Syresonden är en typ av givare som baseras på ett keramiskt material som kallas Zirkonia. Zirkonia är en benämning på zirkoniumdioxid,
ZrO2, (grundämnena, Zr och O) som är stabiliserat med yttrium (ett grundämne, Yt) eftersom zirkonium i rent tillstånd inte har de mekaniska egenskaper som krävs. Detta ämne bildar en molekylstruktur (gitter) som i vissa positioner saknar atomer, det finns ”hål” i strukturen. Vid uppvärmning blir det möjligt för syrejonerna att vandra via dessa ”hål”. Om keramen utsätts för olika mängd syreatomer på respektive sidor, kommer de negativt laddade syrejonerna att dras mot den sida som har lägst antal syreatomer. Denna sida kommer då att bli negativt laddad relativt den andra, som vi kallar den positiva.
Vi har skapat något som kallas en fast elektrolyt.
Laddningen kan mätas med en högmpediv (>10MOhm) voltmeter. Mäter man med lägre impedanser kommer spänningen att sjunka och vi får ett mätfel.
Spänningen som mäts upp kan med hjälp av Nernst ekvation (se dokument nedan) omsättas i skillnad i mängd av syreatomer mellan den ena respektive den andra sida. Sonden mäter alltså skillnaden i antalet syreatomer som brukar uttryckas som partialtryck.
I syresonden sitter alltså en liten klump av ZrO2 i form av en liten ”pellet” eller i vissa fall en kula.
På bilden ovan ses zirkoniacellen som en grå spets med en konisk bas. Zirkoniumcellen är svetsad med en speciell metod mot ett gastätt aluminiumoxidrör. Skarven syns som en svagt gulfärgad ring strax under punkten där diametern börjar minska. Den grå färgen är platina som sörjer för god kontakt och som elektronavlämnare. Det är också här den yttre elektroden ansluts. Den inre elektroden går inuti röret och ansluter där mot cellen.
Kulan är en homogen välpolerad zirkoniumlump. Den kläms mellan ytterröret och ett inre rör i sonden. Polariteten bestäms enbart av montaget. För att denna konstruktion skall bli gastät krävs extrem passning mellan det keramiska röret och kulan.
Econox använder båda typerna av konstruktioner. Eftersom de båda konstruktionerna har sina för och nackdelar, så kan man välja den som är lämpligast under de förutsättningar som råder i vare specifikt fall.
Sonden med kula, CarboProbe ZI, är väldigt okänslig för termisk chock eftersom det inte finns någon fast förbindning mellan kulan och rör. Carboprobe ZS, har den andra typen av cell. Med den fasta cellen finns det alltid en risk att svetsen mellan zirkoniapelleten och aluminiumoxidröret spricker om man inte är försiktig när man stoppar in eller tar ut sonden ur en varm ugn.
Å andra sidan finns det risk för att kulsonden börjar läcka om det av någon anledning kommer smuts i skarven.
I sortimentet finns sonder i två huvudtyper, med stålrör för atmosfärsreglering (kolpotential, %C) samt med keramiskt skyddsrör för applikationer där temperaturerna är högre och där spolning av sonden inte är nödvändig. Dessa sonder används främst för att beräkna restsyre vid förbränning och liknande. ZS och ZI är av första typen, medan HT, DS och CP är av den andra.