氧化锆传感器的安装与标定
- 格式:doc
- 大小:41.00 KB
- 文档页数:3
氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器,其核心的氧化锆管安置在一个微型电炉内,位于整个探头的顶端,其结构原理图如下图所示。
氧化锆管是由氧化锆材料掺以必然量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳固的氧化锆陶瓷烧结体。
由于它的立方晶格中含有氧离子空穴,因此在高温下它是良好的氧离子导体。
因其这一特性,在必然高温下,当锆管两边的氧含量不同时,它即是一个典型的氧浓差电池,在此电池中,空气是参比气,它与烟气别离位于内外电极。
在实际的氧探头中,空气流经外电极,烟气流经内电极,当烟气氧含量P小于空气氧含量P0(%O2)时,空气中的氧分子从外电极上夺取4个电子形成2个氧离子,发生如下电极反映:O(P0)+4e-→2O-2氧离子在氧化锆管中迅速迁移到烟气边,在内电极上发生相反的电极反映:2O-2 →O(P0)+4e-由于氧浓差致使氧离子从空气边迁移到烟气边,因此产生的电势又致使氧离子从烟气边反向迁移到空气边,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,该电势信号符合"能斯特"方程:E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)式中R、F别离是气体常数和法拉第常数,T是锆管绝对温度(K), P0是空气氧含量(%O2), P 是烟气含量。
由(1)式可见,在必然的高温条件下(一般)600℃),必然的烟气氧含量便会有一对应的电势输出,在理想状态下,其电势值在高温区域内对应氧含量见下表。
附表被测气体温度、氧浓差电势与氧浓度对照表注:参比气为大气,在理想状况下(本底为零时),热电偶为K分度号。
0 0 0 0 0 0 0 0 0在理想状态下,当被测烟气与参比气浓度一样时,其输出电势E值为0 mV, 但在实际应用中,锆管实际条件和现场情形均不是理想状态。
故事实上的锆管是偏离此值的。
实际上,必然氧含量锆管输出的电势为理论值和本底电势的和,咱们称为无浓差条件下锆管输出的电势值为本底电势或称为零位电势,此值的大小又在不同温度下呈不同的值,而且随锆管利用期延长而转变。
氧化锆氧传感器原理及应用摘要:氧探头是利用氧化锆陶瓷敏感元件来测量各类应用环境下的氧含量的,通过它以求实现工业加热炉燃烧过程自动控制,以及热处理可控气氛炉对零件的质量控制。
关键词:氧化锆氧传感器,氧传感器,测氧原理,传感器一、序言人们早就知道,某些固体氧化物、卤化物、硫化物等具有离子导电性能,其中最著名的是1989年Nernst发现的稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。
在此后的一段时期内,尽管人们对这种具有离子导电性能的物质——固体电解质进行了种种研究,但始终进展不大。
直到1957年,K.kiukkala和C.Wagner首次用固体电解质组装原电池并从理论上阐明其原理以后,这方面的研究和应用才得以迅速发展。
在所有固体电解质,氧化锆是目前研究和开发应用得最普遍的一种。
它不仅用来作高温化学平衡,热力学和动力学研究,而且已在高温技术,特别是高温测试技术上得到广泛应用。
氧探头这种以氧化锆固体电解质为敏感元件,用以测定氧浓度的装置就是一个典型的例子。
1961年,J.Weissbart和R.Ruka研制成功的第一个氧化锆浓差电池测氧仪。
七十年代初出现商业用氧化锆氧探头以后,引起科学界和工业界的普遍重视,特别是西德、日本、美国等国都进行了深入的研究和产品开发工作。
到七十年代中期,氧探头的理论和实践已趋成熟,开发出了多种结构形式的氧探头。
由于氧探头与现有测氧仪表(如磁氧分析器、电化学式氧量计、气象色谱仪等)相比,具有结构简单,响应时间短(0.1-0.2秒),测量范围宽(从ppm到百分含量),使用温度高(600~1200℃),运行可靠,安装方便,维护量小等优点,因此在冶金、化工、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门得到广泛的应用。
二、氧传感器测氧原理氧探头是利用氧化锆陶瓷敏感元件来测量各类应用环境下的氧含量的,通过它以求实现工业加热炉燃烧过程自动控制,以及热处理可控气氛炉对零件的质量控制。
下面介绍氧化锆陶瓷是如何来完成测氧功能的。
滁州锅炉氧化锆氧量计的标定一、氧化锆氧量计介绍氧量计是一种检测锅炉燃烧室内氧气浓度的设备,主要用于锅炉控制中监测燃烧过程的氧化还原状态,以确保锅炉燃烧效率优化,并降低锅炉燃烧产物中NOx等危险气体的排放。
氧化锆氧量计通过测量氧化锆电解池中电极上的电势差来计算氧气浓度,广泛应用于石油、化工、钢铁、纸浆、食品、医药等行业中,特别是在热电厂和化工厂中,氧化锆氧量计具有广泛的应用前景。
1.准备工作首先要检查氧化锆氧量计是否处于正常工作状态,以保证后面的标定过程的精确性。
然后制备标准气体,要求浓度准确、稳定,氧气浓度可从空气中获得,若需要其他浓度的标准气体,可从相关单位或公司购买或制备。
2.将氧化锆氧量计接入标定回路将滁州锅炉氧化锆氧量计接入标定回路,按照接线图连接。
根据氧量计说明书的要求,设置测量方式。
建议采用恒定电流法,电流值可根据氧量计说明书标定。
3.让系统达到恒定状态通过调整氧化锆氧量计的温度和流速等参数,达到恒定状态。
这个状态的目的是保证氧气浓度测量准确性。
4.读取氧气浓度并记录数据将标准气体引入氧化锆氧量计,调节流量至所需浓度,然后等待数分钟,直到系统达到稳定状态,再将稳定的浓度数据记录下来,重复3次后取平均数作为标定结果。
需要注意的是,在每一次测量之前必须检查氧化锆电解池膜和杂质的清洁程度。
5.根据测量结果进行校准将读取的氧气浓度和滁州锅炉氧化锆氧量计的输出电压进行比较,计算标定系数。
计算公式为:标定系数=读取氧气浓度÷ 氧化锆氧量计的输出电压。
6.检测标定结果将标定系数插入氧化锆氧量计,再次将标准气体引入氧化锆氧量计,检测输出结果是否符合实际氧气浓度。
如果误差范围在标定要求范围内,表示滁州锅炉氧化锆氧量计标定成功。
记录标定日期和标定数据,下次标定时间要考虑前一次标定的误差范围。
总体来说,滁州锅炉氧化锆氧量计的标定流程并不复杂,需要关注的是标定过程中要保持一些稳定状态,才能确保标定结果的准确完整。
氧化锆氧量分析仪校准规程氧化锆氧量分析仪校准规程1 目的为了规范氧化锆氧量分析仪的校准操作,确保分析仪运行正常,检测、分析数据准确、可靠,制定本规程。
2 范围本规程适用于氧化锆氧量分析仪的校准。
3 校准条件3.1 标气:a) 空气:氧含量,20.6%;b) 零点标气:0.5%或5%含氧量的平衡氮气。
4 校准方法4.1 校准前注意事项4.1.1 在仪器面板显示屏上有错误或警告报警信息出现时,不能实施校准工作。
4.1.2 标准气体容器到标定管进气口之间应使用尽量短的连接管线。
4.1.3 仪器处于稳定工作状态。
4.2 空气校准:4.2.1按“菜单键”显示器提示输入用户密码,输入密码进入用户模式,显示第一个项目:空气校准。
4.2.2 在分析仪传感器两侧都为空气的状态下(或在线工作状态时,将分析仪的标准气入口的密封螺钉拧下,用泵送入空气时,流量控制在500~600ml/min范围内,先调好流量,再把空气管路接入检测器的标准气入口),按“确认键”进入,显示的测量值开始闪动。
如测量值与标准值20.6相差在2%以内,可不必调整,连续按两次“确认键”即可;如误差超出2%,按“↑”或“↓”键调整测量值到20.6,连续按两次“确认键”保存校准结果。
4.3标气校准:4.3.1 把标准气流量调整到500~600ml/min范围内,将分析仪的标准气入口的密封螺钉拧下,将标气管路接入分析仪标准气入口,通入标气,按“确认键”进入,输入所用标气的标称值,连续按两次“确认键”保存校准结果。
注:前两项校准完成后,应立即把标准气入口的螺钉拧紧,保持密封良好。
4.4.校准完成后,会自动返回主菜单。
5 校准结果及周期5.1 经校准修复零点和量程迁移,并作好原始记录。
5.2 该仪器校准周期为3个月。
6 本规程执行以下记录JLJL1224氧化锆氧量分析仪校准记录JLJL1224氧化锆氧量分析仪校准记录校准人:复核人:。
锅炉烟道中氧化锆探头装置的安装位置如何选择
从锅炉烟道中抽取烟气样品要具有代表性,即氧化锆探头装置的安装位置选择是保证分析结果准确性的关键。
600MW超临界直流炉,锅炉系统烟气的流向主要从炉膛经过过热器、省煤器、空气预热器,经由电除尘处理后,最终由引风机送往烟囱排放大气。
如果测点过于靠近炉膛烟气的出口,由于温度过高,流速过快,此时的烟气势必会严重冲刷腐蚀探头不锈钢外壳,严重缩短使用寿命;当然,如果测点过于置后,由于风烟系统中存在漏气因素,探头的检测数据会偏高,不能如实反映炉膛中烟气真实含氧量。
综合以上因素,为了提升检测效率和准确度,我们将测点放在省煤器出口A 侧、B 侧及空预器出口,主要原因是此处距离炉内燃烧区的时滞较短。
氧化锆探头(传感器)的安装。
探头的参比气是靠空气自然对流提供的,因此需要水平安装。
同时必须保证探头端距离锅炉内壁150mm 以上,同时使过滤器的多孔陶瓷暴露部分背对烟气流向,以此来避免气体冲刷。
为防止探头受热不均爆裂,将探头推入烟道时,应当分阶段推入,一般为10~20cm/min。
图1为氧探头测氧原理示意图。
在氧化锆电解质(ZrO2管)的两侧面分别烧结上多孔铂(Pt)电极,在一定温度下,当电解质两侧氧浓度不同时,高浓度侧(空气)的氧分子被吸附在铂电极上与电子(4e)结合形成氧离子O2-,使该电极带正电,O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧的Pt电极上放出电子,转化成氧分子,使该电极带负电。
两个电极的反应式分别为:参比侧:O2+4e——2O2- 测量侧:2O2--4e——O2这样在两个电极间便产生了一定的电动势,氧化锆电解质、Pt电极及两侧不同氧浓度的气体组成氧探头即所谓氧化锆浓差电池。
两级之间的电动势E由能斯特公式求得:可E= (1)式中,EmV―浓差电池输出,n 4―电子转移数,在此为R理想气体常数,8.314 W·S/mol —T (K)F96500 C;PP1——待测气体氧浓度百分数0——参比气体氧浓度百分数—法拉第常数,—绝对温度该分式是氧探头测氧的基础,当氧化锆管处的温度被加热到600℃~1400℃时,高浓度侧气体用已知氧浓度的气体作为参比气,如用空气,则P,将此值及公式中的常数项合并,又实际氧化锆电池存在温差电势、接触电势、参比电势、极化电势,从而产生本地电势CmV)实际计算公式为:(0 =20.6%EmV)=0.0496Tln(0.2095/P1)±CmV)((C本地电势(新镐头通常为±1mV) =可见,如能测出氧探头的输出电动势E和被测气体的绝对温度T,即可算出被测气体的氧分压(浓度)P1 ,这就是氧化锆氧探头的基本检测原理。
三、氧化锆氧探头的结构类型及工作原理按检测方式的不同,氧化锆氧探头分为两大类:采样检测式氧探头及直插式氧探头。
1、采样检测式氧探头采样检测方式是通过导引管,将被测气体导入氧化锆检测室,再通过加热元件把氧化锆加热到工作温度(750℃以上)。
氧化锆一般采用管状,电极采用多孔铂电极(如图2)。
其优点是不受检测气体温度的影响,通过采用不同的导流管可以检测各种温度气体中的氧含量,这种灵活性被运用在许多工业在线检测上。
Copyright 2005Release A07/01/2005 GOLD PROBE氧探头安装手册INSTRUCTION MANUALM4501SSi SUPER SYSTEMS INC.(china)上海市长宁区仙霞路335号1#308室GOLD PROBE MANUAL目录介绍 (1)规格 (1)特性 (2)基本工作原理 (3)安装 (4)维护 (5)故障排除 (7)控制系统 (8)质保 (10)GOLD PROBE MANUAL1介绍感谢您在控制系统中选择SSi 的Gold Probe™。
Gold Probe™代表着碳传感器技术的最新水平,适合于在碳控系统中的碳势控制以及气体发生器的露点控制。
Gold Probe™有着独特的电气学测量结构,是一群有着将近20年气氛控制经验的应用工程师设计制造的经验和技术的结晶。
SSi 的工程师团队长期以来一直认识到传感器是气氛控制系统中最关键的部分,但是同时在传统意义上讲,也是控制系统中最薄弱的环节。
现在Gold Probe™将给你的整个控制系统带来了可靠,高度可重复性以及准确性的保障。
规格♦ 有效l%C 范围- .01 to 1.6%♦ 工作温度- 1200°F ~ 2000°F (649°C ~1093°C)♦ 稳定性- +/- 1 mVDC 以内♦ 电阻-小于 10 kohms @ 1700°F (927°C)♦ 有效输出- 0 to 1250 mVDC♦ 长度- 21 1/2", 25 3/4", 35" (546mm, 654mm, 889mm)♦ 重量- 3.7, 4.0, 5.8 lbs♦ 插入- 14.3", 18.6”, 20”or 27.8" (363mm, 472mm, 508mm,or 706mm)♦ 安装 1" (25.4mm) NPT♦ 套管直径.- 0.84" (1/2" pipe) (21mm, 13mm pipe)GOLD PROBE MANUAL2特性典型的氧化锆探头是由一个头部带有传感器的一端密闭的管型结构构成,可以整根管子都是氧化锆材质,也可以只是顶部为氧化锆,Fig.1 显示的G old Probe™的结构示意图,为了直观起见,省略了一些细节。
马拉松氧探头操作手册MS1操作手册一、介绍:氧化锆传感元件提供了一种唯一的测量热元件体O2的方法。
安装在一个探头上可以测量很低的O2浓度或是很大围的氧浓度。
这个探头允许一种就地测量,测量的方式用以热环境。
二、技术说明碳测量是一种氧化锆的特别产品,设计用于在严酷的环境下操作,这种环境非常容易导致传感器过早的失效。
氮化锆传感物质是一个插头,它和一些低熔点物质一起被密封在一个铝管。
传感面的电接触是通过维持外壳空腔底部的压力来实现的。
所以外壳是负极,而且是不能改变的。
任何改变外鞘的行为都会使外鞘探头破坏掉并导致保质期无效。
同时还提供周期性的燃碳装置,这是为了预防残碳的累计。
请看第5部分第6页。
三、操作原则外部电极暴露的气体,如果探头温度在推荐的围,那么两极间会产生势差,依照两极间氧分压不同,根据公式:E=2.303(RT/4F)log10(P1/P2)(V)R—气体常数 1.987 cal/ C moll P1,P2—氧的分压(两极上)T—绝对温度F—法拉第常数(23.060 al/V equiv.)如果在一端的氧的分压已知那么通过势差就可以测出另外一端的氧的分压。
如果假设在炉气氛中平衡状态占优势,那么有关碳传感的反应可以表现为:CO<<="" p="">同时响应的反应表现为:K=P O2*(Ac)/P co K—平衡温度常数P O2,P co分压,Ac为碳的活度——与温度、势能相关联的热动力的数值。
如果用碳传感器O2的输出来替换,我们可以建立关于传感输出和碳活度的关系:E=0.0992T R[log10(0.4577Ac/K/Pco)]MV最终的等于:E=0.0551T R[A-logPco+log10f(C%,T R)]+BA、B—常数TR—绝对温度()华氏度数表示的绝对温标)f—碳活度,作为碳势和温度常数四、操作围电池阻即电极间的电解质阻抗会随温度上升而呈指数下降,所以我们推荐电导率的降低,会使电势测量值使用温在1300 F以上。
目录1 概述12 仪器测量原理13 仪器主要技术参数24 仪器简介34.1 仪器组成34.2 各局部简介34.2.1 探头简介34.2.2 变送器简介44.2.2.1 根本构造44.2.2.2 根本操作44.2.2.3 根本设置55 仪器检验56 仪器安装66.1 安装前的准备66.1.1 探头安装位置的选择66.1.2 炉体法兰的焊接76.1.3 现场布线76.2 安装76.2.1 变送器的安装76.2.2 探头的安装76.3 现场连线87 仪器校准87.1 校准前的准备87.2 校准方法88 仪器日常维护与常见故障排除错误!未定义书签。
8.1 仪器日常维护98.2 常见故障的分析与排除101 概述氧化锆氧分析仪主要用于测定锅炉烟气中的氧分压即氧气的体积百分数含量〔简称氧含量或氧量〕,对于保障锅炉运行平安、提高燃料燃烧效率及减少环境污染将起到重要作用。
其应用场所主要有:●火电厂锅炉;●炼油厂加热炉和输油管道加热炉;●冶炼厂加热炉和均热炉;●化工、轻纺、食品加工、制药、水泥和采暖等企业的工业锅炉。
燃料燃烧效率与空气过剩系数密切相关。
在燃烧过程中,当空气过剩系数太小即氧量缺乏时,由于燃料未充分燃烧而导致热效率降低,且排出的未完全燃烧气体也将对导致环境污染;而当空气过剩系数太大即氧量过多时,虽然能使燃料充分燃烧,但过剩空气带走的热量多,也导致热效率降低,同时过量氧气使烟气中硫化物和氮氧化物含量增大,同样导致环境污染。
因此,通过安装氧化锆氧分析仪,在线实时监测烟气中的氧含量,调节空气和燃料的最正确配比,实现优化燃烧,在节能减排与平安环保等方面具有重要意义。
中国原子能科学研究院始建于1950年,是中国核科学技术的发祥地,是以核科学为主、多学科并存的综合性大型科研基地,是我国"两弹一艇〞事业的摇篮。
氧化锆开发研究室是院下属的集科研、产品开发和市场营销为一体的综合性实体,从事氧化锆测氧技术的研究已30余年,编写了国内本行业第一本专著:"氧离子固体电解质浓差电池与测氧技术"。
MS1操作手册一、介绍:氧化锆传感元件提供了一种唯一的测量热元件体O2的方法。
安装在一个探头上可以测量很低的O2浓度或是很大范围的氧浓度。
这个探头允许一种就地测量,测量的方式用以热环境。
二、技术说明碳测量是一种氧化锆的特别产品,设计用于在严酷的环境下操作,这种环境非常容易导致传感器过早的失效。
氮化锆传感物质是一个插头,它和一些低熔点物质一起被密封在一个铝管内。
传感面的电接触是通过维持外壳空腔底部的压力来实现的。
所以外壳是负极,而且是不能改变的。
任何改变外鞘的行为都会使外鞘探头破坏掉并导致保质期无效。
同时还提供周期性的燃碳装置,这是为了预防残碳的累计。
请看第5部分第6页。
三、操作原则外部电极暴露的气体内,如果探头温度在推荐的范围内,那么两极间会产生势差,依照两极间氧分压不同,根据公式:E=2.303(RT/4F)log10(P1/P2)(V)R—气体常数 1.987 cal/ C moll P1,P2—氧的分压(两极上)T—绝对温度F—法拉第常数(23.060 al/V equiv.)如果在一端的氧的分压已知那么通过势差就可以测出另外一端的氧的分压。
如果假设在炉内气氛中平衡状态占优势,那么有关碳传感的反应可以表现为:CO<<C+1/2O2同时响应的反应表现为:K=P O2*(Ac)/P co K—平衡温度常数P O2,P co分压,Ac为碳的活度——与温度、势能相关联的热动力的数值。
如果用碳传感器O2的输出来替换,我们可以建立关于传感输出和碳活度的关系:E=0.0992T R[log10(0.4577Ac/K/Pco)]MV最终的等于:E=0.0551T R[A-logPco+log10f(C%,T R)]+BA、B—常数TR—绝对温度()华氏度数表示的绝对温标)f—碳活度,作为碳势和温度常数四、操作范围电池内阻即电极间的电解质阻抗会随温度上升而呈指数下降,所以我们推荐电导率的降低,会使电势测量值使用温在1300 F以上。
氧化锆氧量分析仪安装维护注意事项1、合理选择安装位置(1)最好保证测点烟温在400~500℃之间,烟道的负压小于1000Pa,测点处应燃烧完全,烟气流动平稳无剧烈振动和敲打源。
(2)在环境较好的地方安装氧化锆氧量分析仪的控制器。
(3)为防止烟气对流和冷凝水进入锆头,探头应稍向下倾斜。
(4)测点位置应避开人孔门等位置,应在锅炉密封性好、不漏风的部位。
2、探头安装时应该注意的问题(1)氧化锆探头一般为法兰安装方式,烟道法兰与探头法兰之间必须使用石棉密封垫,探头安装螺栓必须拧紧。
(2)探头头部切忌敲击、碰撞,以免陶瓷部件损坏。
(3)探头插入热的烟道时,不能太快,一般以每分钟插入10cm为宜。
(4)必须拧紧探头的标准气体入口螺帽。
3、保持锆头温度恒定只有当温度恒定时,输出电势仅与被测气体的氧分压有关。
温度过低或者多高,都会对最终的结果造成不利影响,所以,保持锆头温度恒定十分重要。
4、运行人员应及时调整风量和燃料量有时氧化锆氧量分析仪氧量指示偏差较大,并不一定是氧量分析仪出了故障,而是由于燃烧工况发生变化后运行人员未能及时进行调整所致,此时只需及时调整风量和燃料量就可恢复正常。
5、加强日常维护和管理新投运的氧化锆氧量分析仪至少每两周标定1次,定时清理。
标准气管应畅通,探头每季度在线标定一次,发现问题及时处理。
锅炉停用较长时间应切断加热炉电源,以延长其寿命;点火前1~2天,先接通电源,以避免氧化锆管的骤冷或骤热而造成断裂。
为防止探头损坏,锅炉检修时应将探头从烟道中抽出,清除积灰,保管好。
要加强日常的技术管理,对氧化锆氧量分析仪的更换、故障原因、处理结果等应作详细记录。
氧化锆氧量分析仪使用前的校准和检查在进行使用前应该对氧量分析仪进行校准,使用20.9%含氧量的高值校准气体对氧量分析仪的量程进行校准,使用2.09%的校准气体对氧量分析仪的零位进行校准,分析仪的校准分为自动校准和手动校准两种,当使用自动校准方式时可以按照系统的提示输入量程校准气体和零位校准气体,之后系统就会进行自动比对。
应该注意的是在仪器校准后传感器有十五分钟的恢复时间。
另外氧化锆氧量分析仪在安装前应该进行检查,保证:a.仪器外观完好无损;b.接通电源后按下自检按钮,可以输出一定的电流并且可以显示一定的含氧值;c.将二次仪表与氧探头接好,通电按下加热建,如果温控系统正常那么半小时内恒温780度可以显示加热炉的温度;
d.通入标准气体,标准气体的流量应该控制在每分钟300-500ml之间。
前言氧化锆氧分析仪适用于工业炉窑烟气中氧量的连续监测,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。
我公司生产的CY系列氧化锆氧分析仪检测器,采用获得国家发明专利的新技术(专利号 87104586),在提高探头寿命方面有显著作用,探头寿命最高可达2-3年,维护量甚微,该仪器自86年面世以来,已在全国大多数省市、自治区的大中企业中运行,应用的行业有冶金、化工、电力、建材、轻工、城市小区供热锅炉、环保监测车等。
并在替代进口产品方面取得显著成绩。
该仪表转换器采用了16位的Intel80C196单片微处理器,具有运算速度快,数据处理能力强的特点,配合小信号处理的隔离放大电路,电源监控及数据保护电路等方法使产品测量精度高,抗干扰能力强,有效的保证了仪表在严酷的工业环境下长期稳定可靠运行。
一、氧化锆测氧工作原理仪器所使用的氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质,是在纯氧化锆中掺入氧化钇或氧化钙,在高温下烧结成的稳定氧化锆。
在600℃以上高温条件下,它是氧离子的良好导体,一般做成管状。
见图1、图2图1 浓差电池图2 氧化锆测温原理图如果在氧化锆管内外两侧涂制铂电极,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即空气中一个氧分子夺取电极上四个电子而变成两个氧离子。
氧离子在氧浓差电势的驱动下,通过氧化锆管迁移到低氧侧电极上,留给该电极四个电子而复原为氧分子,电池处于平衡状态时,两电极间电势值E恒定不变。
氧电势值E符合能斯特方程:E=RT4FLnP AP X式中:R-气体常数T-锆管的绝对温度F-法拉第常数PX-被测气体氧浓度百分数PA-参比气氧浓度百分数,一般为20.6%。
Ronyin1000型氧化锆氧分析仪安装使用说明书目录1 测量原理 ------------------------------------------------42 系统组成 ------------------------------------------------4 2.1 传感器 --------------------------------------------------4 2.2 氧分析仪 ------------------------------------------------5 2.3 仪器面板、拨码开关及主板发光二极管功能-------------------6 2.3.1 仪器面板 ------------------------------------------------6 2.3.2 拨码开关 ------------------------------------------------7 2.3.3 主板发光二极管 ------------------------------------------93 传感器和氧分析仪的安装 ----------------------------------94 氧分析仪工作状态 ---------------------------------------12 4.1 实时测量显示状态 ---------------------------------------12 4.2 显示系统工作参数状态 -----------------------------------13 4.3 编程状态 -----------------------------------------------144.4 服务状态 -----------------------------------------------165 系统校准 -----------------------------------------------16 5.1 两点校准 -----------------------------------------------17 5.1.1 标准方法 -----------------------------------------------17 5.1.2 简便方法 -----------------------------------------------18 5.1.3 标准气体 -----------------------------------------------18 5.2 单点校准 -----------------------------------------------19 5.2.1 标准方法 -----------------------------------------------195.2.2 简便方法 -----------------------------------------------216 常规检查和维护 -----------------------------------------217 故障诊断与排除 -----------------------------------------218 氧化锆氧分析仪技术数据 ---------------------------------25 8.1 氧分析仪 -----------------------------------------------258.2 传感器 -------------------------------------------------259 1230/1000氧化锆氧分析仪故障检查表-----------------------26附录1 实验室检验校准步骤--------------------------------------30 附录2 氧化锆探头搬运储存安装注意事项--------------------------30 附录3 1000型氧分析仪安装尺寸图--------------------------------31 附录4 1231氧化锆探头炉墙法兰套管尺寸图------------------------32 附录5 1230/1000氧化锆氧分析仪接线图---------------------------33 附录6 1230/1000氧化锆氧分析仪系统组成示意图-------------------34注意:1)仪器和探头带电时,除面板操作外,不得进行其他任何操作,以免触电危及生命!2)探头内锆管是易脆品,务必轻拿轻放,不得与包括地面在内的任何物体碰撞,以免锆管断裂、破碎!3)仪器的软件和本说明书受中华人民共和国著作权法保护,未经著作权人同意,任何人不得影印、复制、摘录、修改、传播其中内容,否则将承担相应的法律责任!1测量原理1000型氧化锆氧分析仪,主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度,同样也适用于非燃烧气体氧浓度测量。
氧化锆传感器的安装与标定
1.氧化锆传感器的安装须知
1)传感器内部为陶瓷元件,容易断裂造成损坏。
因此传感器须轻拿轻放,不能碰撞。
2)为有利于传感器的使用寿命,安装地点应选择被测气体温度接近传感器工作温度、无振动且方便维修的位置。
安装时传感器须慢慢的插入,一般先将传感器的1/3插至烟道里,10分钟后再插入1/3,再过10分钟后将传感器全部插入。
4)传感器上的法兰螺栓在安装时要均匀地拧紧。
防止空气通过密封垫子漏入,造成测量时的误差。
2.氧化锆安装的相关知识
探头安装位置的选择,通常应选择在具备下列条件的地方:
a、具有一定代表性的平均气样;
b、安装点附近的炉墙必须无漏风;
c、锅炉内无吹灰设备;
d、被测气体(烟气)的压力变化不大;
e、机械振动小;
f、安装点处要有拆装传感器的空间位置;
g、环境温度不超过探头接线盒允许温度,易于维修的地方。
事实证明,烟气流场的变化对气体在探头内扩散的影响很大而且不确定,影响测量结果。
3.关于氧化锆探头标准气标定的操作!
在标定氧化锆探头,从标准气钢瓶通入标准气到氧化锆探头的时候,要注意流量太大会冲爆锆管,我们特地做了一个相关的装置,用来做标准气的压力和流量控制!
Ø入口压力:15Mpa
Ø稳压输出:0.15Mpa
Ø流量:40ml/分-400ml/分
Ø外壳经过防腐处理 - N1 b-
Ø使用范围:用于氧化锆传感器的在线调试
Ø优点:可控制调试时入口标准气的流量,避免因标准气流量过大,造成氧化锆管的损坏。
JYQ-300专用减压器使用说明
JYQ-300专用减压器示意图
3.1 图解说明
①为标准气钢瓶接口
②为标准气钢瓶压力指示
③为专用稳压器(压力稳定在0.2MPa);
④为流量计调节阀
⑤为气体流量指示(一般控制在250ml-300ml)
⑥为标准气气体流量出口
3.2 使用说明
1)将标准气钢瓶接入①(标准气钢瓶接口),然后将④(流量计调节阀)顺时针关闭,打开标准气钢瓶阀门。
2)逆时针缓缓打开④(流量计调节阀),使⑤ (气体流量指示)为250ml
3)将⑥(标准气气体流量出口)用皮管接入氧化锆传感器的“标准气入口”,切记在流量没有调整好之前,千万不要将皮管接入氧化锆传感器。
(以防止因为流量过大,导致核心原件氧化锆管断裂,造成不必要的损失)。
4.氧化锆探头的标定程序及注意事项
1)切记应将标准气流量计流量调至200ml/分-300ml/分。
流量不能大,否则会造成校对时的误差并对传感器造成损坏。
2)快速拧开传感器校对堵头,将标准气插上五分钟后,待数据稳定时,即校对完成。
3)去除标准气皮管,快速将堵头拧上(堵头拧下后,不能长时间放在空气中,因为空气温度低,传感器是在高温下工作,会吸入大量的空气,造成温差太大,传感器断裂)空气对流的方式只是简单比对热电偶准确度的一种方法。
具体的修正一般通过标准气体标定进行,方法是将计量核定确认的标准气体通过标气口通入探头,测量此时输出氧电势及仪表显示氧浓度,仪表显示氧浓度应该与标准气体浓度相同,存在偏差则修正仪表线性参数;标准计量要求最少使用三种不同标准气体标定系统,这样经过三次标定重复修正好系统线性,保证系统正常工作。