前言
CE系列氧化锆氧分析仪适用于工业炉窑烟气中含氧量的连续监测，作为操作人员调节燃风配比的依据，或与自控系统连接，实现低氧合理燃烧，达到降低燃耗、稳定工艺、提高产品质量、减少环境污染等目的。具有显著的经济效益和社会效益。
CE系列氧化锆氧分析仪检测器，采用了日本的离子镀膜技术，大幅度的提高了氧化锆探头的使用寿命，平均寿命为18个月，一般可达2-3年。传感器采用最新工艺烧结制作，有效的克服了国内同类产品中离散性大，热震性差的问题。氧化锆探头的整体可靠性及稳定性都居于国内领先地位。
该仪表转换器采用了16位的ATMEL系列单片微处理器，具有很强的运算能力，锆头控温达到±2℃，系统的测量精度≤±2%。小信号处理及仪表电源采用多重隔离电路，有效的隔绝了工业环境中的各种干扰，仪表运行更加可靠，先进的3点标定方式，在保证测量精度的前提下，大大的减少用户的维护工作量，双节点的开关量输出更加方便的满足了用户的不同需求。
一、氧化锆测氧工作原理
氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质，是在纯氧化锆中掺以一定量的氧化钙或氧化钇经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。由于在它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此，在高温条件下它是良好的氧离子导体。
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浓差电池
氧化锆探头检测框图
利用它的这一特性，在一定的温度下，当传感器两侧的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池。如果在氧化锆管内外涂制纯铂电极，用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触氧分压不同的气体，氧化锆管就成为一个氧浓差电池，在两个铂电极上将发生如下反应：
在空气侧（参比侧）电极上：O2+4e→2O2-
在低氧侧（被测侧）电极上：2O2-→O2+4e
当这两种迁移达到平衡后，便在两电极间产生一个与氧浓差有关的电势信号E。
氧电势值E符合能斯特方程：
；
E=RT
4F
Ln
P A
P X
式中：R-气体常数
T-锆管的绝对温度
F-法拉第常数
P X-被测气体氧浓度百分数
P A-参比气氧浓度百分数，一般为％。
二、氧化锆氧分析仪技术规格
* 测量对象：各种工业炉窑烟气，混合气体浓度
* 测量元件：氧化锆管
1、测氧范围：0—%O2或10%
2、仪器精度：系统测氧基本误差≤±2%满量程值
3、变送器精度：级（≤%满量程值）
4、温控精度：恒温点的700±2℃
5、响应时间：≤3秒（达到90%的响应）
6、报警输出：上、下限节点输出，可选“常开”或“常闭”点
~
7、模拟量输出信号：4—20 mA ADC（负载0Ω—750Ω）对应氧量0—10%O2或者0—%O2
8、本底修正范围：-20 mV—+20 mV
9、数显形式：LED四位数码管显示
10、电源：AC220V±15%
11、功耗：<6W（不包括加热功率）
12、加热功率：约50W（平均值）可提供150W输出功率
13、环境条件：温度0—50℃
相对湿度<90%
14、检测器约10Kg，转换器约5Kg
三、氧化锆氧分析仪构成
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该仪器由四部分组成：氧化锆检测器（探头）、氧化锆转换器．变压器、取样装置
1检测器
检测器结构，见图3，氧传感器安装在检测器头部，用四条不锈钢螺钉固定。检
测器设有两条气路：标准气入口、参比气入口。从标准气入口通入不同的标准气样，即可由转换器对系统进行在线的标定操作。图中所注“标气入口”即为校准操作时使用。如不进行校准操作，请务必将“标准气入口”堵死，以防止空气泄漏进去，引
起测量误差。其“参比气入口”在任何时间都要开放，保持与大气的畅通。
图3氧化锆检测器结构图
（以检测器标准长度400mm为例）
检测器接线盒内共有8根引线端子，见图4，检测器安装有温度传感器（AD590），所以由检测器向转换器传送热电偶信号时不必使用补偿导线。
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检测器标准长度有六种：180mm，400mm，600mm，800mm，1000mm，1200mm
图4 检测器端子图
2．氧化锆转换器
系列氧化锆转换器，根据安装方式的不同，分为两种型号：CE-2D（盘装式）CE-2C （墙挂式），其中盘装式有横装和竖装两种规格可供选型。
转换器采用16位ATMEL单片微机系统处理数据，功能强，精度高。采用了先进的菜单式操作管理，查看数据、在线标定都十分的方便快捷。由于采用了3点标定模式，并且可以对工况点进行时时修正校准，使维护操作人员大大减轻了维护工作强度。转换器除提供精准的4-20mA输出外，还可选装上下限节点输出、485通信输出，使用户的使用更加简便。
.盘装式转换器（CE-2D）
图5 CE－2D转换器尺寸图?
2．2．2壁挂式转换器（CE-2C）
图7 CE－2C转换器尺寸图
3．取气装置
）
取气装置可分为防尘管、导流管、防尘罩、金属过滤器、高温取气四种形式。
四、安装
1.转换器
1．1转换器的安装部位应满足下列条件：
* 尽量避免机械震动
* 避免高湿度环境
* 周围环境温度应在标准范围之内
* 避免强磁场干扰
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* 避免动力线、马达、励磁继电器、泵等的干扰
* 提供充足的维护空间
* 转换器应尽量安装在靠近检测器处，距离不超过100m为宜—
盘装式转换器(CE-2D)安装
转换器开孔尺寸：75+1×150+1
壁挂式转换器(CE-2C)安装：
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。
图9 CE-2C转换器安装图
* 表盘安装：取下转换器两侧的固定板块，将其插入机柜面板，面板开孔尺寸如图，用固定板块将其固定。
* 墙壁安装：将固定板块倒过来，转换器壳底部紧靠墙壁并固定。
* 管子安装：将转换器用管安装附件固定在管子上。
2.炉体法兰安装：在炉墙上按照图10所示，开具一个不小于110mm的炉墙开孔，首先预埋焊炉墙埋管。当安装氧分析仪时，炉体法兰（厂家提供）焊接在炉墙埋管上。其中L>20,D>110。
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图10 炉墙埋及炉体法兰
3.检测器，导流管，防尘管安装
安装前需准备好M12×50螺钉，相应螺母、垫片、垫圈以及法兰间的密封垫圈,与炉体法兰紧密连接（密封垫圈、螺栓等由厂家提供）。
如使用防尘罩或金属过滤器，则厂家已经于出厂时安装于检测器顶端。
注意事项：安装过程尽量避免磕碰、机械震动。螺栓必须紧固，确保密闭性。
4.安装选点及选型
4．1选择安装点
要求烟气的流动性较好，气样有代表性的位置，切忌安装在炉内侧、死角涡流及缩口处，以免造成氧量波动、积灰严重、响应迟缓。以电厂锅炉为例，安装点应在省煤器出、入口或空预器出、入口处。
4．2选择检测器长度可采用以下方法
—
* 直插式长度为：300mm以上+炉墙厚度。即探头前端伸出炉墙300 mm。
* 导流式：导流管长度为300mm以上+炉墙厚度,探头长度为不应小于炉墙厚度。
推荐使用“导流式”安装方式，此种方式能够有效的提高氧化锆探头的使用效果，延长使用寿命
4. 3下面介绍以下几种取样方式
* 直插式，高粉尘场合，检测器应加外套防尘管或直接使用防尘罩，见图15
图11 防尘式安装
* 导流式：检测器标准长度为180mm、400mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm；因炉壁厚，检测器长度不够，需延长采样距离，配GP-L导流管，安装方式见图12
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图12 导流式安装
* 高温H型：取气装置要分为GF-H引流方式，见图13和PF-H抽气方式，见图14。后者用于负压大于-50Pa的场合，带喷射泵。喷射泵所需仪表气源压力为，用空气过滤调节阀调节。
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图13 高温引流式安装
图14 高温抽气式安装
4．4配线与配管
4.4.1表选择电源电缆和信号电缆，需注意仪器安装处的环境温度，导线电阻及噪声源，还要考虑检测器与转换器之间的布线路径，使用电缆可参考下表选用。
…
60℃以下60-80℃80-150℃信号电缆
（1）氧电池信号（2）热电偶信号 (3）补偿信号六芯电缆，每芯截
面1平方毫米，带
聚氯乙烯绝缘保护
层
六芯电缆，每芯截
面1平方毫米，带
耐热聚氯乙烯保护
层
六芯电缆，每芯截
面1平方毫米，带
600V级硅橡胶及
玻璃纤维辨带保护
层
加热炉电缆两根截面为1平方
毫米的导线
%
两根截面为1平方
毫米的导线
两根截面为1平方
毫米的导线
对于信号线，用屏蔽线更好，将屏蔽端接地，如果信号电缆不是屏蔽线，安装时应尽量远离加热炉导线或大型马达供电线。
4.4.2电缆导管
建议用外直径为22mm的管子或外径为19mm的软管做电缆导管。电源线或接地线导管与信号线导管应尽量分开，以免引起噪声干扰。成套配置及备件表
！
五、系统调试
5．盘装式仪表系统连接图
盘装式仪表系统由检测器（探头）、CE－2D转换器、变压器和连接导线组成
5．2 CE-2C壁挂式仪表系统连接图
外挂式仪表系统由检测器（探头）、CE－2C转换器、变压器和连接导线组成
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5．3系统调校方法
5．3．1面板键功能
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CE-2C（外挂式）氧化锆转换器面板图* 显示部分：由4个数码管和8个LED指示灯组成
数码管用来显示氧含量、温度、氧电势等参数。
LED指示灯指示仪表当前的工作状态。分为：“氧含量”、“氧电势”、温度“、校准”、“运行“、“通信”、“上限”、“下限”。
* 面板按键：有“确定“键、“返回”键、及“∧”键、“∨”键、“＜”键。
* 确定键：按此键可选择进入仪器调校菜单或对校准数值进行确认操作。
* 返回键：按下此键，操作可返回上一级菜单
*∧键：按下此键，可在当前子菜单或数值上进行“加”的操作。
* ∨键：按下此键，可在当前子菜单或数值上进行“减”的操作。
* ＜键：按下此键，可在当前主菜单上进行“加”的操作。此键还具有“移位”
功能，可通过此键对需要调整数值的位数进行选择。
、
5．操作说明及调校方法
常按任意键超过十秒钟，系统重启。
运行
1、锆温低于600度，显示锆温。
2、大于600度，显示氧含量。
3、正常工作状态下，按“∧”“∨”键，切换“氧含量”显示/“锆温”显示。锆温显示超过
2分钟，仪表将自动切换到“氧含量”显示。
校准
1、按下“确定”键，用“∧”“∨”“＜”键输入密码“0001”，再按“确定”键进入校准界
2、通过按下“＜”键，使仪表显示如下界面：
。
主菜单子菜单
此界面即为氧含量的在线校准界面。可进行氧含量空气校准（仪表显示为3—1）、氧含量量程校准（仪表显示为3—2）、氧含量用户工况点校准（仪表显示为3—3）。
在其闪烁状态时，按下“∧”键来选择子菜单，在菜单分别显示为“3--1”、“3--2”、“3--3”。按下“确定”键进行确认进入的状态。
氧含量的校准（注：确定锆头温度处于正常工作值700±5℃.）
3--1氧含量空气校准[即修正零点电势] 将检测器“标准气入口”打开，通入空气，稳定后按下“确定”键确认。显示
3--2氧含量量程校准将检测器“标准气入口”打开，通入的标准气，稳定后，输入标准气值，按下“确定”键确认。
3--3氧含量用户工况点校准（3％-18％）确认仪表正常运行，稳定后，输入用户确定正确的工况氧量值，按下“确定”键确认。
注意：当您仅对其中任意一点进行校准时，其余两点保留上一次的校准值不变。当您仅对其中的任意两点进行校准时，转换器将自动在这两点上生成运算斜率，其余一点的上一次校准值则会产生微小偏差。建议您在进行两点校准操作时尽量使用与您的工况相近的标准气氛进行“氧含量用户工况点校准”（3—3）标定。标定完成后一定要按“返回键”返回到运行状态。
错误代码集
ＥＥ０１传感器电炉丝短路
《
ＥＥ０２传感器电炉丝断路
ＥＥ０３传感器不匹配（非原厂）
Ｅ０００校准菜单密码输入错误
Ｅ１０１温度零点校准输入信号错误或未接信号
Ｅ１０２温度量程校准输入信号错误或未接信号
Ｅ２０１氧电势零点校准输入信号错误或未接信号
Ｅ２０２氧电势量程校准输入信号错误或未接信号