氧化鋯氧分析儀的工作原理

它是根據(jù)電化學(xué)中的濃度差原理設(shè)計(jì)的。氧化鋯是一種固體電解質(zhì)，在高溫下只能傳輸不同的氧離子。多孔鉑電極安裝在氧化鋯的兩側(cè)。一個(gè)鉑電極與已知氧含量的氣體(如空氣)完全接觸，另一個(gè)鉑電極與待處理一側(cè)的含氧氣體完全接觸。當(dāng)兩側(cè)氣體中的氧濃度不同時(shí)，高濃度一側(cè)的氧分子從鉑電極獲得電子，成為氧離子，使鉑電極成為電池的陰極。

氧化鋯氧量分析儀系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成

氧化鋯氧量分析儀的構(gòu)成是由氧傳感器(又稱氧探頭、氧檢測(cè)器)、氧分析儀（又稱變送器、變送單元、轉(zhuǎn)換器、分析儀）以及它們之間的連接電纜等組成。

氧傳感器        

傳感器裝置由金屬外殼、測(cè)量電池、加熱器、熱電偶、過濾元件以及電纜接線端子等組成。測(cè)量電池本體分為3層：鉑(電極)─氧化鋯(電解質(zhì))─鉑(電極)。鉑電極是多孔性的。煙道氣體通過過濾器或校驗(yàn)氣體通過傳導(dǎo)管進(jìn)入測(cè)量電池被測(cè)氣體一側(cè)，而另一側(cè)為參比空氣(含氧20.60％)。

兩種含氧濃度不同的氣體作用在測(cè)量電池，便產(chǎn)生一個(gè)以對(duì)數(shù)為規(guī)律的電勢(shì)(兩側(cè)的氧濃度差愈大, 電勢(shì)信號(hào)愈大)。毫伏信號(hào)經(jīng)氧分析儀轉(zhuǎn)換成0—10mA或4－20mA標(biāo)準(zhǔn)電流。此電流由氧分析儀接線端子輸出。

測(cè)量電池的工作溫度設(shè)置為高于650℃的恒定溫度, 為了保持工作溫度恒定，用一支Ｋ型熱電偶測(cè)量電池的工作溫度，經(jīng)氧分析儀內(nèi)的溫度控制器調(diào)節(jié)加熱器的加熱電壓。

當(dāng)測(cè)量煙氣溫度高于700℃時(shí)，傳感器組成中省去加熱器和測(cè)溫?zé)犭娕肌?

氧分析儀

為了使測(cè)量電池的工作溫度達(dá)到700℃，氧分析儀接受傳感器中的Ｋ型熱電偶輸出的溫度mV信號(hào)，與微處理器預(yù)置溫度(毫伏)相比較，從而控制電池溫度。氧分析儀采用環(huán)境溫度作為熱電偶冷端比較點(diǎn)。

氧分析儀對(duì)氧傳感器輸入的氧mV信號(hào)進(jìn)行放大，然后將放大的電壓信號(hào)經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。根據(jù)氧分析儀預(yù)先校準(zhǔn)或者預(yù)置的氧傳感器測(cè)量電池的特性曲線，微處理器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氧濃度值并顯示在氧分析儀顯示屏上，同時(shí)，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性標(biāo)準(zhǔn)模擬電流信號(hào)0—10mA或4－20 mA輸出。

氧分析儀在運(yùn)行中連續(xù)不斷地進(jìn)行系統(tǒng)自檢，而通過電纜對(duì)傳感器進(jìn)行溫度控制、過熱保護(hù)和故障監(jiān)督。若有故障出現(xiàn)，在分析儀儀顯示屏上顯示出故障。

  影響氧化鋯氧量分析儀測(cè)量精度的原因歸納

1、氧化鋯頭的靜態(tài)特性的非線性氧化鋯頭的制造工藝和料材組成 ,電極噴涂和引線粘接的質(zhì)量 ,電子電導(dǎo)引起的電化學(xué)滲透及鋯頭內(nèi)部的溫度梯度等原因都能造成鋯頭靜態(tài)特性的非線性 ,使其偏離理論方程產(chǎn)生非線性誤差 .雖然廠家規(guī)定鋯頭的線性度 ,實(shí)際上能達(dá)到這一要求的鋯頭僅有 30 %左右。實(shí)測(cè)結(jié)果表明 ,實(shí)際使用中的鋯頭靜態(tài)特性離散性很大 ,非線性實(shí)際相對(duì)誤差有時(shí)可達(dá) 40 %以上。  

2、被測(cè)煙氣中腐蝕氣體對(duì)氧化鋯探頭的腐蝕，造成氧化鋯分析儀、氧化鋯氧量分析儀測(cè)量精度誤差  

3、被測(cè)氣體流動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響進(jìn)入鋯頭電極界面區(qū)的被測(cè)氣體流動(dòng)情況 ,關(guān)系到電極界面電化學(xué)反應(yīng)…        4、外部力量造成的氧化鋯探頭漏氣，造成氧化鋯氧量分析儀測(cè)量精度的誤差