氧化锆氧量分析仪的工作原理
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氧化锆分析仪一:产品概述ZOY-4系列智能氧化锆氧量分析仪是一种实用可靠的自动化分析仪表。
能与各种电动单元仪表、常规显示记录仪表及DCS集散控制系统配合作用,可对锅炉、窑炉、加热炉等燃烧设备在燃烧过程中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-系列智能氧化锆氧量分析仪有ZOY型氧化锆探头(一次仪表)和ZOY氧量变送器(二次仪表)二部分组成。
二:工作原理氧化锆锆管是一种金属氧化物,在高温下形成固态电解质具有传导氧离子的特性。
被测气体(烟气)通过探头过滤器,进入氧化锆锆管的内侧,参比气体(空气)通过自然对流进入探头氧化锆锆管的外侧。
当锆管内外侧氧浓度不同时,在氧化锆锆管内外两侧间会产生氧浓差电动势。
三:型号规格及技术指标①基本误差:<±2%F·S,仪表精度1级②量程:0~5%O2;0~10%O2;0~20%O2;0~25%O2③本底修正:-20mV~+20mV④被测烟气温度:ZOY-4型低于700℃(低温型)ZOY-5型700~1000℃(高温型)⑤输出信号:可扩展双路隔离输出,0~10mADC和4~20mADC,采取光电隔离,直接和计算机联网。
⑥负载能力:0 ~1.2ΚΩ或0~600Ω⑦环境条件:0~50℃;相对湿度<90%⑧电源:220V±10%,50Hz⑨功耗:变送器约8W,加热炉平均约50W⑩响应时间:90%约3秒四:安装方式1、安装点的选择安装点的烟气温度应符合相关要求,一般来说,烟气温度低,检测器使用寿命长,烟气温度高,使用寿命短。
检测器不能安装在烟气不流动的死角,也不能安装在烟气流动很快的地方(如有些旁路气道的扩容腔内)。
另外要求烟道漏气较小,检测器安装维修方便,对于中、小型锅炉,建议安装在省煤器前过热器后,因为锅炉系统烟气的流向从炉膛到汽包,经过过热器、省煤器、空气预热器,由引风机经回收处理后从烟囱排放。
氧化锆氧量分析仪的工作原理
氧化锆氧量分析仪的基本原理是:以氧化锆作固体电解质,高温下的电解质两侧氧浓度不同时形成浓差电池,浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关,如一侧氧浓度固定,即可通过测量输出电势来测量另一侧的氧含量。
在600~1200℃高温下,经高温焙烧的氧化锆材料对氧离子有良好传导性。
在氧化锆管两侧氧浓度不等的情况下,浓度大的一侧的氧分子在该侧氧化锆管表面电极上结合两个电子形成氧离子,然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧泳动,当到达低浓度一侧时在该侧电极上释放两个电子形成氧分子放出,于是在电极上造成电荷累积,两电极之间产生电势,此电势阻碍这种迁移的进一步进行,直至达到动平衡状态,这就形成浓差电池,它所产生的与两侧氧浓度差有关的电势,称作浓差电势。
这样,如果把氧化锆管加热至一大于600℃的稳定温度,在氧化锆两侧分别流过总压力相同的被测气体和参比气体,则产生的电势与氧化管的工作温度和两侧的氧浓度有固定的关系。
如果知道参比气体浓度,则可以根据氧化锆管两侧的氧电势和氧化锆管的工作温度计算出被测气体的氧浓度。
为了正确测量烟气中氧含量,使用氧化锆氧量分析仪时必须注意以下几点:
(1)为确保输出不受温度影响,氧化锆管应处于恒定温度下工作或
在仪表线路中附加温度补偿措施。
(2)使用中应保持被测气体和参比气体的压力相等,只有这样,两种气体中氧分压之比才能代表两种气体中氧的百分容积含量(即氧浓度)之比。
因为当压力不同时,如氧浓度相同,氧分压也是不同的。
(3)必须保证被测气体和参比气体都有一定的流速,以便不断更新。
氧化锆氧量分析仪原理
氧化锆氧量分析仪是一种常用的分析测试仪器,用于测量气体中的氧含量。
其工作原理基于电化学测量技术,包括以下几个主要步骤:
1. 气体进样:气体样品通过进样口进入氧化锆氧量分析仪内部。
进样口通常与样品气体来源相连,例如气瓶、气流管道等。
2. 传感器结构:氧化锆氧量分析仪内部包含一个氧离子传感器,该传感器由两个电极组成,分别是一个氧化锆电极和一个参比电极。
氧化锆电极表面镀有一层氧化锆陶瓷,可以与气体中的氧发生电化学反应。
3. 氧离子传输:当氧气进入氧化锆氧量分析仪内部后,氧气分子会在氧化锆电极表面与陶瓷层上的氧离子发生反应,并形成电荷。
这些氧离子会从氧化锆电极经过固体电解质传输到参比电极。
4. 电化学测量:在氧离子传输过程中,通过对电流进行测量,可以确定氧气的浓度。
当氧气浓度较高时,氧化锆电极表面的氧离子转移速率会增加,电流也会相应增大;而当氧气浓度较低时,电流减小。
通过测量电流的变化,可以精确测量氧气的含量。
5. 数据处理:氧化锆氧量分析仪通常配备有数据处理模块,可以将测得的电流信号转换为氧气含量的数值,并显示在仪器的屏幕上。
同时,一些氧化锆氧量分析仪还可以实现数据记录、
导出和远程监控等功能。
总之,氧化锆氧量分析仪通过氧离子传感器的电化学反应,测量气体中氧气的含量,并将结果显示出来。
该仪器在环境保护、工业生产等领域中广泛应用,有助于监测和控制气体中的氧气含量。
氧化锆氧分析仪的原理是怎样的氧化锆氧分析仪是一种以氧化锆为测量原理的氧气分析仪,它
用来在拥有UOP许可的连续催化再生过程的再生器内氧含量的检测。
氧化锆氧分析器的工作原理
在一片高致密的氧化锆固体电解质的两侧,用烧结的方法制成
几微米到几十微米厚的多孔铂层作为电极,再在电极上焊上铂丝作
为引线;
就构成了氧浓差电池,假如电池左侧通入参比气体(空气)。
其氧分压为po;电池右侧通入被测气体,其氧分压为p1(未知)。
设pop1,在高温下(650~850oC),氧就会从分压大的Po侧
向分压小的P1侧扩散,这种扩散,不是氧分子透过氧化锆从po侧
P1侧,而是氧分子离解成氧离子后通过氧化锆的过程。
在750oC左右的高温中,在铂电极的催化作用下,在电池的po
侧发生还原反应,一个氧分子从铂电极取得4个电子,变成两个氧
离子(O2—)进入电解质,即
O2(pn)+4e→2O2—
po侧的铂电极由于大量给出电子而带正电,成为氧浓差电池的
正极或阳极。
这些氧离子进人电解质后,通过晶体中的空穴向前运动到达右
侧的铂电极,在电池的p1侧发生氧化反应,氧离子在铂电极上释放电子并结合成氧分子析出,即
2O2—→ O2(P1)+4e
p1侧的铂电极由于大量得到电子而带负电,成为氧浓差电池的负极或阴极。
这样在两个电极上由于正负电荷的聚积而形成一个电势,称之为氧浓差电动势。
当用导线将两个电极连成电路时,负极上的电子就会通过外电路流到正极,再供应氧分子形成氧离子,电路中就有电流通过。
标签:氧化锆氧分析仪。
氧化锆氧量分析仪工作原理氧化锆氧量分析仪是一种常用于燃气分析的仪器,在燃煤、燃油、天然气等燃料的燃烧过程中,能够快速、准确地测量燃气中氧气的含量。
为了更好地理解氧化锆氧量分析仪的工作原理,需要从以下方面进行介绍。
仪器结构氧化锆氧量分析仪由控制系统、测量系统和信号输出系统三部分组成。
控制系统是仪器的核心部件,包括主控板、电源、输入输出接口等组成部分。
测量系统中主要包含传感器组、放大器、滤波器等。
信号输出系统则是实现了信号的放大和转换,将测量得到的数据通过标准信号输出,用于控制、存储和处理。
工作原理氧化锆氧量分析仪的工作原理基于的是氧气传感器的特性。
氧气传感器采用了固态氧离子传导技术,即将氧气分子在温度较高的条件下通过一种氧化物离子导体(通常为氧化铈或氧化锆等)传导到电极上,生成电势差。
当氧气浓度发生变化时,电势差也会发生变化,从而实现对氧气浓度的测量。
在具体的工作中,氧气传感器通过传感器组来埋入到燃气管道中,接受燃气中的氧气分子发生反应。
在这个过程中,由于氧气分子的存在,导致氧化物离子和电极上的氧化还原对发生反应,产生一定的电信号。
经过传感器做量化处理后,可以得到一个与氧气浓度成正比的电信号,根据这个电信号就可以获得燃气中氧气的含量。
值得注意的是,由于氧化锆氧量分析仪采用了固态氧离子传导技术,因此需要保证传感器工作温度满足要求。
具体来说,氧化锆氧量分析仪的工作温度通常为600-900°C,因此需要使用加热元件,使其处于这个温度范围内,才能正常工作。
优缺点分析氧化锆氧量分析仪具有以下优点:1.准确度高:氧化锆氧量分析仪能够快速、准确地测量燃气中氧气的含量,其测量误差通常在±1%左右。
2.反应速度快:氧化锆氧量分析仪具有很高的灵敏度和响应速度,能够及时反馈燃气中氧气含量的变化情况。
3.维护方便:氧化锆氧量分析仪的工作原理简单、结构清晰,拆卸、清洗和更换传感器等维护操作非常方便。
当然,它也存在一些缺点:1.价格昂贵:相比其他类型的氧气传感器,氧化锆氧量分析仪的价格较为高昂,使得它并不适用于所有的燃气分析应用场景。
氧化锆分析仪工作原理氧化锆分析仪是用于分析样品中氧化锆含量的仪器。
它的工作原理主要包括样品处理、离子发生和检测三个步骤。
首先是样品处理。
样品需要经过前处理,以消除干扰物质的影响,提高分析的准确性。
常见的前处理方法包括样品溶解、离子交换和固相萃取等。
对于氧化锆分析仪,常用的样品溶解方法是采用酸溶解,如使用硝酸和氢氟酸的混合溶液。
溶解后,样品中的氧化锆将转化成离子形式,并与溶液中的其他物质分开。
接下来是离子发生。
离子发生是将样品中的离子转化成特定的化合物,方便测量。
对于氧化锆分析仪,常用的离子发生方法是使用特定的试剂与样品中的离子反应,生成特定的沉淀或产物。
常见的试剂有铵盐、硫酸亚铁等。
例如,可以使用铵盐试剂,将样品中的氧化锆与铵盐反应,生成氧化锆的沉淀。
最后是检测。
检测是将离子发生后的化合物进行定量测量。
氧化锆分析仪常用的检测方法是光谱测量和电化学测量。
光谱测量可以利用氧化锆的特性吸收和发射光谱进行测量。
对于吸收光谱测量,可以使用分光光度计或原子吸收光谱仪进行测量。
电化学测量常用的是离子选择性电极。
离子选择性电极是一种特殊的电极,能够选择性地对特定离子进行测量。
对于氧化锆分析仪,可以使用氧化锆选择性电极进行测量。
除了上述的主要工作原理,氧化锆分析仪的一些附加功能也可以提高分析的准确性和可靠性。
例如,温度控制功能可以控制反应过程的温度,提高反应的效率和分析的灵敏度。
自动化控制功能可以自动控制样品的处理和离子的发生过程,减少人为误差。
数据处理功能可以对测量结果进行处理和分析,提供更全面和准确的分析报告。
总结起来,氧化锆分析仪的工作原理主要包括样品处理、离子发生和检测三个步骤。
通过样品处理将氧化锆离子从样品中分离出来,然后通过离子发生将氧化锆离子转化成特定的化合物,最后通过检测对化合物进行定量测量。
使用不同的离子发生和检测方法,可以得到准确的氧化锆含量分析结果。
同时,附加功能的引入可以提高分析的准确性和可靠性。
抽吸式氧化锆氧分析工作原理
氧化锆氧分析仪是一种用于测量气体中氧含量的仪器。
它采用了抽吸
式的工作原理,能够实时快速准确地测量氧含量。
1.取样抽气:氧化锆氧分析仪首先通过抽吸泵提供负压,抽取被测气
体样品。
被测样品经过预处理后,进入氧分析仪的传感器模块。
2.氧传感器工作:氧分析仪的核心部件是氧传感器,它由氧离子传输
颗粒、两个电极(阳极和阴极)以及电极之间的氧离子导电固体电解质组成。
在稳态工作时,阳极表面注入一定的电流,通过电解质中的氧离子传
输到阴极表面,与电子发生反应,生成水。
电解质上的离子传导过程与氧
分压成正比,即高氧分压会促进高离子传导速率。
3.氧含量测量:在稳定的工作状态下,通过电路控制模块对传感器中
的氧流动速率进行测量。
电路模块会产生一定的电压信号,并通过探测电
极测量氧流动速率。
电路为了保持稳定的工作状态,会自动调整供电电流,使得电化学氧传感器在整个测量过程中保持在一个稳定的工作状态。
4.输出结果显示:通过电路模块处理和分析传感器测得的氧流动速率,可以计算出气体样品中准确的氧含量,并将结果显示在控制面板上。
抽吸式氧化锆氧分析工作原理的优点是具有快速、准确、稳定等特点。
它可以实时监测和控制气体中的氧含量,是很多工业领域中常用的气体分
析仪器。
例如,在钢铁、化工、环保等行业中,抽吸式氧化锆氧分析仪被
广泛应用于炉窑燃烧控制、气体制氧和气体纯化等工艺过程中。
氧化锆氧量分析仪工作原理及维护使用:一、前言1989年能斯特(Nernst)发现稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。
从此氧化锆成为研究和开发应用最普遍的一种固体电解质,它已在高温技术,特别是高温测试技术上得到广泛应用。
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(0.1s~0.2s),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、氧探头的测氧原理在氧化锆电解质(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。
氧化锆氧量分析仪工作原理及维护使用:一、前言 1989年能斯特(Nernst)发现稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。
从此氧化锆成为研究和开发应用最普遍的一种固体电解质,它已在高温技术,特别是高温测试技术上得到广泛应用。
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(0.1s~0.2s),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、氧探头的测氧原理 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。
氧化错氧量分析仪的工作原理
氧化锆氧量分析仪的工作原理
自然界的氧化锆(ZrO2)矿物原料,主要有斜锆石和锆英石。
锆英石系火成岩深层矿物,颜色有淡黄、棕黄、黄绿等,比重 4.6-4.7,硬度7.5,具有强烈的金属光泽。
纯的氧化锆是一种高级耐火原料,其熔融温度约为2900 C。
纯净的氧化锆是白色固体,含有杂质时会显现灰色或淡黄色,添加显色剂还可显示各种其它颜色。
纯氧化锆的分子量为123.22,理论密度是
5.89g/cm3,熔点为2715 C。
氧化锆有三种晶体形态:单斜、四方、立方晶相。
常温下氧化锆只以单斜相出现,加热到1100 C左右转变为四方相,加
热到更高温度会转化为立方相。
由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化,冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化,容易造成产品的开裂,限制了纯氧化锆在高温领域的应用。
但是添加稳定剂以后,四方相可以在常温下稳定,因此在加热以后不会发生体积的突变,大大拓展了氧化锆的应用范围。
由于氧化锆材料具有高硬度,高强度,高韧性, 极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能,氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。
1989年能斯特(Nernst )发现稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。
从此氧化锆成为研究和开发应用最普遍的一种固体电解质,它已在高温技术,特别是高温测试技术上得到广泛应用。
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(0.1s〜0.2s),测量范围宽(从ppm到百分含量),使用温度高(600 C〜1200 °C ),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。
来自海洋兴业仪
氧化锆氧探头的测氧原理
氧化锆的导电机理:电解质溶液靠离子导电,具有离子导电性质的固体物质称为固体电解质。
固体电解质是离子晶体结构,靠空穴使离子运动导电,与P型半导体空穴导电的机理相似。
纯氧化锆(ZrO2 )不导电,掺杂一定比例的低价金属物作为稳定剂,如氧化钙(CaO2 )、氧化镁(MgO )、氧化钇(Y2O3 ),就具有高温导电性,成为氧化锆固体电解质。
为什么加入稳定剂后,氧化锆就会具有很高的离子导电性呢?
这是因为,掺有少量CaO2的ZrO2混合物,在结晶过程中,钙离子进入立方晶体中,置换了锆离子。
由于锆离子是+4价,而钙离子是+2价,一个钙离子进入晶体,只带入了一个氧离子,而被置换出来的锆离子带出了两个氧离子,结果,在晶体中便留下了一个氧离子空穴。
例如:(ZrO2)0.85 (CaO2)0.15 这样的氧化锆(氧化锆的摩尔分数为85%、氧化钙的摩尔分数是15%),则具有7。
5%的摩尔分数的氧离子空穴,是成了一种良好的氧离子固体电解质。
氧化恰的昙电机理
在一个高致密的氧化锆固体电解质的两侧,用烧结的方法制成几微米到几十微米厚的多孔铂层作为电极,再在电极上焊上铂丝作为引线,就构成了氧浓差电池,如果电池左侧通入参比气体(空气),其氧分压为p0 ;电池右侧通入被测气体,其氧分压为pl (未知)。
设p0 > pl,在高温下(650850 C),氧就会从分压大的p0 一侧向分压小的pl侧扩散,这种扩散,不是氧分子透过氧化锆从P0侧到P1 侧,而是氧分子离解成氧离子后,通过氧化锆的过程。
在750 C左右的高温中,在铂电极的催化作用下,在电池的P0侧发生还原反应,一个氧分子从铂电极取得4个电子,变成两个氧离子(02-)进入电解质,即:02 (P0)+ 4e —202- P0侧铂电极由于大量给出电子而带正电,成为氧浓差电池的正极或
阳极。
这些氧离子进入电解质后,通过晶体中的空穴向前运动到达右侧的铂电极,在电池的P1侧发生氧化反应,氧离子在铂电极上释放电子并结合成氧分子析出,即:202- - 4e —02 (P1)
P1侧铂电极由于大量得到电子而带负电,成为氧浓差电池的负极或阴极。
这样在两个电极上,由于正负电荷的堆积而形成一个电势,称之为氧浓差电动势。
当用导线将两个电极连成电路时,负极上的电子就会通过外电路流到正极,再供给氧分子形成离子,电路中就有电流通过。
氧浓差电动势的大小,与氧化锆固体电解质两侧气体中的氧浓度有关。
氧化锆氧传感器工作原理
在氧化锆电解质(Zr02管)的两侧面分别烧结上多孔铂(Pt)电极,测量电池本体分为3层:铂(电极)丄氧化锆(电解质)「铂(电极)。
铂电极是多孔性的。
烟道气体通过过滤器或校验气体通过
传导管进入测量电池被测气体一侧,而另一侧为参
比空气(含氧20.60 %)。
两种含氧浓度不同的气体作用在测量电池,便
产生一个以对数为规律的电势(两侧的氧浓度差愈大,电势信号愈大)。
毫伏信号经氧分析仪转换成0—10mA或4 —20mA标准电流。
此电流由氧分析仪接线端子输出。
测量电池的工作温度设置为高于650 C的恒定温度,为了保持工作温度恒定,用一支K型热电偶测量电池的工作温度,经氧分析仪内的温度控制器调节加热器的加热电压。
氧化皓氧佶翩醫斥意囹
当测量烟气温度高于700 °C时,传感器组成中省去加热器和测温热电偶。
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况均不是理想状态。
故事实上的锆管是偏离此值的。
实际上,一定氧 含量锆管输出的电势为理论值和本底电势的和, 我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,并且随锆管使用期延长而变 化。
因此,如不对此情况处理,会严重影响整 套测氧仪的准确和探头寿命。
氧化锆氧量分析仪的结构及种类
氧化锆氧量分析仪的构成是由氧传感器(又称 氧探头、氧检测器)、氧分析仪(又称变送器、 变送单元、转换器、分析仪)以及防尘装置、热
电偶、加热器、标准气体导管、接线盒以及外壳 壳体等组成。
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防尘装置由防尘罩和过滤器组成,能防止烟气中的灰尘进入氧化锆锆管内部,使锆管元件免受污染,并能起到缓冲气样作用。
氧化锆管元件是氧探头的核心部件,由它产生氧浓差电势信号。
氧化锆管是陶瓷类金属氧化物,使用时必须避免剧烈震动,以免损坏锆管元件。
热电偶是探头内置加热器恒温控制之用,也是测量锅炉、窑炉烟道中被测气体的温度的元件,为氧量计算提供一个温度信号。
加热器的作用是提供氧化锆固体电解质元件正常工作所需的温度,从而使其在低于600 C的被测烟气环境中也能正常工作。
来自氧探头的氧电势信号、热偶温度信号经放大送A/D转换电路,与校正系数一起进行数据处理,即可得出氧含量的百分含量。
同时,系统可实行氧电势、探头温度、校正系数值的显示,并对锆管的加热电炉进行恒温控制,且辅以断
偶、超温保护、热偶反接保护,确保系统可靠工作。
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。
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 C以上)。
氧化锆一般采用管状,电极采用多孔铂电极。
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。
其缺点是反应时间慢;结构复杂,容易影响检测精度;在被检测气体杂质较多时,采样管容易堵塞;多孔铂电极容易受到气体中的硫,砷等的腐蚀以及细小粉尘的堵塞而失效;加热器一般用电炉丝加热,寿命不长。
在被检测气体温度较低(0c〜650 C),或被测气体较清洁时,适宜采样式检测方式,如制氮机测氧,实验室测氧等。
直插检测式氧探头
直插式检测是将氧化锆直接插入高温被测气体,直接检测气体中的氧含量,这种检测方式适宜被检
测气体温度在700 C〜1150 C时(特殊结构还可以用于1400 C的高温),它利用被测气体的高温使氧化锆达到工作温度,不需另外用加热器。
直插式氧探头的技术关键是陶瓷材料的咼温密封和电极问题。
由于需要将氧化锆直接插入检测气体中,对氧探头的长度有较高要求,其有效长度在500mm〜1000mm 左右,特殊的环境长度可达1500mm。
且检测精度,工作稳定性和使用寿命都有很高的要求,因此直插式氧探头很难采用传统氧化锆氧探头的整体氧化锆管状结构,而多采取技术要求较高的氧化锆和氧化铝管连接的结构。
密封性能是这种氧化锆氧探头的最关键技术之一。
目前国际上最先进的连接方式,是将氧化锆与氧化铝管永久的焊接在一起,其密封性能极佳,与采样式检测方式比,直插式检测有显而易见的优点:氧化锆直接接触气体,检测精度高,反应速度快,维护量较小。