BOB半岛:氧化锆分析仪

　　江苏明通仪表有限公司是一家集自动化设备的研制开发、生产销售与服务为一体的*,公司坚信以人为本，主营等系列产品。品质取胜的经营理念，拥有一批*从事于建材、电力、化工、钢铁等自控领域的高级技术人才,公司一直保持和国外公司的技术合作与交流，不断吸纳国外较早技术与设计思想,使开发的产品不仅满足国内自动化市场的需求，同时也出口到了东南亚地区。

　　公司在众多国内外同行和各界人士的支持下,多年来陆续开发、研制生产和代理了相关国家的压力仪表、温度仪表、料位仪表.分析仪表、流量仪表、校验仪器、环保仪表、气动仪表等十多个大类*产品,获得了众多用户的厚爱和好评。

　　公司视科技为*生产力,在聚集了一批敬业乐群的技术人员的同时，还拥有一批勇于进取、业务精良、吃苦耐劳的员工队伍。在产品上，公司努力做到精心设计、精心施工,为用户提供精品工程.在服务上,公司视“诚信”为企业的生命之源，努力满足客户售前、售后服务的需要；在新产品上,

　　公司生产研发人员“精雕细凿”开发高科技、高品位、高质量、高要求的新产品来满足市场、满足用户。

　　金湖明通仪表有限公司正朝着跻身于国内*的工业自动化控制领域的目标而不懈努力.“维护诚信”、“服务于用户”,是金湖明通仪表公司永远不变的生存宗旨,优良的品质、完善的服务铸造了金湖明通仪表公司的品牌，公司将伴着您的辉煌携手共进走向成功！

　　直插式微机化氧量自动分析仪是在总结氧化锆氧量分析仪多年研究和应用经验后，研制成功的新型氧量分析仪，适用于各种工业锅炉、窑炉及加热炉中烟气的含氧量。它的主要特点是氧量检测器的结构设计及铂电极的化学配方、制作工艺充分考虑了被测炉气组分复杂这一特点，可保证检测器在水平直插条件下应用时具体足够长的寿命。而其信号转换部分以单片微处理器为核心，通过软件实现仪表大部分功能，硬件配置重点强化仪表的抗干扰措施。

　　直插式微机化氧量自动分析仪是在总结氧化锆氧量分析仪多年研究和应用经验后，研制成功的新型氧量分析仪，适用于各种工业锅炉、窑炉及加热炉中烟气的含氧量。它的主要特点是氧量检测器的结构设计及铂电极的化学配方、制作工艺充分考虑了被测炉气组分复杂这一特点，可保证检测器在水平直插条件下应用时具体足够长的寿命。而其信号转换部分以单片微处理器为核心，通过软件实现仪表大部分功能，硬件配置重点强化仪表的抗干扰措施。

　　从提高氧量测量可靠性入手，延长氧量检测器的持续使用寿命，并使仪表具备与检测器要求相适应的自诊断功能及抗*力。本仪表在完善氧化锆头金属化工艺及仪表信号转换器实现智能化等方面较大改进，具体内容如下：

　　（1）多孔性铂电极的化学配方及制作工艺可保证氧量检测器氧化锆探头在锅炉烟气氛中有足够的使用寿命。

　　本仪器依据浓差电池原理构成，和其他电池一样，它具有两个半电池，而在两电极之间，用固体电介质氧化锆联结。

　　在高温下，当氧化锆两侧有氧浓差时，就形成了氧浓差电池，电池电动势的大小可依据Nernst公式计算，即：

　　由上式可知，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一侧氧分压，这就是氧化锆氧量自动分析仪的测氧原理。

　　2.5 显示内容：氧浓（）、氧势（mV）、炉温（℃）、加热电压（V）、量程上、下限（）、报警上、下限（）

　　氧量检测器由防尘装置、氧化锆管、加热电炉、测温热电偶、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。

　　检测器内加热电炉的作用是提供氧化锆元件正常工作所需的温度，为延长加热电炉的寿命，在工艺上做了特殊的处理。由于检测器本身带有加热装置，因而在低于600℃的环境中仍能正常工作。

　　将来自氧量检测器的模拟信号（氧势、热电势）分别调制成0-10KNz调频信号，经光电隔离后送至计算机，采用调频方式能将仪表输入、输出相互隔离，这样就消除了诸如大电流跳变所引起的干扰，能够克服高共模电压，因而大大提高了仪表的抗*力。应用程序主要由主程序和子程序组成，所有的程序都采用模块结构编制，便于修改、增加软件功能，以满足不同用户的特殊需要。程序运算采用了三位浮点数，保证了运算劳动精度，对氧浓、炉温的计算，采用查表线性插值法，对炉温的控制采用增量式PID算式控制。信号转换器的电气原理框图见图1

　　预先加工好带法兰的76mm设备短节，按要求选好取样位置（炉壁或管道），开一个76的孔，将短节以水平方式焊接到设备上，焊接时要保证焊接处不漏气。对带余热锅炉流程，在选定取样点位置后，76mm设备短节应根据保温厚度适当加长穿过炉体保温砖，与炉体钢壳焊牢，露出部分长度约60mm。必须注意：应保证设备短节与炉体保温砖之间的密封，不能泄漏。把检测器插入短节，在短节法兰与检测器法兰间垫上2-4mm厚的石棉垫，旋紧4个螺栓，使其不漏气即可。

　　注意：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。

　　信号转换器盘装于控制室，氧量检测器安装于现场，它们之间连接线带屏蔽二芯电缆线敷设、电偶冷端补偿导线两根，采用K分度KX-G型2×1.5带屏蔽二芯补偿导线敷设、电炉加两根，采用RVVP2×2.5二芯电缆线敷设。 信号转换器与氧量检测器之间的接线。

　　置信号转换器于“测量”状态（出厂时，信号转换器已置于测量状态），开机后，显示屏显示“”符号，表示开机正常，2S后进入程序升温状态，显示屏交叉显示“UUU”及温度，温度键对应指示灯亮，经1h炉温达700℃，并自动退出程序升温状态转入氧量测量程序，氧量键对应指示灯亮，LED窗口显示当时氧量，输出通道给出与所选择的测量范围及当时氧量有关的模拟量（0-10mA或4-20mA）。

　　在“程序升温”状态下，仪表显示升温符号及当时温度值，在正常“测量”状态下，仪表显示当时“氧量”值，当要查询“温度”或“氧量”以外的参数时，只要按下列板对应键，在显示窗口立即显示对应参数值，但按键动作不影响程序升温时温度或测量状态时氧量所对应的模拟输出量，且在10S后显示内容自动返回，恢复显示程序升温状态时温度或测量状态时的氧量值。总之，在测量时，任何按键动作不影响与氧量相对应的模拟量输出，仅仅是显示内容的改变，且在10S后返回。

　　由于氧化锆元件的离散性，由于氧化锆元件在使用过程中的老化，由于安装点比气的流通情况不尽相同，可能是氧化锆元件的测量产生较大误差。因此，不仅对新安装的氧化锆探头需要进行在线校准，而且必须定期对运行中的探头进行校准。

　　在实验室或现场，把氧探头和转换器按图6正确连接好并接通电源，一小时后温度达到700℃。旋开探头上的标准气螺栓，将瓶装5%含量的氮中氧标准气体通过减压器将其流量控制在300ml/分钟，用无味乳胶管送入探头的标气口内，观察转换器的氧量显示值，若氧量偏差较大则需按一下“氧势校正键”，再通过按“加”或“减”键使显示值增加或减少一些，再按“氧量”键，查看氧量是否在5%左右，若未达到标准请重复此步骤调整，若无法调到标准，说明锆管已老化，需换新锆管。

　　无标气现场标准：旋开探头上的标准气螺栓，使空气进入标准气导管，按一下转换器面板上的“氧势校正键”，通过按“加”或“减”键使显示值为0.1mv以内，再按下“氧量”键应显示20.6即可，校准结束应将标准气螺栓重新旋紧即可正常使用。

　　按上限报警（或下限报警）键，此时显示上限报警（或下限报警）设定值，如需进行改变，按“加”或“减”键，直至符合要求为止。

　　7.1.1 将氧量检测器从取样口抽出，在现场与信号转接器按说明书要求正确接线，并使氧量检测器氧化锆探头升温至700℃。测量锆管的零电势及高温内阻，应分别小于5mV及500（出厂时，锆管的零电势及高温内阻分别小于3mV及50），如能符合要求，说明氧化锆探头性能良好。若零电势及高温内阻分别大于5mV及500以上，需换新锆管，然后按照6.1.3节说明的方法进行校准。

　　7.1.2 在氧量检测器“氧势”端子处卸下内部探头连线，将手动电位差计输出信号由“氧势”端子输入，不同的毫伏输入，信号转换器应显示不同的氧量，其关系参见附录A“氧浓度-浓差电势对照表”。

　　7.1.3 确认氧化锆探头性能，氧量测量及温度控制系统均正常后，重新将氧量检测器装回取样口，按表4所列现象按先后次序检查、排除。

　　3、由烟气直接给氧化锆管加热，所以探头内没有电炉。探头与变送器之间的连线为一根六芯屏蔽电缆（RVVP）接法同？？型，一对加热电炉线mV）加热发光管闪亮，数码管显示被测点温度值，仪器不能正常工作。

　　温度600℃~800℃（热电偶两端24mV~32.46mV）加热发光管不亮，数码管显示被测点含氧量。仪器正常工作。

　　温度700℃以上（热电偶两端32.46mV以上）加热发光管闪亮，数码管显示被测点含氧量，仪器正常工作。此时应检查热电偶两端mV值，严格控制被测点温度不要超过850℃（35mV以上）以免大大影响氧化锆管寿命。

　　5、由于氧化锆管输出电势受温度影响，即当烟气温度变化时，锆管电势略有变化。由此可知，若烟气温度波动大，则氧量变化波动也大。

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