★ 主要原理

氧化鋯探頭是利用氧化鋯濃差電勢(shì)來測(cè)定氧含量的傳感器，其核心的氧化鋯管安置在一微型電爐內(nèi)，位于整個(gè)探頭的頂端。

氧化鋯管是由氧化鋯材料摻以一定量的氧化釔或氧化鈣經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后形成的穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷燒結(jié)體。由于它的立方晶格中含有氧離子空穴，因此在高溫下它是良好的氧離子導(dǎo)體。因其這一特性，在一定高溫下，當(dāng)鋯管兩邊的氧含量不同時(shí)，它便是一個(gè)典型的氧濃差電池，在此電池中，空氣是參比氣，它與煙氣分別位于內(nèi)外電極。在實(shí)際的氧探頭中，空氣流經(jīng)外電極，煙氣流經(jīng)內(nèi)電極，當(dāng)煙氣氧含量P小于空氣氧含量P0（20.6%O2）時(shí)，空氣中的氧分子從外電極上奪取4個(gè)電子形成2個(gè)氧離子，發(fā)生如下電極反應(yīng)：

O（P0）+4e-→2O-2

氧離子在氧化鋯管中迅速遷移到煙氣邊，在內(nèi)電極上發(fā)生相反的電極反應(yīng)：

2O-2 →O（P0）+4e-

由于氧濃差導(dǎo)致氧離子從空氣邊遷移到煙氣邊，因而產(chǎn)生的電勢(shì)又導(dǎo)致氧

離子從煙氣邊反向遷移到空氣邊，當(dāng)這兩種遷移達(dá)到平衡后，便在兩電極間產(chǎn)生一個(gè)與氧濃差有關(guān)的電勢(shì)信號(hào)E,該電勢(shì)信號(hào)符合"能斯特"方程：

E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)

式中R、F分別是氣體常數(shù)和法拉第常數(shù)，T是鋯管溫度（K）, P0是空氣氧含量（20.6%O2）, P 是煙氣含量。由（1） 式可見，在一定的高溫條件下（一般）600℃），一定的煙氣氧含量便會(huì)有一對(duì)應(yīng)的電勢(shì)輸出，在理想狀態(tài)下，其電勢(shì)值在高溫區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)氧含量。 在理想狀態(tài)下，當(dāng)被測(cè)煙氣與參比氣濃度一樣時(shí)， 其輸出電勢(shì)E值為 0 mV, 但在實(shí)際應(yīng)用中，鋯管實(shí)際條件和現(xiàn)場(chǎng)情況均不是理想狀態(tài)。 故事實(shí)上的鋯管是偏離此值的。實(shí)際上，一定氧含量鋯管輸出的電勢(shì)為理論值和本底電勢(shì)的和，我們稱為無濃差條件下鋯管輸出的電勢(shì)值為本底電勢(shì)或稱為零位電勢(shì)， 此值的大小又在不同溫度下呈不同的值， 并且隨鋯管使用期延長而變化。 因此， 如不對(duì)此情況處理，會(huì)嚴(yán)重影響整套測(cè)氧儀的準(zhǔn)確和探頭壽命。

★ 主要特點(diǎn)

1、傳感器使用了日本離子鍍膜技術(shù)，大幅度提高了使用壽命。

2、氧化鋯探頭采用全321不銹鋼（1Cr18Ni9Ti)護(hù)套，具有的 耐磨及耐蝕性。

3、直插式：無需取樣系統(tǒng)，響應(yīng)快，有效的降低煙氣中灰份堵塞。

4、熱擴(kuò)散參比：無需專門的參比空氣泵，使用維護(hù)簡單。

5、雙參數(shù)設(shè)計(jì)：克服國產(chǎn)氧化鋯性能離散性，測(cè)量準(zhǔn)確，延長使用壽命。

6、工況在線校準(zhǔn)：準(zhǔn)確可靠，單標(biāo)氣在線校準(zhǔn)方便，工況點(diǎn)可直接標(biāo)定，測(cè)量精準(zhǔn)。

7、熱惰性保護(hù)：安裝方便，可熱安裝，對(duì)停啟爐適應(yīng)性強(qiáng)。

8、元件可拆：元件更換方便，便于維修，降低使用成本。

9、多功能顯示：氧含量(%)； 氧電勢(shì)；溫度，本底電勢(shì)參數(shù)數(shù)顯直觀方便

10、雙量程：同時(shí)具有0-10% 和0-20.6%雙量程，測(cè)量范圍廣。

11、雙輸出：同時(shí)具有開關(guān)量節(jié)點(diǎn)輸出和4-20mA兩檔輸出。

12、負(fù)載大：750歐/4-20mA,便于遠(yuǎn)程安裝。

13、本底電勢(shì)可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍寬，可隨時(shí)檢查元件老化等參數(shù)。

14、全浮式設(shè)計(jì)：共模輸入，抗電場(chǎng)干擾性強(qiáng)，無需地線，安裝方便。

15、產(chǎn)品系列化適應(yīng)性強(qiáng)：可適用于燃?xì)?、燃油、燃煤各種爐型。測(cè)量溫度從室溫至1400度均可選擇到合適的型號(hào)。

★ 氧化鋯氧分析儀的故障現(xiàn)象和處理方法

一、故障現(xiàn)象 儀表示值偏低。

原因1：樣氣中可能存在可燃?xì)怏w。氧化鋯固體電解質(zhì)工作在600~850度高溫下，如果樣氣中存在碳?xì)浠衔锏瓤扇冀M分，將發(fā)生燃燒反應(yīng)而耗氧，故導(dǎo)致儀表示值偏低。

處理方法：抽樣檢查樣氣，如果樣氣中的確有可燃?xì)怏w存在，則應(yīng)調(diào)整工況除去可燃?xì)怏w，或者在樣氣中加裝凈化器除去可燃?xì)怏w組分。

原因2：探頭過濾器堵塞、氣阻增大，影響被測(cè)氣體中氧分子的擴(kuò)散速度。

處理方法：反向吹掃、清洗過濾器，如果不能疏通，則更換過濾器。

原因3：爐溫過高。

處理方法：檢查校正爐溫。

原因4：量程電勢(shì)偏高。

處理方法：利用給定電勢(shì)差校正量程電勢(shì)。

二、故障現(xiàn)象 儀表示值偏高

原因1：鋯管破裂漏氣。

處理方法：檢查更換鋯管。

原因2：鋯管產(chǎn)生小裂紋，導(dǎo)致電極部分短路滲透。

處理方法：檢查更換。

原因3：鋯管老化。

處理方法：測(cè)量鋯管內(nèi)阻，方法是在儀表規(guī)定的工作溫度下，用數(shù)字萬用表檢測(cè)兩電極引線間的阻值，一支新的鋯管內(nèi)阻應(yīng)小于50歐姆，如果鋯管內(nèi)阻大于100歐姆時(shí)，可適當(dāng)提高爐溫繼續(xù)使用。若儀表誤差過大，超出允許誤差范圍時(shí)，應(yīng)更換鋯管。

原因4：爐溫過低，造成鋯管內(nèi)阻過高。

處理方法：檢查校正爐溫。

三、故障現(xiàn)象 儀表無指示。

原因1：電爐未加熱。

處理方法：檢查溫度控制電路的加熱器、熱電耦等，找出電爐不加熱的原因，處理之。

原因2：信號(hào)輸出回路開路。

處理方法：檢查輸出回路接線，確保接觸良好。

原因3：鋯管多孔鉑電極斷路。

處理方法：用數(shù)字萬用表檢查鋯管內(nèi)阻，在儀表規(guī)定的工作溫度下，如果鋯管兩電極引線間的阻值大于100歐姆，則應(yīng)更換鋯管。

四、故障現(xiàn)象 儀表無論置于任何一檔，示值均指示滿量程。

原因1：電極信號(hào)接反。

處理方法：正確連接。

原因2：鋯管電極脫落，或經(jīng)長期使用后鉑電極蒸發(fā)。

處理方法：檢查鋯管兩極間電阻，如果超過100歐姆，則應(yīng)更換鋯管。

五、故障現(xiàn)象 表頭指針抖動(dòng)。

原因1：放大器放大倍數(shù)過高。

處理方法：檢修放大器，調(diào)整放大倍數(shù)。

原因2：接線接觸不良。

處理方法：檢查并緊固接線端子。

原因3：插接件接觸不良。

處理方法：清洗插接件。

六、故障現(xiàn)象 輸出信號(hào)波動(dòng)大

原因1：取樣點(diǎn)位置不合適。

處理方法：和工藝配合檢查、更改取樣點(diǎn)位置。

原因2：燃燒系統(tǒng)不穩(wěn)定，超負(fù)荷運(yùn)行或有明火沖擊鋯管，氣樣流量變化大。

處理方法：和工藝配合檢查，調(diào)整工藝參數(shù)，檢查、更換氣路閥件。

原因3：樣氣帶水并在鋯管中汽化。

處理方法：檢查樣氣有無冷凝水或水霧，鋯管出口稍向下傾斜改進(jìn)樣氣預(yù)處理系統(tǒng)。

★ 技術(shù)規(guī)格

* 測(cè)量對(duì)象：各種工業(yè)爐窯煙氣，混合氣體濃度

* 測(cè)量元件：氧化鋯管

1、測(cè)氧范圍：0—20.6%O2或0--10%

2、儀器精度：系統(tǒng)測(cè)氧基本誤差≤±2%滿量程值

3、變送器精度：1.0級(jí)（≤1.0%滿量程值）

4、溫控精度：恒溫點(diǎn)的700±1℃

5、響應(yīng)時(shí)間：≤3秒（達(dá)到90%的響應(yīng)）

6、報(bào)警輸出：上、下限節(jié)點(diǎn)輸出，可選“常開"或“常閉"點(diǎn)

7、模擬量輸出信號(hào)：4—20 mA ADC（負(fù)載0Ω—750Ω）對(duì)應(yīng)氧量0—10%O2或者0—20.6%O2

8、本底修正范圍：-20 mV—+20 mV

9、數(shù)顯形式：LED四位數(shù)碼管顯示

10、電源：AC220V±15%

11、功耗：<6W（不包括加熱功率）

12、加熱功率：約50W（平均值）可提供150W輸出功率

13、環(huán)境條件：溫度-20℃—60℃

相對(duì)濕度<90%

14、檢測(cè)器約10Kg，轉(zhuǎn)換器約5Kg

15、標(biāo)定方式：叁參數(shù)標(biāo)定?？諝恻c(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)氣點(diǎn)、工況點(diǎn)。