Lambda探頭工作原理及正確有效地應用

發布時間： 2010-01-22　　點擊次數： 10059次

Lambda探頭（L-probe）為測氧探頭并且可用于測量在混合氣體的含氧成分比例。工作原理為應用固體的由三氧化二銥（Y₂O₃）或者氧化鈣（CaO）穩定的二氧化鋯電極。二氧化鋯電極為一端鍍有薄鉑層的封閉的管狀，由此內層和外層引出傳感器的電極。管的內部由陶瓷電元件加熱并且與常壓約含氧20％空氣接觸。

電極管的外部與被測的含氧的混合氣體接觸。

如果電極管接觸的兩種氣體存在含氧差，氧化物的電子產生位移而兩個鉑電極產生電勢差（即為電壓）。

由傳統含氧探針“Classic Oxygen Probe”產生的電勢差，可由能斯特方程描述為：

E=0.0496*T*log pO₂/pO₂’=mV

此外：

－T ＝溫度＝爐內溫度℃＋273

－pO₂= 爐內氣氛的氧勢壓

－pO₂’ = 空氣中的氧勢壓

由以上公式可得出在爐內氧含量10^∧－20及溫度為大約900℃時，我們可得出電壓為1100…1200mV之間??！。

如果我們所針對的含氧量很小，傳感器的電極之間的氣體緊密度差非常小，此時無論何種傳感器的結果都是不可靠的，Lambda探頭亦相同。

每一個用作確定碳勢的Lambda探頭（L－Probe）必須分別測試它的緊密度。

每一個Lambda探頭必須通過測試得知在無含氧差時電極的電勢差。

Lambda探頭（L－Probe）帶有內部的陶瓷加熱器為理論加熱溫度至550℃,

但實際生產中不可能使每個Lambda探頭（L－Probe）正好在此溫度；所以需要在之后測試出在電壓12Vc.c時的實際溫度。

如果一個Lambda探頭的加熱溫度與理論溫度550℃的正負差小于35℃即為+/-35℃，這個Lambda探頭可被應用在碳勢調控或者含氧成分較高的燃燒控制。

實際上僅有15…20%為汽車工業生產的Lambda探頭可被應用在滲碳熱處理爐的碳勢調控。

為Lambda探頭加熱的12V c.c.由直流電源器提供，必須相當穩定以免成為L-傳感器自身的一個附加的變量。

MESA生產的電源器 NTV-44可提供加熱元件準確的電壓，并且使Lambda探頭信號成為高阻抗信號以匹配其相連設備的阻抗。由于陶瓷元件的內阻為20至120Kohm，所以是必要的。

MESA公司使用的每一個Lambda探頭，均為事先由其特性特殊挑選的。

每一個MESA Lambda探頭的測試特性作為兩個參數K1及K2刻在了傳感器的金屬外殼上。

這兩個參數值是該Lambda探頭的工作特性，每個Lambda探頭的參數值不同。

以上的工作特性參數值必須反應在碳勢計算中，以便得到準確的實際值。由于相同的原因，相應的設備及軟件需要輸入以上兩個工作特性參數K1及K2。