“VOD”爐外精煉爐在精煉過程中，氣相反應(yīng)物全部經(jīng)由真空管道及蒸汽噴射泵通過末端放散管排入大氣。如果設(shè)法測量出管路中廢氣的組成、數(shù)量、溫度，并根據(jù)這些參數(shù)的變化來分析、總結(jié)脫碳規(guī)律，就可以及時準確地確定吹氧終點，以便及時停氧。

“微氧分析儀”是從真空管道尾端，通過氧化鋯固體電解質(zhì)，測量尾氣中的氧含量濃差變化而產(chǎn)生的電勢值來決定吹氧終點。這種方法簡單可靠，能夠準確地靈敏地反映碳氧反應(yīng)的發(fā)生強度及終點，效果明顯，它已成為精煉操作工的“眼睛”，是控制“VOD”精煉過程的指南。

真空罐精煉包中的鋼液，在真空吹氬攪拌的情況下吹氧時，Si、C、Mn、Cr等元素被氧化，當(dāng)碳氧化時發(fā)生以下反應(yīng)：

               2[C]+O₂=2[CO]+Q₁……….(1)

產(chǎn)生的（CO）從鋼液中逸出進入自由空間，與自由空間的殘（O₂）發(fā)生如下反應(yīng)：

               2（CO）+（O₂）=2（CO₂）+Q₂……….(2)

此反應(yīng)在一定的溫度下達到平衡狀態(tài)時；

                    KP=P^1/2CO₂/PO₂＊PCO…………(3)

     式中：PO₂、PCO、PCO₂分別代表氧氣、一氧化碳、二氧化碳的分壓，KP是僅與溫度有關(guān)的常數(shù)，將（3）式可變?yōu)椋篜O₂=1/ KP²（PCO₂/ PCO）²……….(4)

 (4)式表明在一定的溫度下氣相中的氧分壓與CO₂/CO 之比有確定關(guān)系。即：

1、脫碳反應(yīng)激烈時，生成的CO多，PCO就高，則PO₂低。

2、無脫碳或碳氧反應(yīng)微生成CO少時，PCO就低，則PCO₂高

為此，只要能測出氣相中氧含量的變化，就可以了解精煉過程的氧反應(yīng)的開始與終止。

氧化鋯固體電解質(zhì)的工作原理：摻有一定穩(wěn)定劑的氧化鋯固體電解質(zhì)，在

高溫條件下，具有僅能通過氧離子導(dǎo)電的特性（600℃以上）。在電解質(zhì)內(nèi)、外壁上，涂上鉑電極，在高溫下，當(dāng)兩側(cè)電極處氣體的氧分壓不同時，將有如下電池反應(yīng)：

                   PO₂.Pt||ZrO₂.Ca₂O||Pt.PO₂……….(5)

在兩極之間產(chǎn)生電動勢（E），其電動勢（E）的大小服從能斯特定律：

                   E=R.T /4F×LnP₁/P₂……….(6)

     式中：E—氧濃差電動勢（伏），R—理想氣體常數(shù)（8.314焦耳/摩爾＊K）

           T—氧化鋯固體電解質(zhì)工作溫度（K），F(xiàn)—法拉弟常數(shù)（96500庫倫/摩爾）

           P₁—參比氣體氧分壓（一般為空氣）, P₂—被測氣體氧分壓

    根據(jù)所測的電動勢（E），就能確定尾氣中的未知含氧量（見附表1）。并將電動勢（E）轉(zhuǎn)變成標(biāo)準信號與計算機或記錄儀連接。

三、技術(shù)指標(biāo)：

1、      精度：±5%

2、      測氧范圍：PPm—*

3、      加熱器工作溫度：800±15℃

4、      顯示mV范圍：±2000 mV

5、      mA輸出：0—10 mA、4—20 mA、1—5V（任選）

6、      工作環(huán)境：0—80℃、相對濕度≤85%無腐蝕性氣體場所

7、      電源：220V A.C±10%  50HZ

8、      功率：300W

9、      外型尺寸：700×400×1100