氧化锆氧分析仪安装应注意什么？ 氧化锆氧量计

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一、氧化锆氧分析仪安装应注意什么？

二、简述氧化锆氧量计的测量原理。

三、氧化锆氧量分析仪的主要原理

一、氧化锆氧分析仪安装应注意什么？

(1)氧气检测仪上的参比气和标准气喷嘴侧面应朝下，陶瓷过滤器不能面向烟气方向。 (2)氧气检测仪固定法兰与设备上法兰之间必须使用垫片，防止漏气进入烟道，影响测量精度。 (3)标准空气喷嘴上的螺母必须拧紧，防止空气流入氧化锆管，导致氧气读数偏高。 (4)氧气检测仪插入热烟道时不宜太快，一般以每分钟插入10cm为宜。 (5)请勿敲击或碰撞氧气检测仪头部，以免损坏陶瓷部件。

二、简述氧化锆氧量计的测量原理。

氧化锆氧气计采用氧化锆固体电解质作为传感器，在氧化锆固体电解质的两侧附着多孔金属铂电极，使其在高温下工作。当两侧气体中的氧浓度不同时，它们之间产生电极A电势，称为氧浓差电势。当温度恒定时，该电势仅受两侧气体中氧含量的限制。通过测量该电势，可以测量氧气含量。

三、氧化锆氧量分析仪的主要原理

氧化锆氧分析仪工作原理及维护：一、 前言与现有的氧测量仪器（如磁力氧分析仪、电化学氧计、气相色谱仪等）相比，氧探头结构简单。响应时间短（0.1s0.2s）、测量范围宽（从ppm到百分比）、工作温度高（6001200）、工作可靠、安装方便、维护量小等优点，因此在冶金领域、化工、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门得到广泛应用。 二、 氧探头的测氧原理是在氧化锆电解质（ZrO2管）两侧烧结多孔铂（Pt）电极。 ）氧分子吸附在铂电极上并与电子（4e）结合形成氧离子O2-，使电极带正电，O2-离子通过氧离子空位迁移到低氧浓度侧的Pt电极在电解质中并释放电子，转化为氧分子，使该电极带负电。两个电极的反应式为：参比侧：O2+4e——2O2-测量侧：2O2--4e——O2，使两个电极之间产生一定的电动势，氧化锆电解液、Pt电极上的氧浓度双方都不同。气体成分氧探头是所谓的氧化锆浓差电池。两级之间的电动势E由Nernst公式求得： E=(1) 式中，EmV——浓差电池输出，n 4——电子转移数，此处R为理想气体常数，8.314 W S /mol -T (K)F96500C； PP1—— 待测气体中氧浓度的百分比0—— 参比气体中氧浓度的百分比- 法拉第常数， - 绝对温度当加热到600 ~ 1400 时，高浓度侧气体使用已知氧浓度的气体作为参比气体。如果使用空气，那么P与这个值和公式中的常数项结合起来，实际氧化锆电池就存在温差。电位、接触电位、参考电位、极化电位，从而产生局部电位CmV）实际计算公式为：（0=20.6%EmV）=0.0496Tln（0.2095/P1）CmV）（（C局部电位（新接通常1mV)=由此可见，如果能测出氧探头的输出电动势E和被测气体的绝对温度T，则可计算出被测气体的氧分压（浓度）P1氧化锆氧探头的基本原理检测原理三、 氧化锆氧探头的结构类型及工作原理根据检测方式的不同，氧化锆氧探头分为采样检测氧探头和内部检测氧探头两大类。在线氧探头1、 采样检测氧探头的采样检测方式是通过导管将被测气体引入氧化锆检测室，然后将氧化锆加热到工作温度（750以上）通过加热元件。氧化锆一般为管状，电极由多孔铂制成。电极。其优点是不受被测气体温度的影响。通过使用不同的导管，可以检测不同温度下气体中的氧气含量。这种灵活性被用于许多工业在线检测中。其缺点是响应时间慢；结构复杂，容易影响检测精度；当检测气体中杂质较多时，采样管容易堵塞；多孔铂电极易被气体中的硫、砷等腐蚀，并被细尘堵塞；加热器一般采用电炉丝加热，寿命不长。当待测气体温度较低（0650），或待测气体比较清洁时，适合采用取样检测方法，如氮气发生器测氧、实验室测氧等。

2、 在线检测氧探头在线检测是将氧化锆直接插入高温被测气体中，直接检测气体中的氧含量。这种检测方法适用于被测气体温度在7001150（特殊结构也可用于1400高温），它利用被测气体的高温来无需额外的加热器即可使氧化锆达到工作温度（如图3所示）。在线氧探头的技术关键是陶瓷材料的高温密封和电极问题。以下是在线氧探头的两种结构形式。 (1)整体式氧化锆管这种形式是由取样测试方法中使用的氧化锆管形式发展而来，即把原来的氧化锆管加长，使氧化锆直接伸入高温被测气体中。这种结构不需要考虑高温密封问题。 (2)直插式氧化锆氧探头需要将氧化锆直接插入检测气体中，因此对氧探头的长度要求较高。其有效长度约为500mm-1000mm，特殊环境下长度可达1500mm。而且检测精度、工作稳定性和使用寿命都有很高的要求，因此在线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，而采用技术要求更高的氧化锆和氧化物铝管连接结构。密封性能是这款氧化锆氧探头最关键的技术之一。目前国际上最先进的连接方法是将氧化锆和氧化铝管永久焊接在一起，具有优良的密封性能。与采样检测方法相比，在线检测具有明显的优势：氧化锆直接接触气体，检测精度高，响应快，维护量少。 四、 氧探头工业应用1、 氧探头在工业锅炉、加热炉上的应用使用氧探头时引入被测气体有两种方式：直插式和采样检测式。直列式响应时间短，不需要加热器，结构简单，体积小，重量轻，但需要同时检测被测气体的温度。采样检测型由于氧探头的温度是由加热器控制的，因此测量精度高，工作可靠，但响应时间取决于气体流量。在线氧分析仪已广泛应用于锅炉、加热炉烟气中氧含量的测定（如图4所示）。用于此目的的氧探头大多采用管状结构。开口，目前市场上出现最多的是后一种类型。 ZrO2 管的内壁和外壁上涂有多孔Pt 电极。内、外电极分别延伸至管端，端部连接镍铬丝进行信号输出，从而控制燃烧系统实现低氧燃烧，减少热损失，节约能源。 五、 氧传感器的安装合理的安装是保证氧传感器可靠工作的关键。使用中的很多问题都是由于氧传感器安装不当造成的。 1、 采样和测量点。以下原则：（1）所选测量点必须正确反映炉内检测气体，保证氧传感器输出信号的真实性并尽量避免回风死角； (2)测量点不能太靠近燃烧点或喷嘴等部位，这些部位的气体发生剧烈反应，会引起氧传感器检测值的严重波动和失真；不要太靠近风扇等产生气体的设备，以免因电机振动而损坏传感器； (3)避免放置在可能碰撞的地方可以安装氧传感器的位置，以避免碰撞损坏探头，保证传感器的安全； 2、 氧传感器安装连接方法（1）氧探头可以水平或垂直安装，垂直安装较为理想。无论采用哪种方法，探头采样管导流板的方向都应尽可能接近被测气流的方向。初次安装时，首先通过了解流程确定基本方向。

然后，系统通电加热探头后，旋转采样管的方向，用数字万用表观察输出氧势的波动，最终确定更好的引导方向。 (2)氧传感器安装所用接头为专用法兰接头，配有石棉垫压边以保证密封，否则因一般炉内负压，法兰接头处漏气，会影响测量精度或造成信号波动。 (3)氧传感器信号引出线最好采用屏蔽线，以消除干扰。最好的方法是使用两根2芯电缆，一根2芯屏蔽电缆连接到氧电位输出信号，一根2芯KVV控制电缆连接到探头加热连接端；若现场条件不具备，可使用4芯KVV电缆直接将探头的氧势信号连接至加热端子。 (4)氧气探头的标定气口通常是封闭的，仅在标定气体时使用；吹扫气口连接气泵或压缩空气管道，吹扫口的进气一般由电磁阀等阀门控制，每隔一定时间打开一次。用进入的气体吹扫采样管。当探头检测正常时，阀门关闭，无其他气体进入采样管。使用工厂的压缩空气吹扫探头时，必须保证压缩空气中不含水分，即所使用的压缩空气必须经过气水分离。 六、氧传感器的使用与维护1、连接加热控制采样检测型氧探头，氧传感器只有连接加热控制后才能正常工作，输出为随机信号冰冷的状态，没有任何意义。氧传感器连接加热控制后，即可在室温下开始正常气体检测。一般探头调零是在室温下，将探头加热后，通过测量空气，用数字万用表测量此时探头的输出毫伏值，该值就是探头的零位偏差值，即需要在显示仪表上添加零偏差来修正仪表上显示的氧气浓度。 2、 新安装或更换氧传感器时的注意事项新安装或更换氧传感器时，应校准氧分析仪的氧浓度显示值。如果不进行这项工作，更换新传感器后，氧气分析仪检测到的氧气浓度可能会与实际浓度有所偏差，从而影响测量。 3、 氧气浓度校正原理及方法氧传感器的直接测量输出是被测气体的浓度与标准空气电势值的差值，我们称之为氧电势，不同处电势值不同零点（即空气测量）。初始输出电位存在偏差，模型将输出电位转换为输出氧浓度时可能存在误差。因此，有必要对氧气分析仪中的探头信号进行校准和修正，否则显示的氧气浓度与实际测量的气体不同。氧气浓度会出现较大偏差，无法满足现场生产的需要，甚至误导控制，影响生产。具体校正一般采用标准气体进行标定。方法是将计量检定确认的标准气体通过标定气口通入探头，测量此时的输出氧势和仪器显示的氧气浓度。仪器显示的氧气浓度应与标准气体浓度相同。偏差是为了校正仪器的线性参数。标准测量需要使用至少三种不同浓度的标准气体对系统进行校准，以便经过三次校准后可以反复校正系统线性度，保证系统的正常运行。 八、 结论氧化锆氧气表具有结构简单、响应时间短、测量范围宽、工作温度高、工作可靠、安装方便、维护量小等优点。因此广泛应用于冶金、化工、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门

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