的氧含量不相等时，便构成一个氧浓差电池，产生电池电动势，电池电动势与电极表面氧浓度关系符合能斯特Ner
st方程：
ERTl
P0
1
4FP
式中：
E浓差电池电动势，V；
R气体常数，83145Jmol－1K－1；
F法拉第常数，96485309Cmol1；
T绝对温度，K；
P0参比气体氧分压，；
P被测气体氧分压，。
由于受各种因素的影响，实际测量并非在理想状态下进行，因此需要对（1）式进行校正，校正后得到新的方程：
2
f中国原子能科学研究院
Emkl
P0E0P
ZO系列氧化锆氧分析仪
（2）
本设计中P0为空气中氧含量（206％），k和E0值均可以通过校正得到。通过
测定氧化锆电池电势信号Em，并将其输送至变送器，变送器将根据（2）式，计
算出被测气体的氧含量P值。
①严格地说，氧化锆氧分析仪测量的是惰性气体中的氧含量，当烟气中含有可燃性气体时，测得的氧含量值将偏小。
3仪器主要技术参数
●测量范围：0～206VolO2；●测量精度：1级；●量程选择：0～10VolO2或0～20VolO2；●工作温度①：750℃±5℃；●响应时间：3秒（达到90）；●输出方式：DC0～10mA或DC4mA～20mA电流线性输出；●探头长度②：500mm～1200mm；●变送器箱体尺寸（高×宽×深）：
墙挂式（Q型）：320mm×240mm×110mm；盘装式（P型）：160mm×160mm×400mm；
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f中国原子能科学研究院
ZO系列氧化锆氧分析仪
80mm×160mm×320mm（卧式）；
160mm×80mm×320mm（立式）；
●探头安装点烟气温度：≤600℃（350℃～450℃为最佳）；
●安装点允许最大压差：2KPa；
●环境温度：变送器20℃～55℃探头40℃＜70℃；
●工作电源：AC220V±22V，50Hz。
①对于不同型号探头，其值可能略有不同，本文均以工作温度为750℃的
ZO12B探头为例说明。若工作温度不同，将文中涉及温度750℃改为对应工作
温度值即可。
②不同型号探头长度不同。
4
仪器简介
41仪器组成
该仪器主要由探头和变送器两大部分组成。探头实际上是一种装有氧化锆
电池的氧传感器，其主要作用就是输出被测氧量所对应的电势信号值。变送器主
要有两大功能：一是稳定控制探头的工作温度；二是将从探头输入的电势信号值
转换为对应的氧量值，并将氧量值转化为对应的电流值输出。
42各部分简介
421探头简介
探头由氧化锆元件、加热炉、K型热电偶、过滤器、信号引线、接线盒及不
锈钢壳体等组成，其结构如图1所示：
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f中国原子能科学研究院
ZO系列氧化锆氧分析仪
图1探头结构示意图1过滤器2氧化锆元件3加热炉4外壳5信号引线6标气管7元件法兰8K型热电偶9法兰10r