氧化鋯煙氣氧量分析儀
一、 概述
氧化鋯煙氣氧量分析儀是近幾十年發展起來的新型測氧儀器，因其具有結構簡單、維護方便、反應速度快、測量范圍廣等特點，而廣泛應用于電力、冶金、供暖、建材、電子等部門，分析各種工業鍋爐及窯爐中煙氣的氧含量，提高燃燒效率，節約能源，減少環境污染。
ZrO2-III 氧化鋯氧量分析儀由轉換器和檢測器（俗稱氧探頭）組成，在檢測器的核心元件氧化鋯濃差電池上，采用了納米材料和*的生產工藝，在電極涂層上添加抑制電極老化的添加劑。大大提高了氧化鋯測量探頭的精度和使用壽命。檢測器采用直插式探頭結構，不需取樣系統，能及時反映鍋爐內燃燒狀況，如與自控裝置配合使用，可有效地控制燃燒狀況。轉換器采用單片機智能化設計，漢字液晶顯示，使數據顯示、功能控制更具有人性化；可與各類型DCS數據接入設備連接。使儀表的操作變的簡單，容易掌握。具有以下特點：
1. 通用性較強，可以直接替換其它廠家氧量分析儀。
2. 大屏幕藍底白字ＬＣＤ顯示。
3. 全中文操作菜單(出口產品可以提供英文菜單)。
4. 氧量量程0-２５％內自由設定（zui低量程0-5%）。
5. 溫度采用ＰＩＤ控溫，恒溫點７００℃和７５０℃（可現場選擇）。
6. 可設置氧量上、下限報警指示，溫度上、下限報警指示。
7. 本底電勢一鍵校正。
8. 可用標準氣在線校準。
9. 4-20mA標準電流輸出與主電路光電隔離，可直接遠傳進入DCS系統。
10. 多種故障信息提示。
二、工作原理
氧化鋯是一種高溫電解質濃差電池，在數的高溫環境下，具有能
產生氧離子遷移的導電性能，由于被測氣體（煙氣或其它氣體）與參比氣
體（空氣或其它氣體）在氧化鋯兩側鉑電極的氧分壓不同，在兩極間有一
定數量的氧離子遷移而產生了氧濃差電勢，其電勢值與氧濃度的關系，可
以用能斯特（Nernst）公式來表示：
E=RT/4F×LnP1/P2
式中：E—氧濃差電勢（V）
R—理想氣體常數（8.314J/moLK）
T—溫度值（K）
F—法拉第常數（96500c/moL）
P1—參比氣體分壓（空氣）
P2—被測氣體分壓
變送器把所測量出的數據，經單片機計算轉換，將氧含量在液晶屏上顯示出來，同時轉換成電流信號供計算機或計錄儀使用。
700℃和750℃時氧濃度與氧濃差電勢關系見附表．
三、 技術指標
? 量程： 0.01～25.0%O2(量程從5.00％－25.00％內自由設置）
輸出信號： 4 ～20mA 負載電阻≤500Ω 隔離
重復性： 滿量程的±0.5%
基本誤差： ≤±2%（滿量程）
穩定性： ≤±1%（儀器連續檢定4h）
響應時間： 當標準氣體從檢測器入口引入時計，5秒內達到90%的響應
環境溫度： 檢測器 -10℃～80℃ 轉換器 0℃～40℃
電源及功耗：電源220±10%VAC，功耗zui大為150W
? 樣氣溫度： ≤700℃（700℃以上協商供貨）
樣氣壓力范圍：-500～+500mmH2
? 檢測器長度： 0.4m;0.8m;1.0m;1.2m；（其他長度可根據用戶要求生產）
四、 檢測器的構造
檢測器由防塵裝置、高溫密封墊、氧化鋯管、加熱爐、熱電偶、氣體導管、接線盒以及殼體等主要部件組成。整個裝置采用全封閉型結構，以增加整個裝置的密封性能，提高使用壽命。對高粉塵的檢測環境，為達到更好的過濾效果，加裝了多孔陶瓷過濾器。
檢測器內的氧化鋯管是核心元件 ，屬陶瓷易碎品，運輸和安裝使用過程中應避免劇烈震動，以免損壞。檢測器內加熱爐的作用是提供氧化鋯元件正常工作所需的溫度，為延長加熱爐的壽命，在工藝上作了特殊的處理。因檢測器本身帶有加熱裝置，從而在低于６００℃的環境中能正常工作。
檢測器的外形和尺寸見下圖：
五、 檢測器的現場安裝條件
5.1氧量檢測器的現場安裝條件
?避開震動場合；
?環境溫度要在儀器規定范圍內；
?接線盒要避開高輻射熱源；
?盡可能避開腐蝕性氣體；
?要有足夠的工作空間；
5.2 取樣點的位置選擇
?取出的氣樣能快速反映工藝狀態的變化情況，即氣體要具有代表性。
為避免SO2 的冷凝，取樣點氣體溫度應高于300℃，其范圍為300—600℃ *。
取樣點的溫度、壓力、流量等參數不應變化太大。
?取樣探頭的長度應達到煙道中心部位，至少不能少于煙道直徑的1/3。
?切忌在管道、煙道底部開口取樣。
?取樣點的附近爐堂、煙道應無泄漏，否則將造成測量誤差。
?要選擇在易于維護、檢修的地方。
5.3 氧量檢測器的安裝
預先加工好帶法蘭的設備短接管，孔徑為Φ76，長度約為400mm。按要求選好取樣位置(爐壁或管道)，開一個Φ76 的孔，將短接水平焊接到爐壁上，焊接時要保證焊接處不漏氣。把檢測器插入短接管中，接管法蘭與檢測器法蘭之間墊上2—4mm 厚的石棉墊，旋緊4 個螺栓，使其不漏氣即可。
※注意: 新建爐膛或煙道要等幾次烘爐干燥后再安裝氧探頭，否則，過于潮濕的煙氣可能降低新探頭使用壽命。
由于探頭的參比氣是靠空氣自然對流提供的,探頭必須水平安裝, 參比氣和標準氣接口相應朝下.探頭端部防護套管的缺口位置(可調整方向)也應垂直向下,以防積灰.
六、 轉換器安裝尺寸
?盤裝橫式表：外形尺寸160*80mm，開孔尺寸152*76mm
?盤裝豎式表：外形尺寸80*160mm，開孔尺寸76*152mm
?盤裝方式表：外形尺寸160*160*150mm，開孔尺寸152*152mm
?盤裝方式表：外形尺寸144*144*150mm，開孔尺寸138*138mm
?盤裝方式表：外形尺寸96*96mm，開孔尺寸78*78mm
?墻掛式表： 外形尺寸260*200*100mm
七、 儀器接線示意圖：
7.1.鋯頭信號引線用RVVP2×1.5帶屏蔽二芯電纜線
7.2.熱電偶選用K分度號KX-G型2×1.5帶屏蔽二芯補償導線
7.3.加熱器選用RVV2×2.5二芯電纜線
※注意：鋯頭信號線、電偶導線要與加熱器線分開走線。
八、 操作說明
8.1 開機
打開電源，二十分鐘后儀器顯示如下：
當溫度達到700℃后，儀器穩定一小時以上進行下列設置：
8.2參數設置與校正：
8.2.1 本底自動校正：
將標氣入口的密封螺釘擰下，通入空氣（流量≤100ml/min），或將氧探頭直截放在空氣中，待數據穩定后按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“氧量參數校正”菜單， 按 “”鍵進入校正子菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“本底自動校正”菜單，按 “”鍵，本底自動校正后，按 “”鍵返回測量狀態。氧量顯示20.6左右即可。 再將標氣入口的密封螺釘擰上。※注意：此步驟在每次新探頭投運前必須進行本底校正。
8.2.2 標氣自動校正：
將標氣入口的密封螺釘擰下，通入標準氣（一般選用5%左右的氮中氧，流量≤100ml/min），待數據穩定后，按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“氧量參數校正”菜單， 按 “”鍵進入校正子菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“標氣自動校正”菜單，按 “”鍵進入校正進入校正頁面，按“↑ ” “↓ ”鍵將數據修正到和標準氣值相同，按 “”鍵完成標氣校正。按 “”鍵返回測量狀態。再將標氣入口的密封螺釘擰上。
8.2.3 氧量上限報警值：
按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“氧量上限報警值”菜單， 按 “”鍵進入調整頁面，按“↑ ” “↓ ”鍵調整氧量上限數據，按 “”鍵完成調整，按 “”鍵返回測量狀態。
8.2.4 氧量下限報警值：
按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“氧量下限報警值”菜單， 按 “”鍵進入調整頁面，按“↑ ” “↓ ”鍵調整氧量下限數據，按 “”鍵完成調整，按 “”鍵返回測量狀態。
8.2.5 溫度上限報警值：
按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“溫度上限報警值”菜單， 按 “”鍵進入調整頁面，按“↑ ” “↓ ”鍵調整溫度上限數據，按 “”鍵完成調整，按 “”鍵返回測量狀態。
8.2.6 溫度下限報警值：
按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“溫度下限報警值”菜單， 按 “”鍵進入調整頁面，按“↑ ” “↓ ”鍵調整溫度下限數據，按 “”鍵完成調整，按 “”鍵返回測量狀態。
8.2.7 氧量量程設置：
按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“氧量量程設置”菜單， 按 “”鍵進入調整頁面，按“↑ ” “↓ ”鍵調整氧量量程數據(量程從５％－２５％內自由設定)，按 “”鍵完成調整，按 “”鍵返回測量狀態。4-20mA電流輸出將自動和量程對應。※注意：出廠量程一般默認設置為0-25%。
8.2.8 恒溫溫度設置：
按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“恒溫溫度設置”菜單， 按 “”鍵進入調整頁面，按“↑ ” “↓ ”鍵調整恒溫溫度值(恒溫點７００℃和７５０℃兩檔選擇)，按 “”鍵完成，按 “”鍵返回測量狀態。※注意：出廠恒溫點一般默認設置為７００℃。
8.2.9 溫度報警控制：
按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“溫度報警控制”菜單， 按 “”鍵進入調整頁面，按“↑ ” “↓ ”鍵選擇報警“開”或“關”，按 “”鍵完成，按 “”鍵返回測量狀態。
8.2.10氧量報警控制：
按 “SET”鍵進入主菜單，按“↑ ” “↓ ”鍵將光標選中“氧量報警控制”菜單， 按 “”鍵進入調整頁面，按“↑ ” “↓ ”鍵選擇報警“開”或“關”，按 “”鍵完成，按 “”鍵返回測量狀態。
九、貯存
儀器在倉庫存放時，應包裝完好，存放溫度為0～40℃，相對濕度不大于85％，沒有強腐蝕性氣體。
十、儀器的成套及附件
氧量分析儀一套（轉換器、檢測器各一臺，也可以單獨購買）
使用說明書 一本
出廠合格證 一份
附錄一 氧量電流對照表
量程20.6% | 量程25.0% | 量程20.6% | 量程25.0% | ||||
氧含量 | 電流mA | 氧含量 | 電流mA | 氧含量 | 電流mA | 氧含量 | 電流mA |
0.1 | 4.08 | 0.1 | 4.06 | 9 | 10.99 | 9 | 9.76 |
1 | 4.78 | 1 | 4.64 | 9.5 | 11.38 | 9.5 | 10.08 |
2 | 5.55 | 1.5 | 4.96 | 10 | 11.77 | 10 | 10.40 |
2 | 5.55 | 2 | 5.28 | 11 | 12.54 | 11 | 11.04 |
2.5 | 12.37 | 2.5 | 12.62 | 12 | 13.32 | 12 | 11.68 |
3 | 6.33 | 3 | 5.92 | 13 | 14.10 | 13 | 12.32 |
3.5 | 6.72 | 3.5 | 6.24 | 14 | 14.87 | 14 | 12.96 |
4 | 12.54 | 4 | 13.30 | 15 | 15.65 | 15 | 13.60 |
4.5 | 7.50 | 4.5 | 6.88 | 16 | 16.43 | 16 | 14.24 |
5 | 7.88 | 5 | 7.20 | 17 | 17.20 | 17 | 14.88 |
5.5 | 8.27 | 5.5 | 7.52 | 18 | 17.98 | 18 | 15.52 |
6 | 8.66 | 6 | 7.84 | 19 | 18.76 | 19 | 16.16 |
6.5 | 9.05 | 6.5 | 8.16 | 20 | 19.53 | 20 | 16.80 |
7 | 9.44 | 7 | 8.48 | 20.6 | 20.00 | 20.6 | 17.18 |
8 | 10.21 | 8 | 9.12 | 22 |
| 22 | 18.08 |
8.5 | 10.60 | 8.5 | 9.44 | 23 |
| 23 | 18.72 |
9 | 10.99 | 9 | 9.76 | 24 |
| 24 | 19.36 |
|
|
|
| 25 |
| 25 | 20 |
附錄二 氧量--氧電勢對照表(參比氣氧濃度20.6%，工作溫度700℃或750℃)
溫度(℃) | 氧量% | 氧電勢 E(mv) | 溫度(℃) | 氧量% | 氧電勢 E(mv) |
700 | 0.5 | 77.94 | 750 | 0.5 | 81.95 |
700 | 1 | 63.41 | 750 | 1 | 66.67 |
700 | 1.5 | 54.91 | 750 | 1.5 | 57.73 |
700 | 2 | 48.88 | 750 | 2 | 51.39 |
700 | 2.5 | 44.21 | 750 | 2.5 | 46.48 |
700 | 3 | 40.38 | 750 | 3 | 42.46 |
700 | 3.5 | 37.15 | 750 | 3.5 | 39.06 |
700 | 4 | 34.35 | 750 | 4 | 36.12 |
700 | 4.5 | 31.89 | 750 | 4.5 | 33.52 |
700 | 5 | 29.68 | 750 | 5 | 31.20 |
700 | 5.5 | 27.68 | 750 | 5.5 | 29.10 |
700 | 6 | 25.86 | 750 | 6 | 27.18 |
700 | 6.5 | 24.18 | 750 | 6.5 | 25.42 |
700 | 7 | 22.62 | 750 | 7 | 23.79 |
700 | 7.5 | 21.18 | 750 | 7.5 | 22.27 |
700 | 8 | 19.83 | 750 | 8 | 20.84 |
700 | 8.5 | 18.55 | 750 | 8.5 | 19.51 |
700 | 9 | 17.36 | 750 | 9 | 18.25 |
700 | 9.5 | 16.22 | 750 | 9.5 | 17.06 |
700 | 10 | 15.15 | 750 | 10 | 15.93 |
700 | 10.5 | 14.13 | 750 | 10.5 | 14.85 |
700 | 11 | 13.15 | 750 | 11 | 13.83 |
700 | 11.5 | 12.22 | 750 | 11.5 | 12.85 |
700 | 12 | 11.33 | 750 | 12 | 11.91 |
700 | 12.5 | 10.47 | 750 | 12.5 | 11.01 |
700 | 13 | 9.65 | 750 | 13 | 10.14 |
700 | 13.5 | 8.86 | 750 | 13.5 | 9.31 |
700 | 14 | 8.10 | 750 | 14 | 8.51 |
700 | 14.5 | 7.36 | 750 | 14.5 | 7.74 |
700 | 15 | 6.65 | 750 | 15 | 6.99 |
700 | 15.5 | 5.96 | 750 | 15.5 | 6.27 |
700 | 16 | 5.30 | 750 | 16 | 5.57 |
700 | 16.5 | 4.65 | 750 | 16.5 | 4.89 |
700 | 17 | 4.03 | 750 | 17 | 4.23 |
700 | 17.5 | 3.42 | 750 | 17.5 | 3.59 |
700 | 18 | 2.83 | 750 | 18 | 2.97 |
700 | 18.5 | 2.25 | 750 | 18.5 | 2.37 |
700 | 19 | 1.69 | 750 | 19 | 1.78 |
700 | 19.5 | 1.15 | 750 | 19.5 | 1.21 |
700 | 20.6 | 0.00 | 750 | 20.6 | 0.00 |
