En zirkoniumoxidsensor är en avancerad enhet som används för att mäta syrekoncentrationer i olika gasblandningar, ofta i industriella applikationer där hög temperatur och noggrann övervakning är kritiska. Denna typ av sensor utnyttjar de unika elektriska egenskaperna hos zirkoniumdioxid (ZrO₂), ett material som blir jonledande vid höga temperaturer, för att bestämma syreinnehållet i en gas.
Principen bakom zirkoniumoxidsensorn
Zirkoniumoxidsensorn fungerar genom att använda ett tunt skikt av zirkoniumdioxid som en elektrolyt mellan två elektroder. Zirkoniumdioxid blir ledande för syrejoner när den utsätts för höga temperaturer, vanligtvis över 600°C. Den ena sidan av sensorn exponeras för en referensgas, vanligtvis luft med en känd syrehalt, medan den andra sidan exponeras för den gas som ska analyseras. Skillnaden i syrekoncentration mellan dessa två miljöer skapar en elektrisk potential (spänning) över elektroderna.
Denna spänning, som kan mätas med hög precision, är direkt relaterad till syrekoncentrationen i den okända gasen enligt Nernsts ekvation. Ju större skillnad det är i syrehalt mellan de två sidorna av sensorn, desto större blir den genererade spänningen. Detta gör det möjligt att exakt bestämma syreinnehållet i gasen.
Tillämpningar av zirkoniumoxidsensorer
Zirkoniumoxidsensorer används ofta inom industrier som arbetar med förbränning, till exempel kraftverk och metallurgi, där korrekt syreövervakning är avgörande för att optimera bränsleeffektiviteten och minska utsläpp. Sensorerna är också vanliga i avgassystem för fordon där de hjälper till att kontrollera luft – bränsleförhållandet och minska skadliga utsläpp.
Fördelar med zirkoniumoxidsensorer
En stor fördel med zirkoniumoxidsensorer är deras förmåga att mäta syre vid höga temperaturer och i aggressiva miljöer. De erbjuder också hög noggrannhet och snabb respons, vilket gör dem idealiska för realtidsövervakning i krävande industriella processer. Zirkoniumoxidsensorer en robust och pålitlig teknik för syreanalyser i miljöer med extrema förhållanden.
