温下它变成立方晶体（萤石型），但当它冷却后又变为单斜晶体，因此纯氧化锆的晶型是不稳定的。所以当在ＺｒＯ２中掺人一定量的稳定剂Ｙ２Ｏ３时，由于Ｙ置换了Ｚｒ的位置，一方面在晶体中留下了氧离子空穴，另一方面由于晶体内部应力变化的原因，该晶体冷却后仍保留立方晶体，因此又称它为稳定氧化锆。据上分析，稳定氧化锆在高温下（６５０℃以上）是氧离子的良好导体。　在上述电池中，Ｐｔ表示两个铂电极，它是涂制在氧化锆电解质的两边，两种氧分压为Ｐ''Ｏ２和Ｐ'Ｏ２的气体分别通过电解质的两边。作为氧传感器，其中Ｐ''Ｏ２是参比气，例如通人空气（２０．６％Ｏ２），Ｐ'Ｏ２是待测气，例如通入烟气。在高温下，由于氧化锆电解质是良好的氧离子导体，上述电池便是一个典型的氧浓差电池。

在高温下（６５０--－８５０℃），氧就会从分压大的Ｐ''Ｏ２一侧向分压小的Ｐ'Ｏ２侧扩散，这种扩散，不是氧分子透过氧化锆从Ｐ''Ｏ２侧到Ｐ'Ｏ２侧，而是氧分子离解成氧离子后，通过氧化锆的过程。在７５０℃左右的高温中，在铂电极的催化作用下，在电池的Ｐ''Ｏ２侧发生还原反应，一个氧分子从铂电极取得４个电子，变成两个氧离子（Ｏ２－）进入电解质，即：

Ｏ２（Ｐ''Ｏ２）＋４ｅ→２Ｏ２－　Ｐ''Ｏ２侧铂电极由于大量给出电子而带正电，成为氧浓差电池的正极或阳极。这些氧离子进入电解质后，通过晶体中的空穴向前运动到达右侧的铂电极，在电池的Ｐ'Ｏ２侧发生氧化反应，氧离子在铂电极上释放电子并结合成氧分子析出，即：

２Ｏ－４ｅ→Ｏ２（Ｐ'Ｏ２）

Ｐ'Ｏ２侧铂电极由于大量得到电子而带负电，成为氧浓差电池的负极或阴极。这样在两个电极上，由于正负电荷的堆积而形成一个电势，称之为氧浓差电动势。当用导线将两个电极连成电路时，负极上的电子就会通过外电路流到正极，再供给氧分子形成离子，电路中就有电流通过。

微量氧分析仪使用的范围也比较广：钢铁、冶金、热电、石化、化工、焦化、ＰＶＣ、多晶硅、合成氨等行业均能使用到，其中分类如下：

①    空分制氧、空分制氮、化工流程氧含量自动分析

②　电子行业保护性气体中氧含量分析，如：氮气中微量氧测试

③　磁性材料等高温烧结炉的保护性气体中氧含量分析