一、 一體化氧華鋯氧量分析儀1概述
一體化氧華鋯氧量分析儀是近幾十年發(fā)展起來的新型測氧器，因其具有結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、反應速度快、測量范圍廣等特點，而廣泛應用于電力、冶金、供暖、建材、電子等部門，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。
氧化鋯氧量分析儀由轉(zhuǎn)換器和檢測器（俗稱氧探頭）組成，在檢測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量探頭的精度和使用壽命。檢測器采用直插式探頭結(jié)構(gòu)，不需取樣系統(tǒng)，能及時反映鍋爐內(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)換器采用單片機智能化設(shè)計，漢字液晶顯示，使數(shù)據(jù)顯示、功能控制更具有人性化；可與各類型DCS數(shù)據(jù)接入設(shè)備連接。使儀表的操作變的簡單，容易掌握。具有以下特點：
1. 通用性較強，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700℃和750℃（可現(xiàn)場選擇）。
5. 可設(shè)置氧量上、下限報警指示，溫度上、下限報警指示。
6. 本底電勢自動校正。
7. 可用標準氣在線校準。
8. 4-20mA標準電流輸出與主電路光電隔離，可直接遠傳進入DCS系統(tǒng)。
9. 多種故障信息提示。
二、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)生氧離子遷移的導電性能，由于被測氣體（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，其電勢值與氧濃度的關(guān)系，可
以用能斯特（Nernst）公式來表示：
E=RT/4F×LnP1/P2
式中：E—氧濃差電勢（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—被測氣體分壓
變送器把所測量出的數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機計算轉(zhuǎn)換，將氧含量在數(shù)碼管上顯示出來，同時轉(zhuǎn)換成電流信號供計算機或計錄儀使用。
700℃和750℃時氧濃度與氧濃差電勢關(guān)系見附表．
三、 技術(shù)指標
? 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： 4 ～20mA 負載電阻≤500Ω 隔離
重復性：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）
響應時間：當標準氣體從檢測器入口引入時計，5秒內(nèi)達到90%的響應
環(huán)境溫度：檢測器 -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
? 檢測器長度：0.4m;0.8m;1.0m;1.2m；（其他長度可根據(jù)用戶要求生產(chǎn)）
四、 檢測器的構(gòu)造
檢測器由防塵裝置、氧化鋯管、加熱爐、熱電偶、氣體導管、接線盒以及殼體等主要部件組成。整個裝置采用全封閉型結(jié)構(gòu)，以增加整個裝置的密封性能，提高使用壽命。對高粉塵的檢測環(huán)境，為達到更好的過濾效果，加裝了多孔陶瓷過濾器。
檢測器內(nèi)的氧化鋯管是核心元件 ，屬陶瓷易碎品，運輸和安裝使用過程中應避免劇烈震動，以免損壞。檢測器內(nèi)加熱爐的作用是提供氧化鋯元件正常工作所需的溫度，為延長加熱爐的壽命，在工藝上作了特殊的處理。因檢測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、 檢測器的現(xiàn)場安裝條件
5.1氧量檢測器的現(xiàn)場安裝條件
避開震動場合；環(huán)境溫度要在儀器規(guī)定范圍內(nèi)；接線盒要避開高輻射熱源；
盡可能避開腐蝕性氣體；要有足夠的工作空間；
5.2 取樣點的位置選擇
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，取樣點氣體溫度應高于300℃，其范圍為300—600℃ *。
取樣點的溫度、壓力、流量等參數(shù)不應變化太大。
取樣探頭的長度應達到煙道直徑的1/3。切忌在管道、煙道底部開口取樣。
取樣點的附近爐堂、煙道應無泄漏，否則將造成測量誤差。
要選擇在易于維護、檢修的地方。
5.3 氧量檢測器的安裝
預先加工好帶法蘭的設(shè)備短接管，孔徑為Φ76，長度約為400mm。按要求選好取樣位置(爐壁或管道)，開一個Φ76 的孔，將短接水平焊接到爐壁上，焊接時要保證焊接處不漏氣。把檢測器插入短接管中，接管法蘭與檢測器法蘭之間墊上2—4mm 厚的石棉墊，旋緊4 個螺栓，使其不漏氣即可。
附錄一 氧量電流對照表
量程20.6% | 量程25.0% | 量程20.6% | 量程25.0% |
氧含量 | 電流mA | 氧含量 | 電流mA | 氧含量 | 電流mA | 氧含量 | 電流mA |
0.1 | 4.08 | 0.1 | 4.06 | 9 | 10.99 | 9 | 9.76 |
1 | 4.78 | 1 | 4.64 | 9.5 | 11.38 | 9.5 | 10.08 |
2 | 5.55 | 1.5 | 4.96 | 10 | 11.77 | 10 | 10.40 |
2 | 5.55 | 2 | 5.28 | 11 | 12.54 | 11 | 11.04 |
2.5 | 12.37 | 2.5 | 12.62 | 12 | 13.32 | 12 | 11.68 |
3 | 6.33 | 3 | 5.92 | 13 | 14.10 | 13 | 12.32 |
3.5 | 6.72 | 3.5 | 6.24 | 14 | 14.87 | 14 | 12.96 |
4 | 12.54 | 4 | 13.30 | 15 | 15.65 | 15 | 13.60 |
4.5 | 7.50 | 4.5 | 6.88 | 16 | 16.43 | 16 | 14.24 |
5 | 7.88 | 5 | 7.20 | 17 | 17.20 | 17 | 14.88 |
5.5 | 8.27 | 5.5 | 7.52 | 18 | 17.98 | 18 | 15.52 |
6 | 8.66 | 6 | 7.84 | 19 | 18.76 | 19 | 16.16 |
6.5 | 9.05 | 6.5 | 8.16 | 20 | 19.53 | 20 | 16.80 |
7 | 9.44 | 7 | 8.48 | 20.6 | 20.00 | 20.6 | 17.18 |
8 | 10.21 | 8 | 9.12 | 22 | | 22 | 18.08 |
8.5 | 10.60 | 8.5 | 9.44 | 23 | | 23 | 18.72 |
9 | 10.99 | 9 | 9.76 | 24 | | 24 | 19.36 |
| | | | 25 | | 25 | 20 |
附錄二 氧量--氧電勢對照表(參比氣氧濃度20.6%，工作溫度700℃或750℃)
溫度(℃) | 氧量% | 氧電勢 E(mv) | 溫度(℃) | 氧量% | 氧電勢 E(mv) |
700 | 0.5 | 77.94 | 750 | 0.5 | 81.95 |
700 | 1 | 63.41 | 750 | 1 | 66.67 |
700 | 2 | 48.88 | 750 | 2 | 51.39 |
700 | 3 | 40.38 | 750 | 3 | 42.46 |
700 | 3.5 | 37.15 | 750 | 3.5 | 39.06 |
700 | 4 | 34.35 | 750 | 4 | 36.12 |
700 | 4.5 | 31.89 | 750 | 4.5 | 33.52 |
700 | 5 | 29.68 | 750 | 5 | 31.20 |
700 | 5.5 | 27.68 | 750 | 5.5 | 29.10 |
700 | 6 | 25.86 | 750 | 6 | 27.18 |
700 | 6.5 | 24.18 | 750 | 6.5 | 25.42 |
700 | 7 | 22.62 | 750 | 7 | 23.79 |
700 | 7.5 | 21.18 | 750 | 7.5 | 22.27 |
700 | 8 | 19.83 | 750 | 8 | 20.84 |
700 | 8.5 | 18.55 | 750 | 8.5 | 19.51 |
700 | 9 | 17.36 | 750 | 9 | 18.25 |
700 | 9.5 | 16.22 | 750 | 9.5 | 17.06 |
700 | 10 | 15.15 | 750 | 10 | 15.93 |
700 | 10.5 | 14.13 | 750 | 10.5 | 14.85 |
700 | 11 | 13.15 | 750 | 11 | 13.83 |
700 | 11.5 | 12.22 | 750 | 11.5 | 12.85 |
700 | 12 | 11.33 | 750 | 12 | 11.91 |
700 | 12.5 | 10.47 | 750 | 12.5 | 11.01 |
700 | 13 | 9.65 | 750 | 13 | 10.14 |
700 | 13.5 | 8.86 | 750 | 13.5 | 9.31 |
700 | 14 | 8.10 | 750 | 14 | 8.51 |
700 | 14.5 | 7.36 | 750 | 14.5 | 7.74 |
700 | 15 | 6.65 | 750 | 15 | 6.99 |
700 | 15.5 | 5.96 | 750 | 15.5 | 6.27 |
700 | 16 | 5.30 | 750 | 16 | 5.57 |
700 | 16.5 | 4.65 | 750 | 16.5 | 4.89 |
700 | 17 | 4.03 | 750 | 17 | 4.23 |
700 | 17.5 | 3.42 | 750 | 17.5 | 3.59 |
700 | 18 | 2.83 | 750 | 18 | 2.97 |
700 | 18.5 | 2.25 | 750 | 18.5 | 2.37 |
700 | 19 | 1.69 | 750 | 19 | 1.78 |
700 | 19.5 | 1.15 | 750 | 19.5 | 1.21 |
700 | 20.6 | 0.00 | 750 | 20.6 | 0.00 |
