氧化锆氧量分析仪的测量原理

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氧化锆分析仪原理、结构及安装

氧化锆分析仪原理、结构及安装

氧化锆分析仪一:产品概述ZOY-4系列智能氧化锆氧量分析仪是一种实用可靠的自动化分析仪表。

能与各种电动单元仪表、常规显示记录仪表及DCS集散控制系统配合作用,可对锅炉、窑炉、加热炉等燃烧设备在燃烧过程中所产生的烟气含量进行快速、正确的在线检测分析。

以实现低氧燃烧控制,达到节能目的,减少环境污染。

ZOY-系列智能氧化锆氧量分析仪有ZOY型氧化锆探头(一次仪表)和ZOY氧量变送器(二次仪表)二部分组成。

二:工作原理氧化锆锆管是一种金属氧化物,在高温下形成固态电解质具有传导氧离子的特性。

被测气体(烟气)通过探头过滤器,进入氧化锆锆管的内侧,参比气体(空气)通过自然对流进入探头氧化锆锆管的外侧。

当锆管内外侧氧浓度不同时,在氧化锆锆管内外两侧间会产生氧浓差电动势。

三:型号规格及技术指标①基本误差:<±2%F·S,仪表精度1级②量程:0~5%O2;0~10%O2;0~20%O2;0~25%O2③本底修正:-20mV~+20mV④被测烟气温度:ZOY-4型低于700℃(低温型)ZOY-5型700~1000℃(高温型)⑤输出信号:可扩展双路隔离输出,0~10mADC和4~20mADC,采取光电隔离,直接和计算机联网。

⑥负载能力:0 ~1.2ΚΩ或0~600Ω⑦环境条件:0~50℃;相对湿度<90%⑧电源:220V±10%,50Hz⑨功耗:变送器约8W,加热炉平均约50W⑩响应时间:90%约3秒四:安装方式1、安装点的选择安装点的烟气温度应符合相关要求,一般来说,烟气温度低,检测器使用寿命长,烟气温度高,使用寿命短。

检测器不能安装在烟气不流动的死角,也不能安装在烟气流动很快的地方(如有些旁路气道的扩容腔内)。

另外要求烟道漏气较小,检测器安装维修方便,对于中、小型锅炉,建议安装在省煤器前过热器后,因为锅炉系统烟气的流向从炉膛到汽包,经过过热器、省煤器、空气预热器,由引风机经回收处理后从烟囱排放。

氧化锆氧量分析仪的工作原理

氧化锆氧量分析仪的工作原理

氧化锆氧量分析仪的工作原理
氧化锆氧量分析仪的基本原理是:以氧化锆作固体电解质,高温下的电解质两侧氧浓度不同时形成浓差电池,浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关,如一侧氧浓度固定,即可通过测量输出电势来测量另一侧的氧含量。

在600~1200℃高温下,经高温焙烧的氧化锆材料对氧离子有良好传导性。

在氧化锆管两侧氧浓度不等的情况下,浓度大的一侧的氧分子在该侧氧化锆管表面电极上结合两个电子形成氧离子,然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧泳动,当到达低浓度一侧时在该侧电极上释放两个电子形成氧分子放出,于是在电极上造成电荷累积,两电极之间产生电势,此电势阻碍这种迁移的进一步进行,直至达到动平衡状态,这就形成浓差电池,它所产生的与两侧氧浓度差有关的电势,称作浓差电势。

这样,如果把氧化锆管加热至一大于600℃的稳定温度,在氧化锆两侧分别流过总压力相同的被测气体和参比气体,则产生的电势与氧化管的工作温度和两侧的氧浓度有固定的关系。

如果知道参比气体浓度,则可以根据氧化锆管两侧的氧电势和氧化锆管的工作温度计算出被测气体的氧浓度。

为了正确测量烟气中氧含量,使用氧化锆氧量分析仪时必须注意以下几点:
(1)为确保输出不受温度影响,氧化锆管应处于恒定温度下工作或
在仪表线路中附加温度补偿措施。

(2)使用中应保持被测气体和参比气体的压力相等,只有这样,两种气体中氧分压之比才能代表两种气体中氧的百分容积含量(即氧浓度)之比。

因为当压力不同时,如氧浓度相同,氧分压也是不同的。

(3)必须保证被测气体和参比气体都有一定的流速,以便不断更新。

氧化锆氧量计测氧原理

氧化锆氧量计测氧原理
要控制过剩空气系数为最佳值,则需要测量值 , 由于值很难准确测量,分析发现值与 O2 成确定单 值对应函数关系 。
一、分析烟气含氧量意义 2 与O2的关系
过剩空气系数与氧含量O2之间不仅具有单值函数 关系,且受燃料品种、燃烧方式和设备结构影响小。
α = 21 21 0.91O2
可见分析氧含量O2的意义就是为了控制过剩空气系 数为最佳值,保证锅炉燃烧的经济性。
热工控制与保护
氧化锆氧量计 测氧原理
一 、分析含氧量意义 二 、氧化锆测氧原理 三 、氧化锆注意事项
一、分析烟气含氧量意义
1 与环保经济性的关系
为了保证锅炉燃烧环保经济性,监视炉膛内燃料 燃烧状况,确保安全运行,需要及时控制燃料和空气 的比例,即保持烟气过剩空气系数为最佳值,一般 为1.02~1.20。
3 氧化锆探头与氧浓差电池
掺杂氧化锆管,内外附上多 孔的金属铂电极,使其处于高温 状态下,当电解质两侧气体中氧 气的浓度不同时,两铂电极间会 形成氧浓差电势,这个装置称作 氧浓差电池。
“氧浓差电势”是如何形成的?
二、氧化锆氧量分析仪原理 4 工作原理分析
在高温(650~850℃)下,氧气从分压大的 参比侧向分压小的烟气侧扩散。
这种扩散,不是氧分子透过氧化锆从参比侧 到烟气侧,而是氧分子离解成氧离子后,通过 氧化锆的过程。
在750℃左右的高温中,在铂电极的催化 作用下,在参比侧发生还原反应:O2 + 4e 2O2-
烟气侧 铂电极 参比侧
2O2- 4e+O2
二、氧化锆氧量分析仪原理
4 工作原理分析
这些氧离子进入电解质后,通过 晶体中的空穴向前运动到达左侧的铂 电极,在烟气侧发生氧化反应,氧离 子在铂电极上释放电子并结合成氧分 子析出,即: 2O2- - 4e O2

氧化锆氧量分析仪原理

氧化锆氧量分析仪原理

氧化锆氧量分析仪原理
氧化锆氧量分析仪是一种常用的分析测试仪器,用于测量气体中的氧含量。

其工作原理基于电化学测量技术,包括以下几个主要步骤:
1. 气体进样:气体样品通过进样口进入氧化锆氧量分析仪内部。

进样口通常与样品气体来源相连,例如气瓶、气流管道等。

2. 传感器结构:氧化锆氧量分析仪内部包含一个氧离子传感器,该传感器由两个电极组成,分别是一个氧化锆电极和一个参比电极。

氧化锆电极表面镀有一层氧化锆陶瓷,可以与气体中的氧发生电化学反应。

3. 氧离子传输:当氧气进入氧化锆氧量分析仪内部后,氧气分子会在氧化锆电极表面与陶瓷层上的氧离子发生反应,并形成电荷。

这些氧离子会从氧化锆电极经过固体电解质传输到参比电极。

4. 电化学测量:在氧离子传输过程中,通过对电流进行测量,可以确定氧气的浓度。

当氧气浓度较高时,氧化锆电极表面的氧离子转移速率会增加,电流也会相应增大;而当氧气浓度较低时,电流减小。

通过测量电流的变化,可以精确测量氧气的含量。

5. 数据处理:氧化锆氧量分析仪通常配备有数据处理模块,可以将测得的电流信号转换为氧气含量的数值,并显示在仪器的屏幕上。

同时,一些氧化锆氧量分析仪还可以实现数据记录、
导出和远程监控等功能。

总之,氧化锆氧量分析仪通过氧离子传感器的电化学反应,测量气体中氧气的含量,并将结果显示出来。

该仪器在环境保护、工业生产等领域中广泛应用,有助于监测和控制气体中的氧气含量。

氧化锆分析仪工作原理

氧化锆分析仪工作原理

1、氧化锆工作原理及特性:氧化锆陶瓷是一种固体电介质,它具有离子导电性质,是测量装置中将烟气氧浓度转换成电信号的关键元件。

在一定温度下,氧化锆测量管内外两侧通以氧浓度的气体,例如内侧通空气,作为参比气体,外则通过被测烟气。

当内外两侧气体的氧浓度不同时,氧化锆测管内外两侧将产生氧浓度差电势,内侧多孔性铂参比电势为正极,外侧多孔性铂电极为负极。

两根引线将氧浓差电势送至二次仪表进行放大显示,也可转换为标准信号用作其他控制。

在高温600℃以上时,氧化锆管的高氧分压面(通空气的氧化锆管内壁)发生还原反应:O2+4e→2O2- 管内壁氧化锆给出电子而带正电,生成的O2-通过氧化锆空穴到达低氧分界面。

低氧分压在氧化锆管外侧.,它的表面发生氧化反应:2O2-→O2+4e氧化反应生成电子,使管外壁电极带负电,从而产生浓差电势E。

氧浓差电势E的大小,不仅与参比气体氧分压(一般用空气,值为20.6)和烟气中的氧分压有关,还和氧化锆的工作温度有关,更为重要的是氧化锆的导电特性和温度有直接关系。

对氧化锆的导电特性——工作温度关系,一般情况下:氧化锆的导电特性——工作温度关系测试结果氧化锆工作温度/0℃ 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750氧化锆电极内阻/Ω 136k 23k 18k 13k 8k 2.8k 400 123 44 19由此可见,温度过低时,氧化锆探头巨大的内阻影响了它的导体特,二次分析仪已无法得到准确的氧浓差电势。

为此,通常把氧化锆的理想工作温度定在650~800℃之间。

2、氧化锆氧量计的主要部件:氧化锆氧量计是由防尘装置、氧化锆管元件 ( 固体电解质元件 ) 、热电偶、加热器、校准气体导管、接线盒以及外壳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。

材料采用耐高温、耐腐蚀的不锈钢材料制作,以提高使用寿命。

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,并能起到缓冲气样的作用。

氧化锆氧分析仪的原理是怎样的

氧化锆氧分析仪的原理是怎样的

氧化锆氧分析仪的原理是怎样的氧化锆氧分析仪是一种以氧化锆为测量原理的氧气分析仪,它
用来在拥有UOP许可的连续催化再生过程的再生器内氧含量的检测。

氧化锆氧分析器的工作原理
在一片高致密的氧化锆固体电解质的两侧,用烧结的方法制成
几微米到几十微米厚的多孔铂层作为电极,再在电极上焊上铂丝作
为引线;
就构成了氧浓差电池,假如电池左侧通入参比气体(空气)。

其氧分压为po;电池右侧通入被测气体,其氧分压为p1(未知)。

设pop1,在高温下(650~850oC),氧就会从分压大的Po侧
向分压小的P1侧扩散,这种扩散,不是氧分子透过氧化锆从po侧
P1侧,而是氧分子离解成氧离子后通过氧化锆的过程。

在750oC左右的高温中,在铂电极的催化作用下,在电池的po
侧发生还原反应,一个氧分子从铂电极取得4个电子,变成两个氧
离子(O2—)进入电解质,即
O2(pn)+4e→2O2—
po侧的铂电极由于大量给出电子而带正电,成为氧浓差电池的
正极或阳极。

这些氧离子进人电解质后,通过晶体中的空穴向前运动到达右
侧的铂电极,在电池的p1侧发生氧化反应,氧离子在铂电极上释放电子并结合成氧分子析出,即
2O2—→ O2(P1)+4e
p1侧的铂电极由于大量得到电子而带负电,成为氧浓差电池的负极或阴极。

这样在两个电极上由于正负电荷的聚积而形成一个电势,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,再供应氧分子形成氧离子,电路中就有电流通过。

标签:氧化锆氧分析仪。

氧化锆氧分析仪的原理

氧化锆氧分析仪的原理

氧化锆氧分析仪的原理当今社会,氧化锆氧分析仪已成为广泛应用于工业生产、环境保护、医疗保健等领域的关键仪器之一、其紧要工作原理基于氧化锆电化学传感器,能够实时监测气体中氧气浓度的变化,帮忙人们把握和调整工作环境中的氧气含量,保障生产和生活的安全和健康。

氧化锆氧分析仪的工作原理已在上一个回答中进行了认真介绍。

在此我们将重点介绍氧化锆氧分析仪在不同领域的应用及其优势。

在工业生产中,氧化锆氧分析仪被广泛用于监测高温反应炉、加热炉、焊接设备、氧化锌生产过程中的氧气含量。

同时,氧化锆氧分析仪也用于钢铁、化工、电子、玻璃等行业的生产过程掌控中,以保证生产过程的安全和质量。

在环境保护领域,氧化锆氧分析仪可以用于测量废气中氧气浓度,以监测排放的氧气浓度是否符合环保要求。

另外,氧化锆氧分析仪还可以用于监测废水中的溶解氧含量,以及土壤中的氧气浓度,帮忙环保人员实现对环境的保护和整治。

在医疗保健领域,氧化锆氧分析仪用于监测患者呼吸氧气浓度,以确保患者得到充分的氧气供应。

此外,氧化锆氧分析仪还可以用于监测麻醉气体中的氧气浓度,以及在体外循环手术中监测氧气浓度。

总的来说,氧化锆氧分析仪具有响应快、精准性高、使用寿命长等优点。

它能够帮忙人们实时监测气体中氧气浓度的变化,为生产和生活带来了更大的便利和安全保障。

另外,氧化锆氧分析仪还具有一些其他的优点:1、高精度:氧化锆氧分析仪能够达到特别高的测量精度,通常在0.1%左右。

这种高精度使得它可以用于一些对氧气浓度要求特别严格的应用中。

2、高灵敏度:氧化锆氧分析仪对氧气的浓度变化特别敏感,能够实时监测到氧气含量的微小变化。

这种高灵敏度使得氧化锆氧分析仪可以用于监测气体中氧气浓度的变化趋势。

3、耐用性强:氧化锆氧分析仪接受高温传感器,能够承受高温环境下的长时间工作。

同时,氧化锆陶瓷材料的耐腐蚀性也特别强,能够适应各种恶劣的工作环境。

4、易于维护:氧化锆氧分析仪通常具有自我诊断和故障检测功能,能够适时检测到故障并进行修复。

氧化锆氧量分析仪工作原理

氧化锆氧量分析仪工作原理

氧化锆氧量分析仪工作原理氧化锆氧量分析仪是一种常用于燃气分析的仪器,在燃煤、燃油、天然气等燃料的燃烧过程中,能够快速、准确地测量燃气中氧气的含量。

为了更好地理解氧化锆氧量分析仪的工作原理,需要从以下方面进行介绍。

仪器结构氧化锆氧量分析仪由控制系统、测量系统和信号输出系统三部分组成。

控制系统是仪器的核心部件,包括主控板、电源、输入输出接口等组成部分。

测量系统中主要包含传感器组、放大器、滤波器等。

信号输出系统则是实现了信号的放大和转换,将测量得到的数据通过标准信号输出,用于控制、存储和处理。

工作原理氧化锆氧量分析仪的工作原理基于的是氧气传感器的特性。

氧气传感器采用了固态氧离子传导技术,即将氧气分子在温度较高的条件下通过一种氧化物离子导体(通常为氧化铈或氧化锆等)传导到电极上,生成电势差。

当氧气浓度发生变化时,电势差也会发生变化,从而实现对氧气浓度的测量。

在具体的工作中,氧气传感器通过传感器组来埋入到燃气管道中,接受燃气中的氧气分子发生反应。

在这个过程中,由于氧气分子的存在,导致氧化物离子和电极上的氧化还原对发生反应,产生一定的电信号。

经过传感器做量化处理后,可以得到一个与氧气浓度成正比的电信号,根据这个电信号就可以获得燃气中氧气的含量。

值得注意的是,由于氧化锆氧量分析仪采用了固态氧离子传导技术,因此需要保证传感器工作温度满足要求。

具体来说,氧化锆氧量分析仪的工作温度通常为600-900°C,因此需要使用加热元件,使其处于这个温度范围内,才能正常工作。

优缺点分析氧化锆氧量分析仪具有以下优点:1.准确度高:氧化锆氧量分析仪能够快速、准确地测量燃气中氧气的含量,其测量误差通常在±1%左右。

2.反应速度快:氧化锆氧量分析仪具有很高的灵敏度和响应速度,能够及时反馈燃气中氧气含量的变化情况。

3.维护方便:氧化锆氧量分析仪的工作原理简单、结构清晰,拆卸、清洗和更换传感器等维护操作非常方便。

当然,它也存在一些缺点:1.价格昂贵:相比其他类型的氧气传感器,氧化锆氧量分析仪的价格较为高昂,使得它并不适用于所有的燃气分析应用场景。

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氧化锆氧量分析仪的测量原理
氧化锆氧量分析仪(又称氧化锆氧分析仪、氧化锆分析仪、氧化锆氧量计、氧化锆氧量表),主要用于丈量焚烧过程中烟气的含氧浓度,相同也适用于非焚烧气体氧浓度丈量。

在传感器内温度稳定的电化学电池(氧浓差电池,也简称锆头)发生一个毫伏电势,这个电势直接反应出烟气中含氧浓度值。

氧传感器的关键部件是氧化锆,在氧化锆元件的表里两边涂上多孔性铂电极制成氧浓度差电池。

它坐落传感器的顶端。

为了使电池坚持额外的工作温度,在传感器中设置了加热器。

用氧分析仪内的温度操控器操控氧化锆温度稳定。

氧化锆氧量分析仪的构成是由氧传感器(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)以及它们之间的连接;电缆等构成。

氧传感器; 传感器装置由不锈钢外壳、丈量电池、加热器、热电偶、过滤元件以及电缆接线端子等构成。

丈量电池本体分为3 层:铂(电极)─氧化锆(电解质)─铂(电极)。

铂电极是多孔性的。

烟道气体通过过滤器或校验气体通过传导管进入丈量电池被测气体一侧,而另一侧为参比空气(含氧20.60%)两种含氧浓度不同的气体作用在丈量电池,便发生一个以对数为规则的电势(两边的氧浓度差愈大, 电势信号愈大)。

毫伏信号经氧分析仪转换成4-20mA 规范电流。

此电流由氧分析仪接线端子输出。

丈量电池的工作温度设置为高于650℃-700℃的稳定温度, 为了坚持工作温度稳定,用一支K型热电偶丈量电池的工作温度,经氧分析仪内的温度操控器调理加热器的加热电压。

当丈量烟气温度高于700℃时,传感器构成中省去加热器和测温热电偶。

为了使丈量电池的工作温度到达700℃,氧分析仪承受传感器中的K型热电偶输出的温度mV 信号,与微处理器预置温度(毫伏) 相对比,然后操控电池温度。

氧分析仪选用环境温度作为热电偶冷端对比点。

氧分析仪对氧传感器输入的氧mV 信号进行扩大,然后将扩大的电压信号通过。

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