Die konstruktive Ausführung der OXITEC^®
Zirkonoxid-Messzelle mit "dichtem Bruchstrich"

Nur OXITEC^® garantiert den dauerhaft dichten "Bruchstrich"

Das Prinzip der Sauerstoffmessung in Gasen mit einer Zirkonoxid-Zelle ist denkbar einfach:

Ein Prozessgas (A) mit unbekannter Sauerstoff(O₂)-Konzentration umspült eine Messsonde, die mit einer beheizten Zirkonoxid-Messzelle (B) gegen das Prozessgas abgeschlossen ist.

Ein Referenzgas (C) mit bekannter O₂-Konzentration bespült die Messzelle von innen.

Bei hoher Temperatur entsteht zwischen den zwei Flächen der Zelle eine Spannung U in mV, die - bei konstanter Zelltemperatur - allein vom Verhältnis der Sauerstoffkonzentrationen (Partialdrücke) in A und C abhängig ist.

Mit Luft (Sauerstoffgehalt konstant 20,95%) als Referenzgas ist die messbare Spannung ein direktes Maß für die Sauerstoff-Konzentration im Prozess- gas A, sofern die Abtrennung zwischen Prozess- und Referenzgas absolut dicht ist und dadurch eine Verfälschung des Messergebnisses sicher ausgeschlossen wird.

Die Nernst-Gleichung und ihr "dichter" Bruchstrich:

 

U ist die messbare Spannung		Bei dichtem "Bruchstrich" und Luft als Referenzgas sind - außer P2 - alle Größen der Nernst-Gleichung konstant! Dann gilt: Das mV-Signal ist nur vom Partial- druck (P2) im Prozessgas abhängig! Die Nernst-Gleichung fordert daher keine Kalibrierung!
K ist eine Naturkonstante
T (Temperatur) wird konstant gehalten
P1 (Partialdruck Referenzgas) ist konstant          bei Luft als Referenzgas        und bei Verhinderung der        Vermischung mit Prozessgas
P2 (Partialdruck Prozessgas)
C Fertigungsbedingter (konstanter) Offset

Kalibrierung ?   Nein !

Andere Sauerstoff-Messverfahren benötigen eine Zweipunkt-Kalibrierung, welche unbesehen in die Zirkonoxid-Messtechnik übernommen wurde.

Unnötigerweise, denn die Nernst-Gleichung ist mathematisch linear und bei Verwendung von Luft als Referenzgas ist der einzige Parameter (Partialdruck P1) konstant. Eine Kalibrierung ist deswegen nicht erforderlich! Dafür ist nur eine Voraussetzung zu erfüllen:

Die Messzelle muss über ihre gesamte Lebensdauer die gasdichte Trennung von Prozess- und Referenzseite ("Bruchstrich") gewährleisten.

Jede Undichtigkeit verursacht eine Vermischung des Referenzgases mit Prozessgas und macht regel- mäßige Kalibrierung erforderlich.