煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)基于干煙氣的條件對煙氣中污染物進(jìn)行量化計算。但工業(yè)排放的煙氣并不是理想的干煙氣，總是含有一定的水分，所以煙氣濕度成為煙氣污染源監(jiān)測中的一個必測因子，其測量的準(zhǔn)確度直接關(guān)系到污染物排放總量、濃度計算及煙氣凈化系統(tǒng)效率的評估。
根據(jù)我國《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》(GB/T16157-1996)和《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T397-2007)，排氣中水分含量應(yīng)根據(jù)不同的測量對象選用冷凝法、重量法或干濕球法中的一種方法測定。
冷凝法和重量法需在煙道內(nèi)抽取一定體積的排氣，使之通過冷凝器或裝有干燥劑的吸濕器，間接測量排氣中的水分含量。
干濕球法則根據(jù)非飽和的氣體中含濕量與干濕球溫差之間存在函數(shù)關(guān)系，通過測量干球溫度和濕球溫度確定氣體含濕量。
以上三種方法在實(shí)際采樣中都不很理想。重量法、冷凝法雖然測量精度高，但測試復(fù)雜，測試條件要求高，測試時間長，適用于測量度要求較高的執(zhí)法監(jiān)督測量。干濕球法測試簡單，但在煙氣溫度過高(260℃，煙囪出口的煙氣溫度要求60-80℃)、煙氣流速過高或過低、含高濃度的顆粒物、排放酸性氣體的工況，不能用其進(jìn)行測量。因此，干濕球法通常用于大氣濕度測量。此外，冷凝法、重量法及干濕球法均為手工測量，無法滿足煙氣水分動態(tài)在線測量的要求。
由于基于高溫固態(tài)電解質(zhì)氧化鋯基礎(chǔ)上的極限電流型氧傳感器可以實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境下氧氣濃度的測量，已被大量應(yīng)用在汽車尾氣、鍋爐煙氣等高溫、惡劣環(huán)境中氧含量的測量。為了提高測量精度，人們研究了高溫共存氣體中水蒸氣對該氧傳感器的影響，發(fā)現(xiàn)了濕度大小與傳感器輸出信號存在一定的關(guān)聯(lián)，為我們提供了一種高溫濕度的測量方式。
干濕氧法是目前煙氣溫度在線測量的主要方法，通過極限電流氧傳感器測定煙道的濕氧含量和在經(jīng)脫水后的干氧含量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)換算方法可得到煙氣濕度，具有操作簡便、無需溫度穩(wěn)定的優(yōu)勢。獨(dú)特的耐溫設(shè)計，可在350℃高溫高濕環(huán)境下實(shí)現(xiàn)長期在線氣體的測量；具有耐高溫，測量精度高，耐弱酸，抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快及性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于如火電廠、化工廠、鋼鐵廠煙氣的脫硫脫硝前后高溫環(huán)境下水蒸氣含量的測量分析。
工采網(wǎng)代理的奧地利Sensore極限電流氧化鋯氧傳感器SO-E2-960，其測量機(jī)理：由于在氧化鋯國體電解質(zhì)中電流的載體是氧離子，所以向氧化鋯電解槽內(nèi)施加電壓時， 透過氧化 鋯固體電解質(zhì)，氧氣從負(fù)極被泵到正極。如果給電解槽負(fù)極加上一個帶孔的蓋子，氧氣流向負(fù)極的速率會受到限制。受到這個速率的限制，隨著施加在正負(fù)極的電壓逐漸提高，回路的電流也會達(dá)到飽和狀態(tài)。這個飽和電流值被稱為極限電流，它與待測氣體環(huán)境的含氧含量成正比。該極限電流氧傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：
A) 測量范圍廣，可測量氧氣濃度范圍： 0.1%~96%；
b) 精度高，使用壽命長；
c) 多款型號呈現(xiàn)線性特征；
d) 傳感信號對溫度依賴程度低；
e) 不易與其他氣體沖突；
f) 僅需一次單一點(diǎn)校準(zhǔn)。
極限電流型氧化鋯氧傳感器的輸出特征公式性能參數(shù)：
1) 輸出特征公式： Is(O2)=-k*ln(1-[O2]/100)，其中 Is(O2)表示傳感器測量電流，單位為微安，[O2]表示氧氣濃度百分比， k 表示傳感器特定常量
2) 輸出信號級別：微安級；
3) 精確度：不超過測量范圍的 1%；
4) 傳感器電壓：0.7～1.6 伏；
5) 加熱電壓：3.6～4.4 伏（1.3～1.8 瓦，取決于應(yīng)用和封裝）；
6) 預(yù)熱時間：約 2 分鐘；
7) 封裝內(nèi)最高溫度：約 250℃（室溫下測量）；
8) 最高周邊溫度：350℃
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
