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氧化锆氧量分析仪
ZrO2-III型氧化锆氧分析仪
安徽天康(集团)股份有限公司是一家国内知名的仪器仪表设计与制造公司，简称安徽天康，旗下全资子公司安徽天康股份有限公司的天康仪表产品用于工业过程控制中的温度、压力、流量、液位测量以及数据分析。作为工业现场参数测量仪表的主要生产商之一，我们为国内外的客户提供应用方面的专业知识、服务及技术支持。安徽天康产品的质量、性能来自于逾四十五年在工业仪表研发及制造的经验，以及对于技术的不断创新设计与持久开发。
目录（页）
1 氧化锆探头工作原理
2 氧化锆探头电气连接和安装示意图
3 氧化锆探头的规格
4 氧化锆探头，测量值，吹扫，校正，工作原理安装示意图
5 氧气分析仪设定，各输入，输出口的连接
6 氧气分析仪4-20输出电流的设定和调整
7 氧气分析仪自动，校正，检测的设定
8 氧气分析仪和氧化锆探头联调方法和步骤
9 氧气分析仪功能表和中英文显示对照表
10 氧化锆探头，氧气分析仪工作故障分析流程图
11 氧气分析仪与氧化锆探头各电气连接口示意图
注意:
1、新建炉膛或烟道要等几次烘炉干燥后再安装氧探头，否则，过于潮湿的烟气可能降低新探头使用寿命。
2、每次维修更换新探头后必须进行本底校正。校正方法见8.2参数设置与校正
3、由于探头的参比气是靠空气自然对流提供的,探头必须水平安装, 参比气和标准气接口相应朝下.探头端部防护套管的缺口位置(可调整方向)也应垂直向 下,以防积灰.
4、锆头信号线、电偶导线要与加热器线分开走线。
5、 探头和仪器使用在防爆区内时要按防爆具体要求配置防爆箱，任何错误配置的防爆箱所产生的结果由用户自己负责.防爆探头的加热器必须在炉火燃烧后接通加热.
一、 概述
氧化锆烟气氧量分析仪是近几十年发展起来的新型测氧仪器，因其具有结构简单、维护方便、反应速度快、测量范围广等特点，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。
ZrO2-III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结构，不需取样系统，能及时反映锅炉内燃烧状况，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. 大屏幕蓝底白字ＬＣＤ显示。
3. 全中文操作菜单(出口产品可以提供英文菜单)。
4. 氧量量程0-２５％内自由设定（最低量程0-5%）。
5. 温度采用ＰＩＤ控温，恒温点７００℃和７５０℃（可现场选择）。
6. 可设置氧量上、下限报警指示，温度上、下限报警指示。
7. 本底电势一键校正。
8. 可用标准气在线校准。
9. 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。
10. 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，将氧含量在液晶屏上显示出来，同时转换成电流信号供计算机或计录仪使用。 700℃和750℃时氧浓度与氧浓差电势关系见附表．
三、 技术指标：
量 程：0.01～25.0%O2(量程从5.00％－25.00％内自由设置）
输出信号：4~20mA 负载电阻≤500Ω 隔离
重 复 性：满量程的±0.5%
基本误差：≤±2%（满量程）
稳 定 性：≤±1%（仪器连续检定4h）
响应时间：当标准气体从检测器入口引入时计，5秒内达到90%的响应
环境温度：检测器 -10℃～80℃ 转换器 0℃～40℃
电源及功耗：电源220±10%VAC，功耗最大为150W
样气温度：≤650℃（700℃以上协商供货）
样气压力范围：-5～+5kPa
检测器长度：0.4m;0.8m;1.0m;1.2m；（其他长度可根据用户要求生产）
四、 检测器的构造
检测器由防尘装置、高温密封垫、氧化锆管、加热炉、热电偶、气体导管、接线盒以及壳体等主要部件组成。整个装置采用全封闭型结构，以增加整个装置的密封性能，提高使用寿命。对高粉尘的检测环境，为达到更好的过滤效果，加装了多孔陶瓷过滤器。
检测器内的氧化锆管是核心元件 ，属陶瓷易碎品，运输和安装使用过程中应避免剧烈震动，以免损坏。检测器内加热炉的作用是提供氧化锆元件正常工作所需的温度，为延长加热炉的寿命，在工艺上作了特殊的处理。因检测器本身带有加热装置，从而在低于600℃的环境中能正常工作。
检测器的外形和尺寸见下图：
五、 检测器的现场安装条件
5.1氧量检测器的现场安装条件
避开震动场合；
环境温度要在仪器规定范围内；
接线盒要避开高辐射热源；
尽可能避开腐蚀性气体；
要有足够的工作空间；
5.2 取样点的位置选择
取出的气样能快速反映工艺状态的变化情况，即气体要具有代表性。 为避免SO2 的冷凝，取样点气体温度应高于300℃，其范围为300~600℃最佳。 取样点的温度、压力、流量等参数不应变化太大。取样探头的长度应达到烟道中心部位，至少不能少于烟道直径的1/3。切忌在管道、烟道底部开口取样。 取样点的附近炉堂、烟道应无泄漏，否则将造成测量误差。 要选择在易于维护、检修的地方。
5.3 氧量检测器的安装
预先加工好带法兰的设备短接管，孔径为Φ76，长度约为400mm。按要求选好取样位置(炉壁或管道)，开一个Φ76 的孔，将短接水平焊接到炉壁上，焊接时要保证焊接处不漏气。把检测器插入短接管中，接管法兰与检测器法兰之间垫上2—4mm 厚的石棉垫，旋紧4 个螺栓，使其不漏气即可。
六、 转换器安装尺寸
盘装横式表：外形尺寸160*80mm，开孔尺寸152*76mm
盘装竖式表：外形尺寸80*160mm，开孔尺寸76*152mm
盘装方式表：外形尺寸160*160*150mm，开孔尺寸152*152mm
盘装方式表：外形尺寸144*144*150mm，开孔尺寸138*138mm
盘装方式表：外形尺寸96*96mm，开孔尺寸78*78mm
墙挂式表： 外形尺寸260*200*100mm
七、 仪器接线示意图：
7.1.锆头信号引线用RVVP2×1.5带屏蔽二芯电缆线
7.2.热电偶选用K分度号KX-G型2×1.5带屏蔽二芯补偿导线
7.3.加热器选用RVV2×2.5二芯电缆线
附录一 氧量电流对照表
|
量程20.6%
|
量程25.0%
|
量程20.6%
|
量程25.0%
|
||||
|
氧含量
|
电流mA
|
氧含量
|
电流mA
|
氧含量
|
电流mA
|
氧含量
|
电流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
|
附录二 氧量--氧电势对照表(参比气氧浓度20.6%，工作温度700℃或750℃)
|
温度(℃)
|
氧量%
|
氧电势 E(mv)
|
温度(℃)
|
氧量%
|
氧电势 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
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