ZrO2-II直插型氧化鋯氧氣含量分析儀

（1）多孔性鉑電極的化學(xué)配方及制作工藝可保證氧量檢測(cè)器氧化鋯探頭在鍋爐煙氣氛中有足夠的使用壽命。
           （2）儀表具有多種線性量程選擇。
           （3）儀表溫度控制系統(tǒng)所給出的升溫曲線能滿足氧化鋯材料對(duì)升溫速度的要求。
           （4）儀表信號(hào)具有必要的自診斷功能。
         

1、工作原理

           　　本儀器依據(jù)濃差電池原理構(gòu)成，和其他電池一樣，它具有兩個(gè)半電池，而在兩電極之間，用固體電介質(zhì)氧化鋯聯(lián)結(jié)。
           在高溫下，當(dāng)氧化鋯兩側(cè)有氧濃差時(shí)，就形成了氧濃差電池，電池電動(dòng)勢(shì)的大小可依據(jù)Nernst公式計(jì)算，即： 

式中：E-濃差電池輸出，mV; n-電子轉(zhuǎn)移數(shù)，在此為4;
           R-理想氣體常數(shù)，9.314 W*S/mol; F-法拉第常數(shù),96500 C;
           T-溫度,K; P"Q-高濃度側(cè)氧分壓; P’Q-低濃度側(cè)氧分壓。
           當(dāng)電池工作溫度固定于700℃時(shí)，上式為：
           
           由上式可知，在溫度700℃時(shí)，當(dāng)固體電介質(zhì)一側(cè)氧分壓為空氣（20.6%）時(shí)，由濃差電池輸出電動(dòng)勢(shì)E，就可以計(jì)算出固體電介質(zhì)一側(cè)氧分壓，這就是氧化鋯氧量自動(dòng)分析儀的測(cè)氧原理。
           

2、主要技術(shù)參數(shù)
           2.1 測(cè)量范圍
           顯示：0~25.0%？：（三位數(shù)字顯示）
           模擬量輸出（線性）：0~5.00%？，0~10.0%？，0~25.0%？
           2.2 測(cè)量精度：3%
           2.3 響應(yīng)時(shí)間：≤5S（90%測(cè)量值）
           2.4 溫度精度：700±1℃
           2.5 顯示內(nèi)容：氧濃（）、氧勢(shì)（mV）、爐溫（℃）、加熱電壓（V）、量程上、下限（）、報(bào)警上、下限（）
           2.6 鍵盤(pán)設(shè)定：報(bào)警上、下限設(shè)定，探頭零電勢(shì)校正
           2.7 自診斷內(nèi)容及故障類(lèi)別符號(hào)：
           E-0 氧量上限 　　　　E-1 氧量下限 　　 　E-2 溫度異常（高）
           E-3 溫度異常（低）　 E-4 溫度異常（快）　E-5 溫度異常（停）
           E-6 氧勢(shì)異常 E-7 斷偶
           2.8 輸出：0-10mA 或 4-20mA
           2.9 負(fù)載電阻：0-1.6kΩ（0-10mA輸出），0-800Ω（4-20mA輸出）
           2.10 檢測(cè)器長(zhǎng)度為0.2m、0.4m、0.8m、1.0m、1.2m。
         

3、使用條件
           3.1 信號(hào)轉(zhuǎn)換器的使用條件
           3.1.1 儀器安裝環(huán)境應(yīng)無(wú)易燃、易爆和強(qiáng)腐蝕性氣體，并要求通風(fēng)良好。
           3.1.2 工作環(huán)境溫度：0-50℃
           3.1.3 工作環(huán)境溫度：≤90%
           3.1.4 供電電壓：220V.AC±10%Hz
           3.1.5 功率消耗：150W
           3.2 氧量檢測(cè)器的現(xiàn)場(chǎng)按裝條件
           檢測(cè)器的現(xiàn)場(chǎng)按裝場(chǎng)所必須滿足下列條件：
           3.2.1 避開(kāi)震動(dòng)場(chǎng)合；
           3.2.2 要有足夠的工作空間。
           3.2.3 煙氣溫度和壓力要在儀器規(guī)定范圍內(nèi)。（煙氣溫度＜650℃）
           

4、儀器的組成
           　　整套儀器由氧量檢測(cè)器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器及有關(guān)附件組成。
           4.1 氧量檢測(cè)器
           氧量檢測(cè)器由防塵裝置、氧化鋯管、加熱電爐、測(cè)溫?zé)犭娕?、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。
           氧化鋯管是該檢測(cè)器的核心，由它產(chǎn)生氧濃差電勢(shì)信號(hào)，使用時(shí)應(yīng)注意避免劇烈震動(dòng)，以免損壞。
           檢測(cè)器內(nèi)加熱電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)加熱電爐的壽命，在工藝上做了特殊的處理。由于檢測(cè)器本身帶有加熱裝置，因而在低于600℃的環(huán)境中仍能正常工作。
           4.2 信號(hào)轉(zhuǎn)換器
           Zr02-Ⅱ型微機(jī)化氧量自動(dòng)分析儀的信號(hào)轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是一個(gè)小型的測(cè)控系統(tǒng)，由單片機(jī)作為中央控制系統(tǒng)。
           將來(lái)自氧量檢測(cè)器的模擬信號(hào)（氧勢(shì)、熱電勢(shì)）分別調(diào)制成0-10KNz調(diào)頻信號(hào)，經(jīng)光電隔離后送至計(jì)算機(jī)，采用調(diào)頻方式能將儀表輸入、輸出相互隔離，這樣就消除了諸如大電流跳變所引起的干擾，能夠克服高共模電壓，因而大大提高了儀表的抗干擾能力。應(yīng)用程序主要由主程序和子程序組成，所有的程序都采用模塊結(jié)構(gòu)編制，便于修改、增加軟件功能，以滿足不同用戶的特殊需要。程序運(yùn)算采用了三位浮點(diǎn)數(shù)，保證了運(yùn)算勞動(dòng)精度，對(duì)氧濃、爐溫的計(jì)算，采用查表線性插值法，對(duì)爐溫的控制采用增量式PID算式控制。信號(hào)轉(zhuǎn)換器的電氣原理框圖見(jiàn)圖1
           

5、儀器的安裝
           5.1 取樣點(diǎn)位置的選擇
           選擇取樣點(diǎn)的原則有：
           5.1.1 所取的氣樣能快速反映工藝的變化情況，即氣體要具有代表性；
           5.1.2 取樣點(diǎn)的溫度、壓力、流量等參數(shù)不應(yīng)變化太大；
           5.1.3 氧檢測(cè)器插入深度應(yīng)達(dá)到煙道氣流部位，避免死區(qū)；
           5.1.4 切忌在管道、煙道底部開(kāi)口取樣；
           5.1.5 取樣點(diǎn)附近爐膛、煙道應(yīng)無(wú)、泄漏，否則將造成測(cè)量誤差；
           5.1.6 要選擇在易于維護(hù)、檢修的地方。
           5.2 氧量檢測(cè)器的安裝
           氧量檢測(cè)器的安裝參照?qǐng)D3、圖4、進(jìn)行
           

預(yù)先加工好帶法蘭的φ76mm設(shè)備短節(jié)，按要求選好取樣位置（爐壁或管道），開(kāi)一個(gè)φ76的孔，將短節(jié)以水平方式焊接到設(shè)備上，焊接時(shí)要保證焊接處不漏氣。對(duì)帶余熱鍋爐流程，在選定取樣點(diǎn)位置后，φ76mm設(shè)備短節(jié)應(yīng)根據(jù)保溫厚度適當(dāng)加長(zhǎng)穿過(guò)爐體保溫磚，與爐體鋼殼焊牢，露出部分長(zhǎng)度約60mm。必須注意：應(yīng)保證設(shè)備短節(jié)與爐體保溫磚之間的密封，不能泄漏。把檢測(cè)器插入短節(jié)，在短節(jié)法蘭與檢測(cè)器法蘭間墊上2-4mm厚的石棉墊，旋緊4個(gè)螺栓，使其不漏氣即可。
           注意：由于探頭的參比氣是靠空氣自然對(duì)流提供的，探頭必須水平安裝，參比氣和標(biāo)準(zhǔn)氣接口相應(yīng)朝下。探頭端部防護(hù)套管的缺口位置（可調(diào)整方向）也應(yīng)垂直向下，以防積灰。
           5.3 信號(hào)轉(zhuǎn)換器的安裝
           信號(hào)轉(zhuǎn)換器的外形尺寸：水平×垂直×深 160×80×250mm
           信號(hào)轉(zhuǎn)換器的開(kāi)口尺寸：水平×垂直 152－1×76－1mm
           信號(hào)轉(zhuǎn)換器用隨機(jī)配備的安裝夾板及螺絲安裝在儀表盤(pán)上，亦可安裝在現(xiàn)場(chǎng)儀表保護(hù)箱內(nèi)。
           5.3.1 信號(hào)轉(zhuǎn)換器與檢測(cè)器之間的連接
           信號(hào)轉(zhuǎn)換器盤(pán)裝于控制室，氧量檢測(cè)器安裝于現(xiàn)場(chǎng)，它們之間連接線有：氧勢(shì)信號(hào)線兩根采用RVVP2×1.5帶屏蔽二芯電纜線敷設(shè)、電偶冷端補(bǔ)償導(dǎo)線兩根，采用K分度KX-G型2×1.5帶屏蔽二芯補(bǔ)償導(dǎo)線敷設(shè)、電爐加兩根，采用RVVP2×2.5二芯電纜線敷設(shè)。 信號(hào)轉(zhuǎn)換器與氧量檢測(cè)器之間的接線見(jiàn)圖3。