氧化锆氧量剖析仪广泛运用于各种工业范畴和运输工具传感器气体剖析技能在操控动力和质料耗费、改进工业进程出产率以及操控污染物排放等工业范畴，正在发挥日益重要的作用。事实上，轿车工业早已开宣布各种固态传感器，用于轿车发电机焚烧功率操控。当前，创始于轿车工业的这项检测技能已将运用范畴拓宽至工业窑炉、锅炉和汽轮机等。
现在，氧化锆氧量剖析仪广泛运用于各种工业范畴和运输工具。上世纪70年代前期，在钢铁出产操控中初次选用了一次性氧化锆氧量传感器，剖析铁水中的氧含量[5]。上世纪60年代，为了开发固态氧燃料电池(SOFC)，研发出坚固耐用的铂电极和固态氧化锆电解质(氧化锆结晶体)。这以后，开宣布*台用于进程气体剖析的工业用氧化锆氧量传感器。时至今日，氧化锆氧量传感器的首要运用仍然会集在操控轿车发动机的空气/燃油比[6-8]。
型的氧化锆传感器技能是依据平面型λ传感器规划，具有直接丈量空气/燃油比的功能。以往一切的λ氧传感器均选用传统的来回切换式规划。的宽带式λ传感器(WB)则*摒弃了这种规划理念，能够发生与空气/燃油比成正比的信号。宽带式氧化锆传感器与锥管型或平面型传感器的相同之处在于：当空气/燃料比中的空气量相对缺乏时，发生一个低电压信号；当空气量相对殷实时，发生一个高电压信号。不一样之处在于：宽带式氧化锆传感器没有疾速的切换动作，而是依据空气/燃料比中空气量的相对殷实或相对缺乏，缓慢地添加或削减电压。在空气/燃料操控比14.7:1方位，宽带式氧化锆传感器会发生安稳的450mV电压信号。若空气量呈现细小的相对殷实或相对缺乏时，传感器的输出电压也相应地发生细小改变，而不是剧烈地添加或削减。宽带式氧化锆传感器的另一个不一样之处在于加热器电路。与平面型传感器相同，宽带氧化锆传感器的加热器电路也是印制在陶瓷片上，可是选用脉冲持续时间模块化规划，使工作温度安稳在700-800℃范围内。BOSCH的宽带式λ传感器，即LSU4.9，对空气/燃油混合物改变的响应时间小于0.1秒，其内部加热器能够使传感器的工作温度在20秒内到达800℃。氧气泵是宽带式氧化锆传感器的构成部分。为了准确丈量，氧气泵抽取被测排放气体，写入到电化学电池组(称为能斯特电池)之间的“分散”空隙。能斯特电池用导线与氧气泵衔接，依据“分散”空隙中的氧含量，能斯特电池分流一部分电流。当电流值到达动态平衡时，其与被测排放气体中的氧含量成正比，该信号能够为发动机的核算装置，供给准确的空气/燃油比，然后满意世界的轿车排放规范。氧化锆传感器开发的另一个重要里程碑，是引入了焙烧铂金属陶瓷电极技能和釉底料技能。所谓的釉底料技能是将多孔保护膜与等离子喷涂晶体层技能相结合，构成双保护层体系[9]。虽然用于轿车工业排放操控的λ传感器十分牢靠，但仍是很难适应在线工业进程的运用需求，疑问的首要症结在于严格的工作环境和传感器的封装资料。2.理论基一切工业用氧化锆传感器均依据以下原理：电池由固态氧化锆电解质(绝大部分为安稳的氧化钇?氧化锆，简称YSZ)和两个铂电极所构成。铂电极焙烧在氧化锆陶瓷片的两边，露出在被测进程气和参比气中：O2(参比侧氧分压),铂电极│氧化锆│铂电极，O2(丈量侧氧分压)
运用高温密封资料和氧化锆陶瓷片，使丈量侧与参比侧*别离。因为氧化锆传感器两边的氧浓度不一样，构成浓差电势E，该电势大小符合能斯特方程：式中，C为常数，与氧化锆锆头的热接点、参比侧与丈量侧的温度和压差有关；R为通用气体常数；T为被测进程气的温度，单位K；F为法拉第常数。
