高温液态铅铋合金氧传感器研制与实验研究

"物联网-智慧传输-高温液态铅铋合金氧传感器研制与实验研究.pdf" 这篇学位论文主要探讨了在物联网技术背景下，针对高温液态铅铋合金（LBE）环境下的氧传感器研制与实验研究。LBE因其优良的热物理和化学特性，被视作加速器驱动次临界系统中散裂靶和冷却剂的理想材料。然而，LBE与结构材料的相容性问题以及由于氧化物杂质导致的管道堵塞是阻碍其在核能系统广泛应用的关键障碍。其中，控制LBE中溶解氧浓度在一定范围内对于解决这些问题至关重要。 论文首先介绍了基于原电池原理的氧传感器设计，采用了法兰式接口和卡套式接口两种结构方案。选用氧化锆稳定氧化钇（YSZ）作为固体电解质，并装配了Bi/BiO_s和Pt/ZrO2参比电极的氧传感器。经过优化的卡套式方案因其组装简便、结构紧凑且尺寸可调性强而更具优势。 接下来，论文进行了氧传感器的校准实验，实验在静态氧饱和的LBE环境中进行。结果显示，当温度超过40℃时，传感器的输出电动势（EMF）与理论值吻合良好，误差控制在±5mV以内。通过两个实验传感器的互校，证实了它们在不同温度下计算出的氧浓度一致性高，这证明了传感器信号的准确性。 论文还深入分析了影响信号准确性的因素，特别是首次提到了环流电流对LBE中氧传感器性能的影响。这种环流电流可能导致测量误差，但通过优化设计和实验方法，研究人员设法减小了这种影响，从而提高了传感器的稳定性。 此外，论文还对传感器的响应性和长期稳定性进行了实验研究，以确保在高温LBE环境下，传感器能够持续可靠地工作。这些研究对于理解LBE系统的氧浓度控制，以及未来在核能领域中的实际应用具有重要意义。 这篇论文为物联网智慧传输系统在极端工况下的监测技术提供了新的解决方案，尤其是在核能安全与效率方面，为高温液态金属环境下的传感器设计和应用奠定了基础。通过深入研究和实验验证，论文展示了如何通过精确的氧传感器设计来应对高温、腐蚀性环境的挑战，这对于推进物联网在核能和其他高温工业领域的智慧应用具有深远的影响。