一、 氧化鋯傳感器測(cè)量管概述

  是近幾十年發(fā)展起來(lái)的新型測(cè)氧器，因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、反應(yīng)速度快、測(cè)量范圍廣等特點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于電力、冶金、供暖、建材、電子等部門(mén)，分析各種工業(yè)鍋爐及窯爐中煙氣的氧含量，提高燃燒效率，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。

   由轉(zhuǎn)換器和檢測(cè)器（俗稱(chēng)氧探頭）組成，在檢測(cè)器的核心元件氧化鋯濃差電池上，采用了納米材料和*的生產(chǎn)工藝，在電極涂層上添加抑制電極老化的添加劑。大大提高了氧化鋯測(cè)量探頭的精度和使用壽命。檢測(cè)器采用直插式探頭結(jié)構(gòu)，不需取樣系統(tǒng)，能及時(shí)反映鍋爐內(nèi)燃燒狀況，如與自控裝置配合使用，可有效地控制燃燒狀況。轉(zhuǎn)換器采用單片機(jī)智能化設(shè)計(jì)，漢字液晶顯示，使數(shù)據(jù)顯示、功能控制更具有人性化；可與各類(lèi)型DCS數(shù)據(jù)接入設(shè)備連接。使儀表的操作變的簡(jiǎn)單，容易掌握。具有以下特點(diǎn)：

1. 通用性較強(qiáng)，可以直接替換其它廠家氧量分析儀。

2. 紅色LED數(shù)碼管數(shù)字顯示。

3. 氧量量程0-25%內(nèi)自由設(shè)定（zui低量程0-5%）。

4. 溫度采用PID控溫，恒溫點(diǎn)700℃和750℃（可現(xiàn)場(chǎng)選擇）。

5. 可設(shè)置氧量上、下限報(bào)警指示，溫度上、下限報(bào)警指示。

6. 本底電勢(shì)自動(dòng)校正。

7. 可用標(biāo)準(zhǔn)氣在線校準(zhǔn)。

8. 4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出與主電路光電隔離，可直接遠(yuǎn)傳進(jìn)入DCS系統(tǒng)。

9. 多種故障信息提示。

二、氧化鋯傳感器測(cè)量管工作原理

氧化鋯是一種高溫電解質(zhì)濃差電池，在數(shù)度的高溫環(huán)境下，具有能

產(chǎn)生氧離子遷移的導(dǎo)電性能，由于被測(cè)氣體（煙氣或其它氣體）與參比氣

體（空氣或其它氣體）在氧化鋯兩側(cè)鉑電極的氧分壓不同，在兩極間有一

定數(shù)量的氧離子遷移而產(chǎn)生了氧濃差電勢(shì)，其電勢(shì)值與氧濃度的關(guān)系，可

以用能斯特（Nernst）公式來(lái)表示：

             E=RT/4F×LnP1/P2

式中：E—氧濃差電勢(shì)（V）

      R—理想氣體常數(shù)（8.314J/moLK）

      T—溫度值（K）

      F—法拉第常數(shù)（96500c/moL）

      P1—參比氣體分壓（空氣）

      P2—被測(cè)氣體分壓

變送器把所測(cè)量出的數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)換，將氧含量在數(shù)碼管上顯示出來(lái)，同時(shí)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)供計(jì)算機(jī)或計(jì)錄儀使用。

700℃和750℃時(shí)氧濃度與氧濃差電勢(shì)關(guān)系見(jiàn)附表．

三、 技術(shù)指標(biāo)

  量程：     0.01～25.0%O2(量程從5.00％－25.00％內(nèi)自由設(shè)置） 

  輸出信號(hào)： 4 ～20mA 負(fù)載電阻≤500Ω 隔離

  重復(fù)性：   滿量程的±0.5%

  基本誤差： ≤±2%（滿量程）

  穩(wěn)定性：   ≤±1%（儀器連續(xù)檢定4h）

  響應(yīng)時(shí)間： 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)氣體從檢測(cè)器入口引入時(shí)計(jì)，5秒內(nèi)達(dá)到90%的響應(yīng)

  環(huán)境溫度： 檢測(cè)器 -10℃～80℃   轉(zhuǎn)換器 0℃～40℃

  電源及功耗：電源220±10%VAC，功耗zui大為150W

  樣氣溫度：   ≤700℃（700℃以上協(xié)商供貨）

  樣氣壓力范圍：±10KPa

  檢測(cè)器長(zhǎng)度：  0.4m;0.8m;1.0m;1.2m；（其他長(zhǎng)度可根據(jù)用戶要求生產(chǎn)）

四、 檢測(cè)器的構(gòu)造

檢測(cè)器由防塵裝置、氧化鋯管、加熱爐、熱電偶、氣體導(dǎo)管、接線盒以及殼體等主要部件組成。整個(gè)裝置采用全封閉型結(jié)構(gòu)，以增加整個(gè)裝置的密封性能，提高使用壽命。對(duì)高粉塵的檢測(cè)環(huán)境，為達(dá)到更好的過(guò)濾效果，加裝了多孔陶瓷過(guò)濾器。

檢測(cè)器內(nèi)的氧化鋯管是核心元件 ，屬陶瓷易碎品，運(yùn)輸和安裝使用過(guò)程中應(yīng)避免劇烈震動(dòng)，以免損壞。檢測(cè)器內(nèi)加熱爐的作用是提供氧化鋯元件正常工作所需的溫度，為延長(zhǎng)加熱爐的壽命，在工藝上作了特殊的處理。因檢測(cè)器本身帶有加熱裝置，從而在低于700℃的環(huán)境中能正常工作。

五、 檢測(cè)器的現(xiàn)場(chǎng)安裝條件

5.1氧量檢測(cè)器的現(xiàn)場(chǎng)安裝條件

避開(kāi)震動(dòng)場(chǎng)合；環(huán)境溫度要在儀器規(guī)定范圍內(nèi)；接線盒要避開(kāi)高輻射熱源；

盡可能避開(kāi)腐蝕性氣體；要有足夠的工作空間；

5.2  取樣點(diǎn)的位置選擇

取出的氣樣能快速反映工藝狀態(tài)的變化情況，即氣體要具有代表性。

為避免SO2 的冷凝，取樣點(diǎn)氣體溫度應(yīng)高于300℃，其范圍為300—600℃  *。 

取樣點(diǎn)的溫度、壓力、流量等參數(shù)不應(yīng)變化太大。

取樣探頭的長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到煙道直徑的1/3。切忌在管道、煙道底部開(kāi)口取樣。

取樣點(diǎn)的附近爐堂、煙道應(yīng)無(wú)泄漏，否則將造成測(cè)量誤差。

要選擇在易于維護(hù)、檢修的地方。

5.3 氧量檢測(cè)器的安裝

預(yù)先加工好帶法蘭的設(shè)備短接管，孔徑為Φ76，長(zhǎng)度約為400mm。按要求選好取樣位置(爐壁或管道)，開(kāi)一個(gè)Φ76 的孔，將短接水平焊接到爐壁上，焊接時(shí)要保證焊接處不漏氣。把檢測(cè)器插入短接管中，接管法蘭與檢測(cè)器法蘭之間墊上2—4mm 厚的石棉墊，旋緊4 個(gè)螺栓，使其不漏氣即可。

附錄一   氧量電流對(duì)照表

附錄二  氧量--氧電勢(shì)對(duì)照表(參比氣氧濃度20.6%，工作溫度700℃或750℃)