氧化鋯氧分析儀的基本原理

被測(cè)氣體（煙氣）通過(guò)傳感器進(jìn)入氧化鋯管的內(nèi)側(cè)，參比氣體（空氣）通過(guò)自然對(duì)流進(jìn)入傳感器的外側(cè)，當(dāng)鋯管內(nèi)外側(cè)的氧濃度不同時(shí)，在氧化鋯管內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生氧濃差電勢(shì)（在參比氣體確定情況下，氧化鋯輸出的氧濃差電勢(shì)與傳感器的工作溫度和被測(cè)氣體濃度呈函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系）該氧濃差電勢(shì)經(jīng)顯示儀表轉(zhuǎn)化成與被測(cè)煙氣含氧量呈線性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，供測(cè)氧儀的儀表顯示和輸出。

氧化鋯氧量?jī)x的改造意義和經(jīng)驗(yàn)

氧化鋯測(cè)氧儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)時(shí)間短、測(cè)量范圍寬、使用溫度高、運(yùn)行可靠、安裝方便、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)。因此，氧化鋯傳感器的主要應(yīng)用可歸納為以下五個(gè)方面：

①煙氣測(cè)氧：主要用于發(fā)電廠、煉油廠、鋼鐵廠、化工廠、輕紡印染廠、食品加工廠、等企業(yè)。

②汽車(chē)尾氣測(cè)氧：目前主要用于載人的小汽車(chē)和轎車(chē)等。

③冶金測(cè)氧：主要用于鋼鐵公司和煉銅廠等冶煉企業(yè)。

④惰性氣體測(cè)氧：主要用于鋼鐵公司、空分廠、化肥廠和電子企業(yè)等。

⑤物化研究：主要用于高溫氧化還原反應(yīng)中熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定。

氧化鋯氧量分析儀系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成

氧化鋯氧量分析儀的構(gòu)成是由氧傳感器(又稱(chēng)氧探頭、氧檢測(cè)器)、氧分析儀（又稱(chēng)變送器、變送單元、轉(zhuǎn)換器、分析儀）以及它們之間的連接電纜等組成。

氧傳感器        

傳感器裝置由金屬外殼、測(cè)量電池、加熱器、熱電偶、過(guò)濾元件以及電纜接線端子等組成。測(cè)量電池本體分為3層：鉑(電極)─氧化鋯(電解質(zhì))─鉑(電極)。鉑電極是多孔性的。煙道氣體通過(guò)過(guò)濾器或校驗(yàn)氣體通過(guò)傳導(dǎo)管進(jìn)入測(cè)量電池被測(cè)氣體一側(cè)，而另一側(cè)為參比空氣(含氧20.60％)。

兩種含氧濃度不同的氣體作用在測(cè)量電池，便產(chǎn)生一個(gè)以對(duì)數(shù)為規(guī)律的電勢(shì)(兩側(cè)的氧濃度差愈大, 電勢(shì)信號(hào)愈大)。毫伏信號(hào)經(jīng)氧分析儀轉(zhuǎn)換成0—10mA或4－20mA標(biāo)準(zhǔn)電流。此電流由氧分析儀接線端子輸出。

測(cè)量電池的工作溫度設(shè)置為高于650℃的恒定溫度, 為了保持工作溫度恒定，用一支Ｋ型熱電偶測(cè)量電池的工作溫度，經(jīng)氧分析儀內(nèi)的溫度控制器調(diào)節(jié)加熱器的加熱電壓。

當(dāng)測(cè)量煙氣溫度高于700℃時(shí)，傳感器組成中省去加熱器和測(cè)溫?zé)犭娕肌?

氧分析儀

為了使測(cè)量電池的工作溫度達(dá)到700℃，氧分析儀接受傳感器中的Ｋ型熱電偶輸出的溫度mV信號(hào)，與微處理器預(yù)置溫度(毫伏)相比較，從而控制電池溫度。氧分析儀采用環(huán)境溫度作為熱電偶冷端比較點(diǎn)。

氧分析儀對(duì)氧傳感器輸入的氧mV信號(hào)進(jìn)行放大，然后將放大的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò) A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。根據(jù)氧分析儀預(yù)先校準(zhǔn)或者預(yù)置的氧傳感器測(cè)量電池的特性曲線，微處理器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氧濃度值并顯示在氧分析儀顯示屏上，同時(shí)，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性標(biāo)準(zhǔn)模擬電流信號(hào)0—10mA或4－20 mA輸出。

氧分析儀在運(yùn)行中連續(xù)不斷地進(jìn)行系統(tǒng)自檢，而通過(guò)電纜對(duì)傳感器進(jìn)行溫度控制、過(guò)熱保護(hù)和故障監(jiān)督。若有故障出現(xiàn)，在分析儀儀顯示屏上顯示出故障。

氧化鋯氧量分析儀的安裝與使用維護(hù)

氧化鋯氧量分析儀的安裝與連接方式

1.氧化鋯探頭的安裝可采用水平或垂直方式，垂直安裝是比較理想的安裝方式。不管采用何種方式，探頭采樣管引導(dǎo)板的方向應(yīng)該盡量正對(duì)被測(cè)氣流的方向，在初始安裝的時(shí)候可以通過(guò)了解工藝確定基本方向。很終確定比較好的引導(dǎo)方向，需要在系統(tǒng)通電加熱探頭以后，旋轉(zhuǎn)采樣管方向，使用數(shù)字萬(wàn)用表觀察輸出氧電勢(shì)的波動(dòng)情況來(lái)確定。

2.氧化鋯氧量分析儀安裝所用接頭為法蘭接頭。如用戶有其它類(lèi)型的接頭，只要安裝尺寸相同，符合密封要求也可替代本接頭。氧傳感器的接頭上，按要求需要配裝石棉墊壓接，以確保密封，否則因?yàn)橐话銧t內(nèi)為負(fù)壓，該處法蘭接頭處漏氣會(huì)影響測(cè)量精度或造成信號(hào)波動(dòng)。

3.氧化鋯氧量分析儀的信號(hào)引出線很好用屏蔽線，可以消除干擾。很佳方式是使用2根2芯電纜，一根2芯屏蔽電纜接氧電勢(shì)輸出信號(hào)，一根2芯KVV控制電纜接探頭加熱連接端；如果現(xiàn)場(chǎng)條件不具備可直接使用一根4芯KVV電纜連接探頭氧電勢(shì)信號(hào)和加熱端。

氧化鋯氧量分析儀使用和維護(hù)

1.連接加熱控制：

特別提醒：只有在氧化鋯氧量分析儀連接了加熱控制以后傳感器才能正常工作，冷態(tài)下輸出的是隨機(jī)信號(hào)，不代表任何意義！HMP氧傳感器在接入加熱控制以后，在室溫條件下既可以開(kāi)始正常的氣氛檢測(cè)。一般的探頭調(diào)低就是在室溫下，加熱探頭以后通過(guò)對(duì)空氣的測(cè)量，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量此時(shí)探頭輸出毫伏值，此數(shù)值就是該探頭的低位偏差數(shù)值，在顯示儀表中需要加入該低位偏差來(lái)修正儀表顯示的氧濃度。

2.新裝或更換氧化鋯氧量分析儀時(shí)的注意事項(xiàng)：

特別提醒：用戶新裝或更換氧化鋯氧量分析儀時(shí)，均應(yīng)校正氧分析儀的氧濃度顯示值。不進(jìn)行此項(xiàng)工作，更換新的傳感器后，氧分析儀檢測(cè)的氧濃度可能會(huì)與實(shí)際濃度產(chǎn)生偏差，從而影響生產(chǎn)。