氧化鋯氧分析儀依據(jù)濃差電池原理構(gòu)成，和其它電池一樣，它具有兩個(gè)半電池，而在兩電極之間，用氧化鋯作固體電介質(zhì)。在高溫下，當(dāng)氧化鋯兩側(cè)有氧濃差時(shí)，就形成了氧濃差電池，電池電動(dòng)勢的大小可根據(jù)Nernst公式計(jì)算，即：式中：E—濃差電池輸出，mV;n—電子轉(zhuǎn)移數(shù)，在此為4；R—理想氣體常數(shù)，8.314W·S／mol；F—法拉第常數(shù)，96500C；T—溫度，K；P″O2—高濃度側(cè)氧分壓；P′O2—低濃度側(cè)氧分壓。當(dāng)電池工作溫度固定于700℃時(shí)，上式為：

 

　　由上式可知，在溫度700℃時(shí)，當(dāng)固體電介質(zhì)一側(cè)氧分壓為空氣(20.6%)時(shí)，由濃差電池輸出電動(dòng)勢E，就可以計(jì)算出固體電介質(zhì)另一側(cè)氧分壓，這就是氧化鋯氧量自動(dòng)分析儀的測氧原理。

 

　　整套儀器由氧量檢測器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器及有關(guān)附件組成。

 

　　氧化鋯氧分析儀由防塵裝置、氧化鋯管、加熱電爐、測溫?zé)犭娕?、接線盒以及殼體等主要部件組成。整個(gè)裝置采用全封閉型結(jié)構(gòu)，以增加整個(gè)裝置的密封性能，提高使用壽命。氧化鋯管是該檢測器的核心，由它產(chǎn)生氧濃差電勢信號(hào)，使用時(shí)應(yīng)注意避免劇烈震動(dòng)，以免損壞。檢測器內(nèi)加熱電爐的作用是提供氧化鋯元件正常工作所需的溫度，為延長加熱電爐的壽命，在工藝上做了特殊的處理。

 

　　由于檢測器本身帶有加熱裝置，因而在低于600℃的環(huán)境中仍能正常工作。4.2信號(hào)轉(zhuǎn)換器Zr02-Ⅱ型微機(jī)化氧量自動(dòng)分析儀的信號(hào)轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是一個(gè)小型的測控系統(tǒng)，由單片機(jī)作為中央控制系統(tǒng)。將來自氧量檢測器的模擬信號(hào)（氧勢、熱電勢）分別調(diào)制成0-10KNz調(diào)頻信號(hào)，經(jīng)光電隔離后送至計(jì)算機(jī)，采用調(diào)頻方式能將儀表輸入、輸出相互隔離，這樣就消除了諸如大電流跳變所引起的干擾，能夠克服高共模電壓，因而大大提高了儀表的抗干擾能力。

 

　　氧化鋯氧分析儀應(yīng)用程序主要由主程序和子程序組成，所有的程序都采用模塊結(jié)構(gòu)編制，便于修改、增加軟件功能，以滿足不同用戶的特殊需要。程序運(yùn)算采用了三位浮點(diǎn)數(shù)，保證了運(yùn)算勞動(dòng)精度，對(duì)氧濃、爐溫的計(jì)算，采用查表線性插值法，對(duì)爐溫的控制采用增量式PID算式控制。