Sensor Oksigen Oksida Zirkonium

Jenis sensor ini kadang-kadang disebut sebagai sensor elektrokimia "suhu tinggi" dan didasarkan pada prinsip Nernst [W. H. Nernst (1864-1941)]. Sensor oksida zirkonium menggunakan solid state elektrolit biasanya dibuat dari oksida zirkonium oksida distabilkan dengan itrium. Probe oksida zirkonium disebar pada sisi yang berlawanan dengan platinum yang berfungsi sebagai sensor elektroda Untuk sensor oksida zirkonium beroperasi dengan baik, itu harus dipanaskan sampai sekitar 650 derajat celsius. Pada suhu ini, secara molekuler kisi zirkonium menjadi berpori yang memungkinkan pergerakan ion oksigen dari konsentrasi tinggi oksigen ke yang lebih rendah didasarkan pada tekanan parsial oksigen. 

Untuk menciptakan perbedaan tekanan parsial, satu elektroda biasanya terkena udara (20,9% oksigen) sedangkan elektroda lainnya terkena gas sampel. Pergerakan ion oksigen di seluruh oksida zirkonium menghasilkan tegangan antara dua elektroda, besarnya didasarkan pada tekanan parsial oksigen diferensial yang diciptakan oleh gas referensi dan gas sampel. Sensor oksigen oksida zirkonium menunjukkan karakteristik respon waktu yang sangat baik. Kebajikan lain adalah bahwa sensor yang sama dapat digunakan untuk mengukur oksigen 100%, serta bagian per miliar konsentrasi. Karena suhu operasi yang tinggi, usia sensor dapat diperpendek dengan on / off operasi. Koefisien ekspansi berhubungan dengan bahan konstruksi yang sedemikian rupa sehingga pemanasan konstan dan pendinginan sering menyebabkan "kelelahan sensor". Keterbatasan utama dari sensor oksigen oksida zirkonium yang ketidaksesuaiannya untuk melacak pengukuran oksigen ketika mengurangi gas (hidrokarbon dari setiap spesies, hidrogen, dan karbon monoksida) yang hadir dalam gas sampel. Pada suhu operasi 650 derajat celsius, akan mengurangi gas-gas yang bereaksi dengan oksigen, mengonsumsinya sebelum pengukuran sehingga menghasilkan pembacaan oksigen lebih rendah dari yang sebenarnya. Besarnya kesalahan sebanding dengan konsentrasi gasn yang dikurangi. Sensor oksigen oksida zirkonium adalah "de facto standar" untuk aplikasi in-situ pembakaran kontrol.

Jenis lain dari teknik pengukuran oksigen dalam pengembangan dan dalam beberapa kasus digunakan untuk aplikasi khusus. Semua ini termasuk tetapi tidak terbatas pada polarisasi luminescence, sensor opto-kimia, laser sensor gas, dkk. Karena teknik ini lebih lanjut dikembangkan dan ditingkatkan, mungkin karena mewakili alternatif yang layak untuk jenis utama sensor oksigen sedang digunakan.