氧化锆法氧气分析仪测量方法

目录一、技术指标二、仪器的安装三、仪器的使用四、仪器电路的调试五、故障及处理方法六、仪器的日常维护七、仪器成套性ZO-3000型（LCD）氧化锆氧量分析仪ZO-3000型（LCD）氧化锆氧量分析仪由以微处理机为核心的智能化信号转换器和氧化锆检测器组成。

用于在线测量被测气中的氧浓度，输出线性模拟量信号，使用方便、可靠、维护简单。

该仪器适用于如下领域：⑪空分制氮、化工流程氧含量自动分析；⑫磁性材料等高温烧结炉的保护性气体中氧含量分析；⑬电子行业保护性气体中氧含量分析；⑭玻璃、建材行业氧含量分析。

1 技术指标1.1测量范围：0.1ppm～100%O2（LCD液晶显示）1.2基本误差：P＜100ppm，±3%FSP≥100ppm，±2%FS1.3重复性: P＜100ppm，±1.5%FSP≥100ppm，±1%FS1.4零点漂移和量程漂移：≯基本误差1.5滞后时间：T90≤30秒1.6输出信号：4～20mA（负载电阻≤750Ω)，与输出信号对应的测量范围为：0.1～100ppm、1～1000ppm、0.1～25%标准RS-232接口1.7温控精度：700℃±2℃1.8升温时间：～30min1.9测量值报警上、下限设定：上、下限设置值可在与输出信号相对应的测量范围内任意设定，报警接点容量为交流220伏，1安1.10功耗：≤50W1ZO-3000型氧化锆氧量分析仪1.11外形尺寸、开孔尺寸外形尺寸（台式）：205×120×325mm(宽×高×深)外形尺寸（盘式）：144×144×380mm(宽×高×深)开孔尺寸（盘式）138+1×138+1mm２仪器的安装仪器开箱后，请按装箱单逐一核对备件、说明书、合格证等是否齐全，并检查仪器在运输过程中有无明显损坏，否则请及时与本公司联系。

氧化锆氧量分析仪OCMHKS4000/5000E系列使用维护手册Version 4.09.01深圳市朗弘科技有限公司Shenzhen Lonhot Science & Technology Co.,ltd目录1系统概述 (3)1.1测量原理 (3)1.2氧量分析系统的结构 (3)2 系统各组件说明 (5)2.1测量探头的设计和功能 (5)2.2专用电缆 (5)2.3专用气缆(配合标定装置选项) (6)2.4电子变送器的设计 (6)2.5自动标定装置TOA2（选项） (6)3 氧量分析系统的安装 (7)3.1氧量探头的安装位置 (7)3.2氧气探头的安装 (7)3.3电子变送器的安装 (12)3.4自动标定装置的安装 (14)4 OCM-4电子变送器的说明 (16)4.1概述 (16)4.2设备运行 (16)4.3校准 (20)5 OCM5000E电子变送器的说明 (22)5.1概述 (22)5.2设备运行 (23)5.3仪表校准 (25)6 故障和报警 (27)7 技术指标 (28)7.1智能电子变送器特性 (28)7.2探头特性 (28)8 故障寻找和排除 (29)8.1虽然工作表明O2较高，但它的显示值却为0%， (29)8.2本机显示正常，而输出不正常 (30)8.3测量值不稳定，变化很大 (30)8.4显示始终为测量量限的终值，或比估计的值要高 (30)9 维修 (31)9.1保险丝的更换 (31)9.2过滤器的更换 (31)9.3探头内芯的拆装 (32)9.4氧化锆测量电池的更换 (32)9.5探头内芯零件的更换 (33)附录一：氧量分析仪选型样本 (35)附录二：主要配件清单 (38)致用户的信亲爱的用户：非常感谢您选用我公司（LONHOT)采用进口组件成套制造的OCMHKS4000/5000E系列直插式烟气氧含量测量仪。

近年来，我们的OCMHKS4000/5000E系列氧量分析仪已经在国内电力、石化、冶金等行业，超过1000个用户得到应用。

1 概述TCZ-1型氧化锆烟气氧分析仪，是我厂设计人员汲取国外同类产品之精华，集近二十年现场实践之经验，精心设计的新一代标志性氧化锆氧分析仪。

仪器在使用方便性、可靠性、稳定性等方面将给您全新的感受。

为国产分析仪表树立了良好的新形象。

2 用途及适用范围使用TCZ-1系列氧化锆氧分析仪对烟气中残氧含量进行测量，从而将各种燃烧设备的燃烧状态控制在最佳状态，能有效地节约各种燃料(如：原煤、石油、天燃气、煤气等)，控制设备平稳、经济运行，延长设备使用寿命；同时还可降低排烟“黑度”减少排烟粉尘和 SO x等有害气体。

达到既节能降耗，又减少了有害物质的排放，起到保护环境等多种成效。

TCZ-1系列氧化锆烟气氧分析仪，可广泛用于石油开采、石油化工、管道输油、金属冶炼、火力发电、陶瓷、水泥等各个行业以及城市集中供暖等各种锅炉、窑炉设备中。

3 特点TCZ-1系列氧化锆烟气氧分析仪由转换器（电路部分）和检测器（俗称探头）两大部分组成。

其外形见图3.1图3.1 TCZ-1系列氧化锆烟气氧分析仪转换器其显著特点是：电路先进、新颖、结构合理，探头寿命长(保证一年,一般一年半到三年)， 更换锆管特别方便、参比气体,被测气体自动对流置换,无须外加吹气、抽气等装置；直插式探头反应速度快、滞后小，特殊的防尘方式使防尘效果更好。

检测器外型如图3.1.1图3.1.1 TCZ-1系列氧化锆检测器外形图转换器有两组显示器，分别显示百分氧量和探头内部控温温度，具有热电偶开路保护，热电偶冷端补偿元件错接、漏接保护以及超温保护等完善的保护手段。

氧量测量电路与控温电路相互独立，互不干扰。

4-20mA标准输出与主测量电路光电隔离，可直接远传进入各种控制设备和DCS系统，而绝无“共地”烦恼。

转换器的安装形式有现场型和盘装型。

现场型备有管式安装、壁式安装、盘式安装的全套配件，安装十分方便。

盘装型转换器又有竖式、卧式、方型三种，适应各种用户的不同要求。

检测器有标准型、加长型、负压高温型和正压高温型。

目录之老阳三干创作1 概述12 仪器丈量原理23 仪器主要技术参数34 仪器简介34.1 仪器组成34.2 各部份简介44.2.1 探头简介44.2.2 变送器简介44.2.2.1 基本结构44.2.2.2 基本把持54.2.2.3 基本设置65 仪器检验66 仪器装置86.1 装置前的准备86.1.1 探头装置位置的选择86.1.2 炉体法兰的焊接96.1.3 现场布线96.2 装置106.2.1 变送器的装置106.2.2 探头的装置106.3 现场连线117 仪器校准117.1 校准前的准备117.2 校准方法118 仪器日常维护与罕见故障排除138.1 仪器日常维护138.2 罕见故障的分析与排除131 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）, 对保证锅炉运行平安、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, 由于燃料未充沛燃烧而招致热效率降低, 且排出的未完全燃烧气体也将对招致环境污染；而当空气过剩系数太年夜即氧量过多时, 虽然能使燃料充沛燃烧, 但过剩空气带走的热量多, 也招致热效率降低, 同时过量氧气使烟气中硫化物和氮氧化物含量增年夜, 同样招致环境污染.因此, 通过装置氧化锆氧分析仪, 在线实时监测烟气中的氧含量, 调节空气和燃料的最佳配比, 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年夜型科研基地, 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、产物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》.该技术曾先后屡次荣获国家发明奖及部科技功效奖.在这一系列科研功效的基础上, 胜利研制出ZO系列氧化锆氧分析仪.该产物曾在北京国际展览会上获同类产物最高质量奖, 并在全国氧化锆氧分析仪行业质量评比中荣获一等奖.2001年, 该产物通过ISO9001国际质量体系认证.尔后, 我院开发并推出了防硫型、高温型等多种型号的氧化锆氧分析仪, 以满足分歧用户的需求.2 仪器丈量原理ZO 系列氧化锆氧分析仪是利用氧浓差电池原理来测定气体①中氧含量的电化学分析仪器.在理想状态下, 当氧化锆元件到达工作温度且内外电极概况的氧含量不相等时, 便构成一个氧浓差电池, 发生电池电动势, 电池电动势与电极概况氧浓度关系符合能斯特(Nernst)方程：ln 4RT P E F P =(1)式中：E — 浓差电池电动势, mV ； R — 气体常数, J ·mol －1·K －1；F — 法拉第常数, C ·mol -1； T — 绝对温度, K ； P 0— 参比气体氧分压, %； P — 被测气体氧分压, %.由于受各种因素的影响, 实际丈量其实不是在理想状态下进行, 因此需要对（1）式进行校正, 校正后获得新的方程：0lnm P E k E P =+ （2）本设计中P 0为空气中氧含量（21.00％）, k 和E 0值均可以通过校正获得.通过测定氧化锆电池电势信号E m , 并将其输送至变送器, 变送器将根据（2）式, 计算出被测气体的氧含量P 值.3 仪器主要技术参数● 丈量范围：0～25.00Vol%O 2； ● 丈量精度：1级；● 量程选择：0～10Vol%O 2或0～20Vol%O 2； ● 工作温度①：750℃±5℃； ● 响应时间：<3秒（到达90%）；● 输出方式：DC 0～10mA 或DC 4mA ～20mA 电流线性输出； ● 探头长度②：500mm ～1200mm ； ● 变送器箱体尺寸（高×宽×深）：墙挂式（Q 型）：320mm ×240mm ×110mm ； 盘装式（P 型）：160mm ×160mm ×400mm ；80mm ×160mm ×320mm （卧式）； 160mm ×80mm ×320mm （立式）；●直插式探头装置点烟气温度：≤600℃（300-500℃最佳）； ●装置点允许最年夜压差：2KPa ；● 环境温度：变送器-5℃～55℃, 探头＜70℃； ●工作电源：AC 220V ±22V, 50Hz.① 严格地说, 氧化锆氧分析仪丈量的是惰性气体中的氧含量, 当烟气中含有可燃性气体时, 测得的氧含量值将偏小.4 仪器简介4.1 仪器组成该仪器主要由探头和变送器两年夜部份组成.探头实际上是一种装有氧化锆电池的氧传感器, 其主要作用就是输出被测氧量所对应的电势信号值.变送器主要有两年夜功能：一是稳定控制探头的工作温度；二是将从探头输入的电势信号值转换为对应的氧量值, 并将氧量值转化为对应的电流值输出.4.2 各部份简介4.2.1 探头简介探头由氧化锆元件、加热炉、K 型热电偶、过滤器、信号引线、接线盒及不锈钢壳体等组成, 其结构如图1所示：图1 探头结构示意图1.过滤器2.氧化锆元件3.加热炉4.外壳5. 信号引线① 对分歧型号探头, 其值可能略有分歧, 本文均以工作温度为750℃的ZO-12B 探头为例说明.若工作温度分歧, 将文中涉及温度750℃改为对应工作温度值即可.② 分歧型号探头长度分歧.各主要部件作用：氧化锆元件是探头的核心部件, 由其发生电势信号；加热炉将氧化锆元件加热到设定的工作温度；热电偶作为温度传感器, 用来丈量加热炉的温度；信号引线将氧化锆元件所发生的电势信号输送到变送器. 4.2.2 变送器简介 4.2.2.1 基本结构变送器主要由主电路板、把持显示面板、接线端子和机箱等组成.主电路由氧浓差电势信号放年夜器、热电偶电势信号放年夜器、电源单位、中央处置单位、温控单位、显示单位及输出单位等部份组成.图2 变送器电路原理框图从图2可见, 探头发生的氧浓差电势信号、热电偶电势信号经分别放年夜后, 由多路选择开关将其输入A/D 转换器, 经A/D 转换后由CPU 根据能斯特方程计算出氧量值, 再经D/A 转换、光电隔离及V/I 转换, 最后获得DC 0～10mA 或DC 4mA ～20mA 的电流信号输出. 4.2.2.2 基本把持变送器的基本把持都在把持显示面板上完成.变送器把持显示面板如图3所示.%O 2mV °C 氧化锆氧分析仪空气校准标气校准calZirconia Oxygen An alyzerair calib stan gas calib各部份功能：中央为LED 数码显示管(以下简称LED), 显示相关的参数值.左侧为参数显示状态指示灯, LED 显示的数值为指示灯亮者所对应的参数值.右侧分别为空气校准和标气校准电位 图3 变送器把持显示面板图器, 用来校准仪器, 以提高丈量精度①.下方为把持按钮, 由其决定LED 显示内容.具体把持：将变送器电源开关拨至“开”后, 探头加热炉开始升温, “℃”指示灯亮, LED 显示探头加热炉温度值②.当加热炉温度到达600℃时, “％O 2”指示灯亮, 变送器电路将自动运算并显示测得的氧量值.尔后, LED 显示内容由把持按钮决定.如：当按住自检时, “％O2”指示灯亮, LED 显示自检氧量值③；当按住电势时, “mV ”指示灯亮, LED 显示电池电势信号值；当按住温度时, “℃”指示灯亮, LED 显示加热炉温度值；当按下标按时, “cal ” 指示灯亮, 此时可以校准仪器；校准以后按下丈量, LED 显示被测氧量值, 仪器进入丈量状态.4.2.2.3 基本设置量程设置：变送器主电路板上设置了量程转换跳线开关.当把跳线插在左边两个并排的引脚上即靠近电路板S1位置时, 选择氧量量程为0～20%, 此时电流输出值DC 0～10mA 或DC 4mA ～20mA 都是分别与该量程对应的值；当把跳线插在右边两个并排的引脚上即远离S1位置时, 选择氧量量程为0～10%, 此时电流输出值①仪器校准的具体把持详见第7章“仪器校准”部份.② 如果装置的是新探头, 开机后可能呈现“mV ”指示灯亮、LED 显示为“HHHH ”并闪烁的现象, 这是由于新探头内保温资料含水分过多造成氧电势信号过年夜而超越量程, 一般情况下, 开机后1小时左右仪器将正常工作. ③ 自检功能是为诊断变送器运算电路是否正常而设置的, 其自检氧量值不代表探头所测氧量值.DC 0～10mA 或DC 4mA ～20mA 都是分别与该量程对应的值.初始量程设置为0～20%, 如需0～10%量程, 将跳线插在右边两个引脚上即可①.电流输出设置：变送器设有两档电流输出：DC 0～10mA 和DC 4mA ～20mA.初始电流设置为DC 4mA ～20mA 信号输出, 如用户需要DC 0～10mA 信号输出, 需在定货时注明.5 仪器检验仪器在发货前已经过严格的质量检验, 并附合格证, 但运输过程中可能因碰撞使其损坏.因此, 用户在使用仪器前, 应先进行开箱检验, 判断仪器正常后方可上炉装置.具体把持步伐如下：（1）翻开探头接线盒, 用万用表分别丈量加热炉及热电偶两真个电阻值, 判断在运输中有无造成断线或接触不良现象②.（2）判断无故障后, 用符合要求的三组导线（参考节）分别将探头“加热炉”、“热电偶”和“信号”接线端子与变送器对应接线端连接好（参考图4、图5）.（3）将外接电源接在变送器“AC220V ”端子上.（4）接通电源, 加热炉开始升温, 当到达600℃后, 仪器自动转为氧量值显示③.按住把持面板上的自检键, 若显示为“±”, 说明变送器氧量转换系统正常.(5）稳定一段时间后, 丈量探头信号线两真个电阻及电势值, 若电阻小于1K Ω、电势绝对值逐渐① 量程转换只影响对应电流输出值, 而与变送器自己的氧量值显示无关. ② 对ZO －12B 型探头, 加热炉阻值一般为150Ω±20Ω, 热电偶阻值一般为Ω±Ω.对分歧型号产物, 其值略有分歧. ③ 详见“4.2.2.2 基本把持”部份.减小且稳定后小于10mV, 标明探头完好, 可以进行现场装置.4 20mA 0 10mA 热电偶温补氧信号 加热炉220V电源接地加热炉热电偶信 号墙挂式变送器接线端子探头接线端子关～～开图4 墙挂式变送器与探头接线图加热炉热电偶信 盘装式变送器接线端子探头接线端子加热炉电源220V～～接地接地传感器信号0 10mA ～输出输出4 20mA ～热电偶号图5 盘装式变送器与探头接线图6 仪器装置6.1 装置前的准备6.1.1 探头装置位置的选择正确选择探头装置点, 对提高丈量准确性和延长探头使用寿命有着重要意义.选择装置点的原则：● 装置点的烟气温度不宜过高, 否则会缩短探头的使用寿命, 推荐装置点最● 将探头与变送器相应端连接时, 注意不要错接、虚接或正负极反接.● 请勿将外接电源接入变送器或探头的“信号”、“热电偶”或 “加热炉”接线端, 否则, 将造成仪器损坏, 损失由用户承当.佳烟气温度在300℃～500℃范围内；● 装置点应选在烟气流动性好的位置, 切忌装置在炉内侧、死角、涡流或缩口处.因为炉内侧和死角处氧量变动响应滞缓, 涡流处氧量摆荡年夜, 而缩口处冲洗年夜易灰堵；● 装置点处应有把持平台, 有利于探头的装置、校准和维护； ● 装置点负压不能过年夜, 一般应≤2KPa, 以免发生丈量偏差；● 装置点附近应绝对密封, 不应呈现漏气现象, 否则会使氧量丈量值偏高； ● 探头装置位置应符合锅炉结构特点.对电厂锅炉和工业炉来说, 推荐装置点如图6所示.旁路烟道装置图如图7所示.图6 电厂锅炉和工业炉推荐装置点 图7 旁路烟道装置图6.1.2 炉体法兰的焊接ZO 系列氧化锆氧分析仪的炉体法兰年夜小相同, 但长度分歧.炉体法兰结构示意图如图8所示.为了保证炉体法兰在焊接后有良好的密封性, 用户需自备一段长度即是炉壁厚的Ф102mm×5mm的炉墙管和一块约5mm厚的方形钢板（年夜小视现场情况而定）.在方板中心开一个图8 炉体法兰Ф90mm的圆孔, 将炉体法兰焊在该孔中, 方板再与炉墙管焊接在一起（参考图9）.炉 墙方 板炉体法兰焊接密封炉墙管图9 炉体法兰的焊接6.1.3 现场布线变送器与探头之间用3组导线连接, 分别为：●氧电势信号线：2～2, 双芯金属屏蔽电缆；●热电偶线：2～2, 双芯镍铬-镍硅赔偿导线；●加热炉线：2～2, 双芯普通电缆.6.2 装置6.2.1 变送器的装置墙挂式即（Q）型变送器是靠四个M6×20的螺栓（用户自备）装置在现场的合适位置①（图10）.盘装式即（P）型变送器有三种, 均装置在仪表盘上, 其开孔尺寸（高×宽）分别为153mm×153mm、76mm×153mm（卧式）和153mm×76mm（立式）. 6.2.2 探头的装置探头可在停炉状态下装置, 也可以在开炉状态下装置, 其安图10 墙挂式变送器装置图装示意图如图11所示.由图可见, 装置时将探头用4个螺栓固定在炉体法兰上即可, 探头法兰标准尺寸如图12所示.烟 气炉墙炉体法兰石棉垫圈螺栓流 向探头法兰图11 探头装置示意图图12 探头法兰尺寸图探头装置把持十分简单, 但要注意以下环节：●探头内的核心部件为陶瓷易碎品, 搬运时应轻拿轻放, 防止剧烈振动, 以免损坏；●若在开炉状态下装置, 应将探头在拔出炉内1/3长度时, 停留2～3① Q型变送器装置点环境温度为－5℃～55℃, 并注意防水、防尘.分钟, 再缓缓拔出, 以防骤热损坏氧化锆元件；●探头过滤器的金属面必需对着烟气流向, 以防过滤器陶瓷因受冲洗而被损坏；●两法兰之间应放置石棉垫圈, 并拧紧4个螺栓, 以防漏气.6.3 现场连线待变送器和探头分别装置完毕后, 按要求用三组导线将变送器与探头相连.7 仪器校准7.1 校准前的准备确认仪器连线准确无误后, 翻开变送器电源开关, 探头加热炉开始升温, 此时变送器LED显示其温度值①.当温度到达600℃时, 变送器自动显示氧量值.当温度到达750℃并稳定后, 仪器进入丈量状态.虽然仪器进入丈量状态, 但在运行前期丈量值可能有较年夜偏差或摆荡, 这属于正常情况.一般探头年夜约需要运行24小时后, 显示值才华趋于平稳, 虽然此时指示正常, 但丈量结果其实纷歧定十分准确, 应该进行校准工作.7.2 校准方法本仪器采纳两点校准法, 即空气校准和标气校准.第一步为空气校准, 把持步伐如下：（1）将探头“标气入口”翻开, 使空气自动进入探头；（2）待显示稳定后, 调节变送器把持显示面板上“空气校准”电位器, 使显示为“±”.第①详见“4.2.2.2 基本把持”部份.二步为标气校准, 把持步伐如下：（1）将标气校准装置按图13所示与气瓶连接好；（2）确认减压阀处于关闭状态后, 翻开气瓶阀；（3）缓缓翻开减压阀, 将标气流量调节为300ml/min～500ml/min；（4）将连接软管与探头“标气入口”相连, 将标气通入探头, 此过程应保证不漏气；（5）通气约1分钟后, 调节变送器面板上“标气校准”电位器, 将氧量显示值调为标准气体氧量值即可.连接软管减压阀 标气瓶与探头标气入口连接图13 仪器校准示意图8仪器日常维●应先进行空气校准, 再进行标气校准.●应先调好标气流量, 再将连接软管与探头“标气入口”相连, 否则可能因气体流量过年夜而招致氧化锆元件破裂.●校准过程中, 应保证不漏气, 以免影响校准的准确性.●校准完毕时, 一定要先从“标气入口”拔下连接软管, 再关闭减压阀和气瓶阀.●校准完毕后, 应拧紧“标气入口”螺帽, 否则空气进入将使氧量丈量值偏年夜.护与罕见故障排除8.1 仪器日常维护仪器日常维护应注意以下几个方面：●变送器在发货前已调试好, 用户不应调节其内部电位器, 以免影响丈量线性及精度；●探头装置24小时以后应校准, 以后可根据实际情况用标气校准；●仪器装置后, 应在开炉前送电, 停炉后不应断电.8.2罕见故障的分析与排除氧化锆氧分析仪产物故障易呈现在探头部份, 下表列举了罕见故障现象、原因及排除方法.故障现象原因分析排除方法变送器“mV”指示灯亮, LED 显示为“HHHH”并闪烁对刚装置的探头来说, 可能是因保温资料内残余水分过多,造成电势信号超量程.属于正常现象, 一般情况下开机后1小时左右仪器将正常工作.变送器与探头之间“信号”连线空接、虚接或正负极反接.将对应端子正确连接.氧化锆元件信号引线断. 更换氧化锆元件.探头内部信号引线断. 更换探头内信号引线.●探头氧化锆元件为陶瓷产物, 高温时遇水即炸裂, 使用时切忌淋水.否则, 由此造成损失将由用户承当.。

氧化锆氧分析仪连续监测炉膛烟气中的含氧量在生产过程必须检测并控制烟气中的氧含量。

氧化锆氧分析仪（氧化锆氧量计、氧量表）的主要作用就是连续监测炉膛烟气中的含氧量，将氧量值转换成4~20mA模拟信号并送至DCS参与PI控制，优化炉膛燃烧，提升燃烧效率，减少污染物排放。

1、测量原理工作温度在650℃以上时，稳定的二氧化锆陶瓷（ZrO2）呈现氧离子导电现象，根据此特性，在高温条件下，如果在二氧化锆陶瓷两侧氧分压不同时，在其内部会发生氧离子的迁移。

此时在二氧化锆两侧引出的铂电极上可以测量到稳定的毫伏级信号，即为氧电动势。

通常在氧化锆内外两侧涂上多孔性铂电极制成氧浓度差电池（以下简称电池）。

参比气体通常为无油干燥清洁的空气（含氧20.60%）。

若参比气侧与被测气体侧氧分压不同时，氧离子从高的一侧迁移到低的一侧。

电池就以对数显示被测气体中的氧浓度值。

通过实验测定，电池工作温度在700℃时，氧浓度每减少一个数量级，毫伏信号约增加约48mV。

2、系统组成氧化锆氧分析仪是由安装在烟道内的传感器（探头）、就地安装的氧分析仪、气源及它们之间的连接电缆、气管组成。

以JK型氧化锆氧分析仪引入为例，做分析解释说明。

2.1传感器传感器装置由探头、法兰、测量电池、加热器、过滤元件、参比气管接头、校验气口等组成。

由于测量电池的工作温度设定为700℃，采用一支K型热电偶测量电池的工作温度，通过分析仪内部的温控器和加热器来实现温度恒定。

2.2氧分析仪氧分析仪最主要的功能是进行氧信号处理，氧传感器输入的氧电势E 信号首先进行放大，然后将放大的电压信号经过A/D转换器转换为数字信号。

根据传感器测量电池的特性曲线，微处理器将数字信号转变为相应的氧浓度值并显示在氧分析仪显示屏上，同时将数字信号转变为线性标准模拟电流信号输出至DCS。

当然，氧分析还具备内部温控、校准、故障报警、过热保护等功能。

ZO系列氧化锆氧量分析仪的使用和调试胡国利上海存昊电子技术有限公司ZO系列恒温加热式氧化锆氧量分析仪是近年来普遍在工业炉窑中采用的热控仪表,根据我们生产销售多年的经历,了解到其在使用和调试过程中存在一些需要注意和重视的问题,特别对小型或新创办的发电企业的热工人员来讲,尤其需要对ZO系列恒温加热式氧化锆氧量分析仪的使用和调试充分了解,可以更好的发挥节能环保作用,从而保证设备安全运行。

一、ZO系列恒温加热式氧化锆氧量检测器的正确安装位置是安全运行的前提ZO系列恒温加热式氧化锆氧量检测器（锆头）的自身运行温度要求是7000C,因此,氧量检测器（锆头）不能安装在温度高于7000C的过热器前面,不允许安装在高温的炉膛里;准确的必须选择烟道内烟气温度在7000C以下的位置上（详细可见产品说明书）,因此,插入安装的选择一般有两种：第一、过热器和省煤器之间;第二、一级省煤器和二级省煤器之间。

根据浙江嘉爱斯热电有限公司使用的分析总结完全可以得出两种安装位置都能满足锅炉运行的烟气检测要求,只是在锆头自身的寿命长短不同、测量反应速度稍有不同和对烟道密闭性要求有别。

我们建议这样两种安装位置的选择。

在过热器和省煤器之间安装锆头,同样会受到现场位置空间的限制,结果往往会不得不将锆头安装在烟道弯头的节点上,由于受到不稳定烟气的流速变化造成锆头的测量工作不正常,并且很快将锆头的金属管磨损,造成了锆头的使用寿命缩短一半;曾经有两台锅炉上的两支锆头发现这样现象。

因此,对这个位置的选择要慎重,要根据烟道空腔形状大小仔细判断弯道部位的烟气运行状态方能决定。

ZO系列恒温加热式氧化锆氧量分析仪的工作性能和技术指标与普通的氧化锆探头有很大的不同,恒温加热功能克服了对烟气温度的依赖,延长了自身寿命。

我们对认识这一点是很重要的,如果依然将恒温加热式的探头按照过去一样安装在过热器前面、安装在几乎接近炉膛的位置都是不妥当的,这样会使锆头不能正常工作,甚至由于高温、高温辐射、炉温控制操作的温度骤变等损坏锆头的结构和性能,我们就目睹过这样的故障。

ZO-3000型氧化锆氧量分析仪
一、仪器使用目的
准确测量氮气中氧气含量。

二、操作步骤
1、开机
（1）仪器检查无误后，接通工作电源，打开仪器前侧开关。

（2）开机后仪器显示屏亮起，并显示仪器商标、时间和日期。

（3）10秒钟后进入程序升温状态，显示屏显示当时的温度和升温符
号
（4）经30分钟炉温达到650℃，仪器退出程序升温状态转入氧量测定状态。

2、测量
（1）将样品气接入仪器后部“进气口”；
（2）调节仪器控制面板右侧流量调节阀，按不同气体流量要求调制相应位置。

例如测量氮中含氧，就将浮子调制N2位置；
（3）数值稳定后，记录测量数据；
（4）记录完成后断开样品气。

3、关机：关闭仪器开关，断开工作电源，收拾卫生。

4、填写仪器使用记录。

三、注意事项
1、仪器要保持水平并放置平稳。

2、保持进样速率恒定。

第一部分1 工作原理氧量检测仪表是用于检测过剩空气系数的一套装置，用于测量锅炉烟道烟气含氧量。

氧化锆氧量检测是在600℃以上的恒温条件下，利用传感器两侧的氧量分压之差，即分压高的一侧氧离子通过Z r02组织向分压低的一侧运动，带电离子的运动趋势形成了浓差电势，这个电势和我们要测的气体中的氧分压有一定的函数关系。

其关系式表达如下:E=(RT÷nf)×Ln(P÷P-K)公式中: E：氧浓差电势 mV；R：气体常数8.32J/(mol.k)；T: 热力学温度 K；F: 法拉第常数9.6487*104c/mol；n: 参加反应的每一个分子输送的电子数n=4；P: 待测烟气中的氧分压Pa；P K: 空气中的氧分压P K=21227.6Pa(在标准大气压下)。

由上式可知当P K一定，氧浓差电势只取决于P的数值，就可知道被测氧浓度，也就是说保持加热温度，并且保证标准侧恒定的氧分压是保证准确测量的基本条件。

2 检修项目及质量标准2.1 仪表变送器，锆头应完整无损。

2.2 仪表应附有制造厂的说明书并附件齐全，应标明制造厂名称、仪器型号、编号及制造年、月、日；各开关、旋钮、显示器应有明确的功能标志。

2.3 整套仪器所有紧固件应无松动现象。

2.4 仪器通电、通气后，各部分都能正常工作，各调节器应能正常调节，显示器应清晰、稳定地显示测量值。

2.5 仪器电源电路及从外部可触及的其它电路与机壳之间的绝缘电阻应不小于2MΩ。

2.6 变送器的精度自检应符合制造厂要求。

2.7 二次仪表与自动平衡式显示仪的检定规程相同。

2.8 讯号电缆应浮空敷设，热偶补偿导线应屏蔽。

2.9 烟气取样系统严密无泄漏。

2.10 电路接线和回路绝缘电阻应符合设计要求。

2.11 仪表系统投入运行后用标准气样通气比较应符合标气量浓度值。

2.12 仪表用途标志清楚，检定记录字迹清楚、数据准确、项目齐全。

3 现场整套系统校验3.1 变送器与探头接线后，按下仪器面板的“炉温”键显示值应为正数，此值应由室温逐渐上升到780±10℃。

ZO-401型氧化锆氧量分析仪说明书注意：用户使用仪器前，请仔细阅读本使用说明书！1．概述ZO-401系列氧化锆分析仪是由智能化分析仪和氧化锆氧量计（简称氧探头）组成。

该仪器的工作原理是基于电化学原理，检测元件是利用氧化锆（ZrO2）制成的固体电解质，其在高温下具有传导氧离子的特性，当固体电解质两侧存在氧浓度差时，即有一与浓度成一定关系的电势产生，对此电势作补偿计算，从而可准确反映氧量。

ZO-401系列氧分析仪采用单片机作核心，对氧探头进行炉温加热控制和数据处理，通过氧探头可对诸多工业炉窑烟气中的氧含量进行快速、准确、连续地检测，减少低氧燃烧造成的污染，确保生产过程的安全和经济性。

因此，氧化锆氧分析仪可广泛用于电力、化工、冶金、石油、轻工纺织领域中的燃烧控制，也可应用于电子元件、磁性材料等高温烧结的保护性气氛中的微量含氧分析。

采用单片机组成的智能化仪表，可以对氧探头送来的氧浓度电势、K型热偶电势进行测量比较，用“能斯特”公式实时地计算出烟气中的氧含量，并且在计算中引入双参数校正法，具有氧探头本底电势补偿功能，氧电势斜率修正，弥补了氧探头的离散性缺陷，延长了氧探头的使用寿命。

ZO-401氧分析仪具有氧百分浓度、氧化锆探头电势、热偶温度显示，并有本底电势补偿值、氧电势斜率系数修正值显示、隔离的4—20mA模拟量输出，且模拟量输出对应的氧百分比浓度可由面板操作设定，其日常维护十分方便。

2．工作原理2．1 传感器（氧探头）工作原理氧化钇稳定的氧化锆材料是一种高性能的氧离子导体，氧化锆管内外侧涂以多孔铂电极，在高温（>600℃）时，当氧化锆管内外两侧分别通以不同氧浓度的气体时，就形成氧浓差电池：（PO1）▌▏ZrO2▕▌（PO2）Pt Pt阴极：O2 + 4e = 2O2-阳极：2O2- = O2 + 4ePO1和PO2分别为参比气氧分压和被测气氧分压，氧浓差电池电动势E与氧分压的关系可用能斯特（Nernst）公式表示：E = （RT/4F）ln (PO1/ PO2)式中，R：理想气体常数（8.314J/mol•k）T：浓差电池工作温度（K）F：法拉第常数（96500J/V）PO1：参比气氧分压（通常以空气作为参比气，其浓度为20.60%）PO2 : 被测气氧分压通过测量氧浓差电池电动势E、温度，就可以计算出被测气体的氧浓度。

ZO系列氧化锆氧量分析仪的使用和调试ZO系列氧化锆氧量分析仪是一种高精度的氧气测量设备，主要用于热电厂、钢铁厂、化工厂等行业氧含量分析。

本文将向您介绍ZO系列氧化锆氧量分析仪的使用和调试。

一、氧化锆氧量分析仪的组成ZO系列氧化锆氧量分析仪主要由采样器、氧化锆传感器、控制仪、等部件组成。

1.采样器：采样器主要用于采集待测气体，将气体送至氧化锆传感器进行测量。

2.氧化锆传感器：氧化锆传感器是氧量分析仪的核心组成部分，它是通过氧离子在氧化锆电介质中扩散、迁移、特定反应，产生微电流和电势信号，对氧浓度进行测量。

氧化锆传感器的特点是灵敏、可靠、准确度高、响应速度快。

3.控制仪：控制仪是氧量分析仪的主控制部分，它接收氧化锆传感器的电位信号，将测定的氧含量数字信号转换为电压输出，进行报警和控制操作，并能进行数据处理和打印。

二、氧化锆氧量分析仪的使用步骤1.检查氧化锆氧量分析仪是否有异常。

2.打开仪器电源，等待电源灯亮起后，进行系统自检。

3.按操作面板上的相应按键进行操作，进入测量模式。

4.将待测气体引入采样器中，稳定后，按下“开始”按钮开始测量。

5.待测气体经过氧化锆传感器，产生电位差信号传至控制仪，控制仪对电位信号进行处理，计算出氧浓度值。

6.测量完成后，停止测量，关闭电源。

7.将氧化锆氧量分析仪进行清洗和校准，以保证下次测量的准确性。

三、氧化锆氧量分析仪的调试方法1.调整校准气体流量：打开普通气体阀门，在采样器中引入氧量为21%的氧气，根据不同的精度要求，调整气体流量，使之稳定于设定范围内。

2.调整校准氧气浓度：将氧量为10%的氧气引入采样器中，通过调节采样器和标准气体（含氧浓度已知）之间的流量比，调整采样器采集氧气的浓度与标准气体浓度相同。

3.调整加热功率：氧化锆传感器需要加热才能正常工作，加热功率的大小直接影响传感器的响应时间和稳定性。

通过调节加热功率，使传感器的工作温度处于适当的范围内。

四、氧化锆氧量分析仪的维护保养1.每次测量后，应将氧化锆传感器进行清洗，防止污染和氧化锆的老化。

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"。

概 述ZrO 2-Ⅱ型直插式氧化锆氧量自动分析仪是在总结国内外多年研究和应用经验后，研制成功的新型氧量分析仪，适用于分析各种工业锅炉、窑炉及加热炉中烟气的含氧量。

它的主要特点是氧探头的结构设计及铂电极的化学配方、制作工艺充分考虑了被测炉气组分极端复杂这一特点，可保证氧探头在水平直插条件下应用时具有足够长的寿命。

而其信号转换部分以单片微处理器为核心，通过软件实现仪表大部分功能，硬件配置重点强化仪表的抗干扰措施。

从提高氧量测量值可靠性入手，延长氧探头的连续使用寿命，并使仪表具备与氧探头要求相适应的自诊断功能及抗干扰能力。

本仪表在改进氧化锆的配方和完善氧化锆头金属化工艺及仪表信号转换器实现智能化等方面有较大改进，具体内容如下：⑴ 改进氧化锆的配方和烧制工艺，使其具有较高的电导率和致密度。

⑵ 多孔性铂电极的化学配方及制作工艺可保证氧化锆探头在锅炉烟气氛中有足够的使用寿命。

（3）仪表具有多种线性量程选择。

（4）仪表温度控制系统所给出的升温曲线能满足氧化锆材料对升温速度的要求。

（5）仪表信号具有必要的自诊断功能。

1. 工作原理本仪器依据浓差电池原理构成，和其它电池一样，它具有两个半电池，而在两电极之间，用氧化锆作固体电介质。

在高温下，当氧化锆两侧有氧浓差时，就形成了氧浓差电池，电池电动势的大小可根据Nernst 公式计算，即：2'2"O P O P Ln nF RTE =式中： E —浓差电池输出，mV; n —电子转移数，在此为 4；R —理想气体常数，8.314 W ·S ／mol ； F —法拉第常数，96500 C ； T —绝对温度，K ； P ″O 2—高浓度侧氧分压； P ′O 2—低浓度侧氧分压。

当电池工作温度固定于700℃时，上式为：22'"lg 261.48O P O P E =由上式可知，在温度700℃时，当固体电介质一侧氧分压为空气(20.6%)时，由浓差电池输出电动势E，就可以计算出固体电介质另一侧氧分压，这就是氧化锆氧量自动分析仪的测氧原理。

天长市仪器仪表厂智能氧化锆氧量分析仪智能氧化镐氧量分析仪一、用途：ZOY系列氧化锆氧量分析仪可对锅炉、窑炉、加热炉等燃烧设备在燃烧过程所产生的烟气含量进行快速、正确的在线检测分析，以实现低氧燃烧控制，达到节能目的，减少环境污染。

ZOY系列氧化锆氧量分析仪有氧化锆头（一次仪表）和氧量变送气（二次仪表）两部分组成。

ZOY型氧化锆探头外壳采用耐高温、耐腐蚀的不锈钢材料制成。

不必外加气，参比气能自行对流。

并设有标准气接口，可在现场运行时用标准气体进行标定校验。

探头锆管能方便地拆卸更换。

ZOY型氧量变送器结构简单，安装尺寸规范，线路设计合理，工艺质量先进，仪表性能稳定可靠，调试方便。

ZOY系列氧化锆氧量分析仪由于其优越的性能、价格比数年来在国内大中型电厂得到广泛应用。

二、型号规格1、氧化锆探头的型号定义ZOY - □- □探头的长度规格分400、800、1200mm探头的加热形式4 表示加热形式，即低温式5表示不加热式，即高温式2、氧量变送器的型号定义ZOY - □- □I 表示盘装式II 表示盘装横式III 表示盘装方式IV 表示墙挂式4 表示加热式（中低温型）5 表示不加热式（高温型）三、规格尺寸1、氧量变送器尺寸盘装竖式（I）160*80*250 152*76 盘装横式（II）80*160*250或160 76*152 盘装方式（III）160*160*250或160 153*153 墙挂式（IV）325*250*110 310*128 2、氧化锆探头的外形尺寸：单位mm四、技术指标1、基本误差：<+3%F. S; 仪表精度1级2、量程: 0~25%O23、本底修正: -20ｍＶ~+20ｍＶ4、被测烟气温度: ZOY-4型低于800℃(低温型);ZOY-5型800℃~1200℃(高温型)5、输出信号:0~10ｍＡＤＣ4-20ｍＡＤＣ任意设置6、负载能力: 0~1.2KΩ(0~10mA时)或0~600Ω(4~20mA时)7、环境能力: 0~50℃,相对湿度<90%8、电源: 220V+10%,50Hz.9、功耗: 变送器约8W,加热炉平均为50W.10、响应时间:90%约3秒.11、氧化锆探头加热炉升温时间:约20分钟.五、仪表接线(1) 氧化锆探头的端子接线图(2)变送器接线变送器热电势(2、3)接到传感器热电偶变送器1、4脚接Cu50热电阻作冷电补偿变送器氧电势(5、6)接传感器氧电势变送器加热炉(10、11)接到传感器加热炉（高温型氧探头加热炉不要接）操作说明:按←键并保持2秒钟,等显示出参数代号后再放开,再按←键,仪表将显示该参数,通过、▼、▲、〈、等键可修改参数值(按键某一位小数点闪亮,即可用▼、▲键修改此位).六、参数功能Loc: 若要设置以下参数,先把Loc设置为808,设置结束后,可把Loc设置为其他值,防止误操作改变设置值dA: 等于零电流输出为0~10mA,不等于零电流输出为4~20mAdIL: 0- +20.00,线性输入零点显示值dIH: 0- +20.00,线性输入满度显示值,对应dIL~dIH.7.8脚输出电流4~20mA氧化锆氧分析仪℃温度%氧含量加热自校故障←<∨∧注: 1键为设置键. 2为光标移位键; 3键为数字减键; 4键在设置状态下为数字加键,在工作状态下为温度与氧量的切换键. 5*字为工作间.特别注意1、本仪表的4~20mA输出为模拟信号输出,在与计算机连接时,必须先检查一下计算机输入的方式是模拟信号输入还是二线制输入,如为模拟信号输入,即可以将仪表的输出与计算机的输入直接相接;如计算机为二线制输入,则仪表的输出与计算机的输入之间必须加装隔离器隔离,仪表才能正常使用,(计算机都有二线制输入,即既为信号线又为电源线.)如果误将模拟信号输入错当二线制输入接入,仪表的输出必将损坏,这一点务必注意.2、锅炉停止运行的同时,务必请将氧量分析仪的电源也同时断开,以确保氧化锆探头正常的工作寿命.3、硫化床炉在用水清洗烟道粉尘时,请不要将水洒到氧化锆探头上,氧化锆锆管遇水将要爆裂.七、关于氧化锆本底电势的检测及设定修正值的二种方法如下:1、不用标气的校验方法为: 将氧化锆检测器置于大气中,与仪表的连线都接好,给仪表通电(氧化锆检测器同时也加热工作),待仪表显示稳定的氧量值后(氧化锆检测器大约需要通电1-2小时左右后,氧量值读数才能稳定),然后将仪表显示的氧量值与大气作比较(大气的含氧量标准值应为20%-20.6%左右),仪表显示的实际氧量值高于大气标准值,高出部分的数值就叫本底电势值;这个值必须在仪表上进行修正,修正办法是:仪表在工作状态下连续按设置键,显示“SC”(本底修正符号),将本底电势值输入仪表,然后按工作键,仪表应显示大气氧量为20%-20.6%,如不显示20%-20.6%,则需反复修改“SC”直到显示20%-20.6%为止.2、标气校验: 先按上面的方法将示值修正到20%-20.6%,然后将标气接到探头的标气入口处,打开标气(流量控制在100毫升以内),示值应符合精度要求,我厂生产的氧化锆氧量分析仪为智能型线性仪表,其电势变化值与示值为表格式一一对应,出厂前都已用标气严格标定,按装时用户无须再进行从新标定,如需标定,为了确保标气的精度,请从我厂购买全套氧化锆标准的标气校验装置.3、温控值的设定: 仪表在工作状态下连续按设置键,显示“cc”温控设定符号,温控值可以任意设定,为了延长探头的使用寿命,温控值千万不能大于75０℃,出厂时都设定在700℃,即探头加热到700℃后即显示氧量值,温控值请不要随意改变, △键在设置状态时为+键;在工作状态时为当前温度值与当前氧量值的切换键.八、氧化锆探头氧量分析仪全套装置连接校验方法：1、接线：氧化锆探头及仪表安装好后，要根据探头接线盒里及仪表接线柱所示的接线符号逐一将８０Ｖ加热线，热电偶线，锆管线接好（仪表的４-２０ｍＡ模拟信号输出线，在调试时为防损坏输出元件，请暂时不要与计算机连接，调试时可串个万用表的电流档用一下，待调试完已后再与计算机连上），热电偶线，锆管线有正负号，千万不能接错；２、氧化锆氧量分析仪全套装置实际工作可为三个部分组成：第一部分为温控部分，由探头的加热炉，仪表的温控电路组成，８０Ｖ的电炉线，热电偶线接好后，如果这一部分工作正常且接线正确，显示器显示温度值应该不断升高，到控温点后即显示氧量值；如没有温度显示，用万用表量一下仪表后部接线端子一脚与四脚的补偿电阻ｃｕ５０有没有装，如没有或开路要把它装上；再脱开８０Ｖ加热线，用万用表的档检查一下电路丝的电阻值应为６２左右，然后量一下８０Ｖ电压，空载时应高于８０Ｖ值；再量一下热电偶丝应为２左右，如一切正常，则重点检查热电偶正负线可能接反了，调正好了温度值即可正常升高。

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。

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:+4e→2O2—在空气侧（参比侧）电极上：O2在低氧侧（被测侧）电极上：2O2-→O+4e2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=错误!式中:R-气体常数T—锆管的绝对温度F-法拉第常数-被测气体氧浓度百分数PXP—参比气氧浓度百分数，一般为20。

6％。

氧化锆法氧气分析仪测量方法： 氧气分析仪是使用比较多的一种分析仪器，在以后的生产工艺中一定能运用的更多。

现在氧气分析仪的应用已经十分广泛，产品种类也越来越多，发展前景很好。

氧气分析仪是怎样测量氧气含量的呢？下面我们就来介绍一种。

氧化锆法氧化锆法氧化锆法侧氧气含量。

氧化锆传感器的测量原理以及结构特点氧化锆传感器的测量原理以及结构特点氧化锆传感器的测量原理以及结构特点：：氧化锆传感器的核心构件是氧化锆固体电解质，氧化锆固体电解质是由多元氧化物组成的。

常用的这类电解质有ZrO2·Y2O3，它由二元氧化物组成，其中，ZrO2称为基体，Y2O3称为稳定剂。

ZrO2在常温下是单斜晶体，在高温下它变成立方晶体(萤石型)，但当它冷却后又变为单斜晶体，因此纯氧化锆的晶型是不稳定的。

所以当在ZrO2中掺人一定量的稳定剂Y2O3时，由于Y 置换了Zr 的位置，一方面在晶体中留下了氧离子空穴，另一方面由于晶体内部应力变化的原因，该晶体冷却后仍保留立方晶体，因此又称它为稳定氧化锆。

据上分析，稳定氧化锆在高温下(650℃以上)是氧离子的良好导体。

典型的氧化锆传感器是Pt,P''O2│ZrO2·Y2O3│P'O2,Pt在上述电池中，Pt 表示两个铂电极，它是涂制在氧化锆电解质的两边，两种氧分压为P''O2和P'O2的气体分别通过电解质的两边。

作为氧传感器，其中P''O2是参比气，例如通人空气(20.6%O2)，P'O2是待测气，例如通入烟气。

在高温下，由于氧化锆电解质是良好的氧离子导体，上述电池便是一个典型的氧浓差电池。

在高温下（650---850℃），氧就会从分压大的P''O2一侧向分压小的P'O2侧扩散，这种扩散，不是氧分子透过氧化锆从P''O2侧到P'O2侧，而是氧分子离解成氧离子后，通过氧化锆的过程。

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：。

目录一、概述二、工作原理三、技术指标四、检测器的构造五、检测器的现场安装条件六、转换器安装尺寸七、仪器接线示意图八、操作说明九、故障处理十、贮存十一、仪器的成套及附件附录一: 氧量电流对照表附录二: 氧量—氧电势对照表一、概述氧化锆烟气氧量分析仪是近几十年开展起来的新型测氧器，因其具有构造简单、维护方便、反响速度快、测量围广等特点，而广泛应用于电力、冶金、供暖、建材、电子等部门，分析各种工业锅炉及窑炉中烟气的氧含量，提高燃烧效率，节约能源，减少环境污染。

氧化锆氧量分析仪由转换器和检测器〔俗称氧探头〕组成，在检测器的核心元件氧化锆浓差电池上，采用了纳米材料和先进的生产工艺，在电极涂层上添加抑制电极老化的添加剂。

大大提高了氧化锆测量探头的精度和使用寿命。

检测器采用直插式探头构造，不需取样系统，能及时反映锅炉燃烧状况，如与自控装置配合使用，可有效地控制燃烧状况。

转换器采用单片机智能化设计，汉字液晶显示，使数据显示、功能控制更具有人性化；可与各类型DCS数据接入设备连接。

使仪表的操作变的简单，容易掌握。

具有以下特点：1. 通用性较强，可以直接替换其它厂家氧量分析仪。

2. 红色LED数码管数字显示。

3. 氧量量程0-２５％自由设定〔最低量程0-5%〕。

4. 温度采用ＰＩＤ控温，恒温点７００℃和７５０℃〔可现场选择〕。

5. 可设置氧量上、下限报警指示，温度上、下限报警指示。

6. 本底电势自动校正。

7. 可用标准气在线校准。

8. 4-20mA标准电流输出与主电路光电隔离，可直接远传进入DCS系统。

9. 多种故障信息提示。

二、工作原理氧化锆是一种高温电解质浓差电池，在数百度的高温环境下，具有能产生氧离子迁移的导电性能，由于被测气体〔烟气或其它气体〕与参比气体〔空气或其它气体〕在氧化锆两侧铂电极的氧分压不同，在两极间有一定数量的氧离子迁移而产生了氧浓差电势，其电势值与氧浓度的关系，可以用能斯特〔Nernst〕公式来表示：E=RT/4F×LnP1/P2式中：E—氧浓差电势〔V〕R—理想气体常数〔8.314J/moLK〕T—绝对温度值〔K〕F—法拉第常数〔96500c/moL〕P1—参比气体分压〔空气〕P2—被测气体分压变送器把所测量出的数据，经单片机计算转换，将氧含量在数码管上显示出来，同时转换成电流信号供计算机或计录仪使用。