氧含量是許多工業(yè)生產(chǎn)過程中非常重要的指標(biāo)，直接影響著工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)能力、速度、效率和安全性。因此，如何更快、更方便、更準(zhǔn)確、更可靠地測量氧氣含量，以便及時(shí)控制氧氣含量是非常重要的。邊界電流法是基于此要求開發(fā)的一種新的氧氣含量測量方法。與傳統(tǒng)的氧含量測量方法（電化學(xué)氧分析儀、氧化鋯氧分析儀、磁氧分析儀）相比，它在響應(yīng)速度、穩(wěn)定性、儀器價(jià)格和傳感器的使用壽命方面具有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是適用于高純氧含量氣體分析。
氧氣分析儀。
氧氣分析儀傳統(tǒng)的含氧量測量，通過燃料電池法（又稱電化學(xué)氧分析）、磁氧分析儀、氧化鋯氧分析儀、激光氧分析儀等原理；今天成都久音就和大家介紹一種的界限流量氧分析儀、界限流量氧分析儀。
在穩(wěn)定的Zro2兩側(cè)被鉑金電極覆蓋，陰極一側(cè)用有氣體擴(kuò)散孔的蓋子連接，形成一個(gè)陰極腔。在一定溫度下，如果在Zro2電極兩側(cè)增加一定電壓，空腔中的氧分子會在陰極中得到電子形成的氧離子（O2-），O2-通過Zro2的氧離子位置遷移到陽極，并在釋放電子后釋放成氧分子氣體。這種現(xiàn)象被稱為電化學(xué)泵。通過這種方式，陰極空腔中的氧被Zro2電解質(zhì)不斷泵送到空腔外面，在電路中形成電流。
當(dāng)氧摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)到一定值時(shí)，電壓增加，電流強(qiáng)度增加。當(dāng)電壓超過一定值時(shí)，電流強(qiáng)度達(dá)到飽和，這是氧氣通過小孔擴(kuò)散到陰極空腔的結(jié)果。這種飽和電流被稱為離子電流。氣體在小孔中的擴(kuò)散機(jī)構(gòu)決定了傳感器的性質(zhì)。一般來說，有兩種離子電流，即分子擴(kuò)散和Knudsen擴(kuò)散。當(dāng)小孔徑的平均直徑大于氣體分子的平均直徑時(shí)，分子擴(kuò)散區(qū)界限電流值IL是：18字多。
公式中，F(xiàn)-法拉常數(shù)；D-自由空間氧分子擴(kuò)散系數(shù)；S-擴(kuò)散孔的截面積；L-擴(kuò)散孔的長度；C-傳感器周圍氧的摩爾分?jǐn)?shù)；CT-整個(gè)氣體物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。C/CT1時(shí)，從公式（1）可以看出，邊界電流值與氧的摩爾分?jǐn)?shù)成正比關(guān)系，離子電流值IL為：
可以看出，邊界電流和氧摩爾分?jǐn)?shù)之間幾乎存在線性關(guān)系。氧氣分析儀被測氣體中的氧摩爾分?jǐn)?shù)可根據(jù)輸出電流確定。
該多孔層氧傳感器的邊界電流和式(2)相同，離子電流值為：
式中，F(xiàn)-法拉常數(shù)；Deff-多孔層內(nèi)氧有效擴(kuò)散系數(shù)；S-陰極面積；L-孔層基片厚度；C-傳感器周圍氧摩爾分?jǐn)?shù)。由式（3）可知，多孔層氧傳感器的極限電流值與氧摩爾分?jǐn)?shù)線性關(guān)系。
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