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XZR200 Bedienungsanleitung
P1
(O2 PARTIALDRUCK
- ZU MESSEN)
PUMPEN
Mess-Element:
Eine Differenz des Sauerstoff-Partialdrucks quer durch die zweite Zirkonium-Dioxid (ZrO2)-Platte
erzeugt eine Nernst-Spannung, die proportional zum natürlichen Logarithmus des Verhältnisses
der beiden unterschiedlichen Konzentrationen der Sauerstoff-Ionen ist (s.u. Nernst-Spannung).
Da der Druck innerhalb der Messzelle (P2) immer niedriger als der Druck außerhalb der Messzelle
(P1) gehalten wird, ist die Spannung an der Mess-Elektrode bezogen auf die gemeinsame
Elektrode (COMMON) immer positiv.
Diese Spannung wird gemessen und mit zwei Referenzspannungen verglichen. Sobald eine
der beiden Referenzspannungen erreicht ist, wird die Stromrichtung der
umgekehrt. Ist der Partialdruck ppO2 hoch, dauert es im Vergleich zu einer Atmosphäre mit
niedrigem ppO2 länger, die Umkehrspannung für die Pumpe zu erreichen. Der Grund ist, dass
eine größere Anzahl von Sauerstoffi onen zum Pumpen benötigt wird, um dieselbe ratiometrische
Druckdifferenz quer durch die Messplatte zu erreichen.
Nernst-Spannung:
Zwei unterschiedliche Ionen-Konzentrationen auf jeweils einer Seite eines Elektrolyts erzeugen ein
elektrisches Potential, das als Nernst-Spannung bekannt ist. Diese Spannung ist proportional zum
natürlichen Logarithmus des Verhältnisses der beiden unterschiedlichen Ionen-Konzentrationen.
k T
B
Δ V =
e
kB
T
e
0
ci
Michell Instruments
i
(
c
1
ln
c
2
O
Boltzmann-Konstante (kB = 1,3x10-23J/K)
Temperatur in K
Elementarladung (e
= 1.602x10-19C)
0
Ionen-Konzentration in mol/kg
ANHANG B
GEMEINSAME ELEKTRODE
P2
(MESSZELLEN-DRUCK)
V
MESS
MESSEN
Konstantstromquelle
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