氧化锆氧分析仪使用注意事项
为了保证氧化锆氧分析仪的测量准确,使用中需注意以下问题:
(1)被测气体与参比气体的压力必须相等,否则氧分压的电动势表达式不能转换成氧浓差表达式,测量会产生原理性误差。
(2)由于在氧浓差电池工作过程中,高氧侧的氧分子会以离子方式穿过氧化锆进入低氧侧,使氧化锆两侧的氧浓度趋于接近,因此要保证烟气和参比气都有一定的流速。但也要注意,气
国产氧化锆测量仪厂家
氧化锆氧分析仪使用注意事项
为了保证氧化锆氧分析仪的测量准确,使用中需注意以下问题:
(1)被测气体与参比气体的压力必须相等,否则氧分压的电动势表达式不能转换成氧浓差表达式,测量会产生原理性误差。
(2)由于在氧浓差电池工作过程中,高氧侧的氧分子会以离子方式穿过氧化锆进入低氧侧,使氧化锆两侧的氧浓度趋于接近,因此要保证烟气和参比气都有一定的流速。但也要注意,气体的流速不能过大,以免影响氧化锆管的温度,造成附加误差。
氧化锆氧量分析仪的结构
氧化锆氧量分析仪的构成是由氧传感器(包含热电偶、加热器、标准气体导管、接线盒以及外壳壳体)(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)以及防尘装置等组成。
防尘装置由防尘罩和过滤器组成,能防止烟气中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,从而使其在被测烟气环境中能正常工作。
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。
氧化锆测量原理
氧化锆传感器的核心构件是氧化锆固体电解质,氧化锆固体电解质是由多元氧化物组成的。常用的这类电解质有ZrO2.Y2O3,它由二元氧化物组成,其中ZrO2称为基体,Y2O3称为稳定剂。ZrO2在常温下是单斜晶体,在高温下它变成立方晶体(萤石型),但当它冷却后又变为单斜晶体。因此,纯氧化锆的晶型是不稳定的。所以,当在ZrO2掺入一定量的稳定剂Y2O3时,由于Y3+置换了Zr4+的位置,一方面在晶体中留下了氧离子空穴;另一方面由于晶体内部应力变化的原因,该晶体冷却后仍保留立方晶体。因此,又称它为稳定氧化锆。据上述分析,稳定氧化锆在高温下(650℃)是氧离子的良好导体。
典型的氧化锆传感器是,这样在两个电极上,由于正负电荷的堆积而形成一个电势,称之为氧浓差电动势。当用导线将两个电极连成电路时,负极上的电子就会通过外电路流到正极,再供给氧分子形成离子,电路中就有电流通过。
其池电势由能斯特方程给出:。在温度700℃时,当固体电介质一侧氧分压为空气(20.6%)时,由浓差电池输出电动势E,就可以计算出固体电介质另一侧氧分压,这就是氧化锆氧量分析仪的测氧原理。
在实际应用中,由于仪表出厂检验的量程(0-10%)与现场需求(0-25%)不同,并且出厂后经过较长时间才安装使用,导致氧量计测量值发生偏差,其测量空气含氧量为19%左右,与实际情况有较大偏差。经现场检查调试发现,其原因与E的补偿值(本底电势)有关。
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