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氧化鋯氧量分析儀的結(jié)構(gòu)及種類

閱讀:15發(fā)布時(shí)間:2024-9-11

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)以及防塵裝置、熱電偶、加熱器、標(biāo)準(zhǔn)氣體導(dǎo)管、接線盒以及外殼殼體等組成。

防塵裝置由防塵罩和過濾器組成,能防止煙氣中的灰塵進(jìn)入氧化鋯鋯管內(nèi)部,使鋯管元件免受污染,并能起到緩沖氣樣作用。

氧化鋯管元件是氧探頭的核心部件,由它產(chǎn)生氧濃差電勢(shì)信號(hào)。氧化鋯管是陶瓷類金屬氧化物,使用時(shí)必須避免劇烈震動(dòng),以免損壞鋯管元件。

熱電偶是探頭內(nèi)置加熱器恒溫控制之用,也是測(cè)量鍋爐、窯爐煙道中被測(cè)氣體的溫度的元件,為氧量計(jì)算提供一個(gè)溫度信號(hào)。

加熱器的作用是提供氧化鋯固體電解質(zhì)元件正常工作所需的溫度,從而使其在低于600℃的被測(cè)煙氣環(huán)境中也能正常工作。

來自氧探頭的氧電勢(shì)信號(hào)、熱偶溫度信號(hào)經(jīng)放大送A/D轉(zhuǎn)換電路,與校正系數(shù)一起進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,即可得出氧含量的百分含量。同時(shí),系統(tǒng)可實(shí)行氧電勢(shì)、探頭溫度、校正系數(shù)值的顯示,并對(duì)鋯管的加熱電爐進(jìn)行恒溫控制,且輔以斷偶、超溫保護(hù)、熱偶反接保護(hù),確保系統(tǒng)可靠工作。

按檢測(cè)方式的不同,氧化鋯氧探頭分為兩大類:采樣檢測(cè)式氧探頭及直插式氧探頭。

采樣檢測(cè)式氧探頭

采樣檢測(cè)方式是通過導(dǎo)引管,將被測(cè)氣體導(dǎo)入氧化鋯檢測(cè)室,再通過加熱元件把氧化鋯加熱到工作溫度(750℃以上)。氧化鋯一般采用管狀,電極采用多孔鉑電極。其優(yōu)點(diǎn)是不受檢測(cè)氣體溫度的影響,通過采用不同的導(dǎo)流管可以檢測(cè)各種溫度氣體中的氧含量,這種靈活性被運(yùn)用在許多工業(yè)在線檢測(cè)上。其缺點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間慢;結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易影響檢測(cè)精度;在被檢測(cè)氣體雜質(zhì)較多時(shí),采樣管容易堵塞;多孔鉑電極容易受到氣體中的硫,砷等的腐蝕以及細(xì)小粉塵的堵塞而失效;加熱器一般用電爐絲加熱,壽命不長。

在被檢測(cè)氣體溫度較低(0℃~650℃),或被測(cè)氣體較清潔時(shí),適宜采樣式檢測(cè)方式,如制氮機(jī)測(cè)氧,實(shí)驗(yàn)室測(cè)氧等。

直插檢測(cè)式氧探頭

直插式檢測(cè)是將氧化鋯直接插入高溫被測(cè)氣體,直接檢測(cè)氣體中的氧含量,這種檢測(cè)方式適宜被檢測(cè)氣體溫度在700℃~1150℃時(shí)(特殊結(jié)構(gòu)還可以用于1400℃的高溫),它利用被測(cè)氣體的高溫使氧化鋯達(dá)到工作溫度,不需另外用加熱器。直插式氧探頭的技術(shù)關(guān)鍵是陶瓷材料的高溫密封和電極問題。

由于需要將氧化鋯直接插入檢測(cè)氣體中,對(duì)氧探頭的長度有較高要求,其有效長度在500mm~1000mm左右,特殊的環(huán)境長度可達(dá)1500mm。且檢測(cè)精度,工作穩(wěn)定性和使用壽命都有很高的要求,因此直插式氧探頭很難采用傳統(tǒng)氧化鋯氧探頭的整體氧化鋯管狀結(jié)構(gòu),而多采取技術(shù)要求較高的氧化鋯和氧化鋁管連接的結(jié)構(gòu)。密封性能是這種氧化鋯氧探頭的最關(guān)鍵技術(shù)之一。目前國際上的連接方式,是將氧化鋯與氧化鋁管的焊接在一起,其密封性能,與采樣式檢測(cè)方式比,直插式檢測(cè)有顯而易見的優(yōu)點(diǎn):氧化鋯直接接觸氣體,檢測(cè)精度高,反應(yīng)速度快,維護(hù)量較小。

 

 

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