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氧化锆氧分析仪

氧化锆氧分析仪 氧化锆氧量分析仪主?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…

氧化锆氧分析仪

氧化锆氧量分析仪主?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?。它又被?称为氧化锆氧量分析仪,氧化锆分析仪/氧化锆氧量计/氧化锆氧量表〒.在传感器内温度恒定的电化学$电池(氧浓差@电池,也简?称锆头)产生一个毫伏1电势,‰这个电势直接反应出烟气中含氧?浓度值。?氧传感器的关键部件是氧化锆,在氧?化锆元件的内外两侧涂上多孔性铂电极制成氧浓度差电池。它位∮于传感器的顶端。为了?使电池保持额定的工作温度,在传感器中设置了加热器。⊕用氧分析仪内的温度控制器控制氧化锆温度恒氧化锆氧分析仪定。∩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)?以及它们之间的连接电缆等组成。

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微型电炉内,位?于整个探头的?顶端。*

氧化锆管是由氧化锆材料掺以一?定量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形?成的稳定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,在一定高温下,当锆管两边的氧含量?不同时,它便是一个典型的氧浓差电池,在此电池中,空气=是参?比气,它与烟气分别位于?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(20√.6%O∪∴2)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,发生如下电极反应:
?
O(P?0)+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应㏒: ?

2O-2 →O(P0)+4e- ??

由于氧浓差导致?氧离子从空气边迁移到烟气边,因而产生的电势⊿£又㎡导致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)?2Ln(P×0 /P) (1)

?式中R、F分别是﹤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(20?.6%O2), P 是烟气含量。
?
由(1) ∈式可见,在一定?的高温条件下(一般)60=0℃),一?定的烟气氧含量便会?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。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o整套测氧?仪的准确和探头寿命。鉴于此,′HD-D系列氧分析仪采取了”双参数校正法”,℉对探头本底电势作特殊∣处理,弥?补了锆管?的﹢离散≧性缺陷,延长了探㈱?头的使用寿命。

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m外壳壳体等组成。

防尘装置由防>尘罩和?过滤器组成,能防止烟气中μ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3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℃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。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ml多时m,采样管容易堵塞;多孔铂¥电极容易受到3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(0℃~65?0℃),?或被测气体?较清?洁∑时,℃适宜采样式检测方式,如?制氮机mol测氧∷,实验室?测氧等。
直插式检测是将氧化锆氧量分析仪直接插入?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℃~11㏄50℃时(特殊结构还可以用于1400℃?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高温密封和电∽极问题。
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作者: mgnqyz

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