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氧量分析儀

氧化鋯氧分析儀屬于電化學式分析儀,通常用氧化鋯來測量煙氣的含氧量從而判斷鍋爐目前燃燒的狀況。

氧化鋯氧分析儀工作原理

        氧化鋯氧量分析儀的構成是由氧傳感器(又稱氧探頭、氧檢測器)、氧分析儀(又稱變送器、變送單元、轉換器、分析儀)以及防塵裝置、熱電偶、加熱器、標準氣體導管、接線盒以及外殼殼體等組成。

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氧化鋯氧分析儀外形結構圖

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氧化鋯氧分析儀檢測原理圖

 氧化鋯(ZrO2)是一種金屬氧化物的陶瓷制成的管子,其內外側燒結鉑電極,內側通入參比空氣,外側與被測煙氣接觸。在一定溫度下,當兩側氧濃度不同時,兩個電極之間會產生電勢差,測得此電勢差即可測定煙氣中的含氧量。

         氧化鋯是具有離子導電性質的固體,在常溫下為單斜晶體,當溫度升高到1150℃左右時,晶型轉變為立方晶體,同時體積收縮;當溫度降低時,又變為單斜晶體。若反復加熱與冷卻,ZrO2就會破裂。因此,純凈的ZrO2不能用作測量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣(CaO)或氧化釔(Y2O3)作穩定劑,再經過高溫焙燒,則變為穩定的氧化鋯材料,這時,四價的鋯被二價的鈣或三價的釔置換,同時產生氧離子空穴,所以ZrO2屬于陰離子固體電解質ZrO2主要通過空穴的運動而導電,當溫度達到600℃以上時,ZrO2就變為良好的氧離子導體。在氧化鋯電解質的兩面各燒結一個鉑電極,當氧化鋯兩側的氧分壓不同時,氧分壓高的一側的氧以離子形式向氧分壓低的一側遷移,結果使氧分壓高的一側鉑電極失去電子顯正電,而氧分壓低的一側鉑電極得到電子顯負電,因而在兩鉑電極之間產生氧濃差電勢。此電勢在溫度一定時只與兩側氣體中氧氣含量的差(氧濃差)有關,其原理符合"能斯特"方程:

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

式中R----氣體常數;

               F----法拉第常數;

               T----鋯管絕對溫度(K);

               P0---空氣氧含量(20.6%);

               P----煙氣含量。

       當一側氧氣含量已知時(如空氣中氧氣含量為常數),則另一側氧氣含量(如煙氣中氧氣含量)就可用氧濃差電勢表示,測出氧濃差電勢,便可知道煙氣中氧氣含量。

常用氧化鋯氧分析儀主要技術參數

測量范圍

010%;0~21% 

測量精度

<±2%

響應時間

<0.2s

溫度檢測

有,補償

變送器精度

<0.1%

信號輸出

4—20 mA DC(負載0Ω—750Ω)對應氧量010%O2或者021%O2

供電電源

220VAC±10%,50±1Hz,功率≤6W;24VDC;

防護等級

變送器IP66;電極IP68

工作環境

085%RH,-2060

插入深度

小于1500mm


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