氧化锆分析仪测氧原理及应用

作者：侯典来单位：中国国电集团公司菏泽发电厂热工

[摘要：］本文通过氧化锆分析仪在菏泽电厂的成功应用案例，详细论述了125 MW机组锅炉采用氧化锆氧量变送器测定烟气中的含氧量工作原理，仪器结构、性能和标定方法，锆头安装与更换，故障判断和消除等。

[关键词：]氧化锆，标定

1 前言

针对#1机组送风单耗升高、氧量高负荷上不去问题进行了全面分析，通过检查发现，送风机全开，氧量只有4.0%左右，同时送风机单耗上升0.45kwh/tq，引风机单耗也有0.1-0. 2 kwh/tq的升高，同时甲侧烟道伴随排烟温度降低，甲侧排烟温度约比乙侧低21℃，判断为预热器甲侧漏风，安排热力试验进行漏风测试，发现甲侧预热器漏风率高达18%以上。

#1炉预热器甲侧漏风严重，严重影响送风单耗，高负荷氧量上不去，利用停炉机会检查消除#1炉预热器内部漏风点。本次#1炉停炉备用期间，对预热器漏风管子进行了封堵，2004年8月24日开机后观察，同负荷、同氧量下，送风耗电率降低0.029个百分点，引风耗电率降低0.009个百分点，送、引风耗电率合计降低0.038个百分点。

菏泽电厂125MW机组采用氧量信号校正风量指令，如下图1所示。

风量指令送至送风控制系统，去控制甲乙送风机偶合器勺管开度，从而控制送风量；风量指令与实际送风量的偏差经过RAFC块的PI运算输出，作为前馈信号引入引风控制系统，控制甲乙引风机偶合器勺管开度，从而控制炉膛负压。

2 测氧原理

如图2所示，在氧化锆管底的内外表面有两个铂电极，即参比电极和测量电极，分别带有两根铂引线，构成一个氧化锆测氧电池，即氧浓差电池。

该型探头主要由以下组件组成：氧化锆元件为探头的关键部件，以它为主体构成测氧

电池，包括氧化锆管及涂制在管底部的钼电极和电极引线，电极引线可将信号引出；加热

炉用于加热氧化锆管，使它恒定在设定温度（780±10℃）上；标气管用于接通标气，校准

探头；热电偶用于测量氧电池中的温度，接入变送器温控系统；接线板设有信号、热电偶

和加热炉三对接线柱，其它还有过滤器、安装法兰和探头外壳。

4 氧量变送器

原ZO-12（Q）型氧量变送器的原理图如图4所示，有两部分组成。

4.2温控部分

温控部分的作用是将探头中测氧电池的温度定在（780±10℃）范围内，由装在探头中的热电偶将池温信号ET输到温控电路，经过冷端补偿和断偶保护，再放大100倍后加到比例积分电路，并与池温设定电势3.24V比较，其比较结果送移相触发电路，产生可变周期的脉冲，以触发固态继电器，由于脉冲周期不同，所以，可控制固态继电器中可控硅的导通角，从而改变探头加热炉的加热功率，达到恒温的目的。

4.3前面板功能键

该变送器前面板功能键如图5所示，它设有七个功能键和一个本底调节，内容包括：四参数显示键：氧量——显示烟气含氧量，信号——显示探头信号，本底——显示本底电势，池温——显示探头氧化锆电池温度；上排三个键为独立操作键，互不影响，包括数显开关，两个量程转换（10%和20%），自检内设标准信号代替探头信号，用于检验变送器的氧量转换部分是否正常；本底电势用于标气校验时，调试该电位器以校准本底电势的影响。

该变送器设有两个保护功能：断偶保护用于当热电偶断后，该线路部分将输入一

个约34mV的假热偶信号，自动断开加热炉电源，保护探头以免烧坏；超温保护用于当温控系统出现故障而失控时，池温升至820℃，超温保护系统将控制电源恒定在820℃，避免探头烧坏。

5 在线标定：

氧化锆电池老化、积灰、SO2 和SO3 对电池的腐蚀等许多干扰因素的影响，运行过程中，仪器参数将发生逐渐变化，而给测量带来误差，电池老化表现在内阻升高和本底电势增大两个主要参数上。内阻大于800Ω或本底电势增大到（―2 5～―30）mV时，氧量显示出现跳动现象，响应迟缓。为了使测量准确，必须定期用标气进行校准。

先将标气流量调至500ml/min，然后取下探头上的标气入口堵头，将标气用导管接入标气入口，并密封好。

当标气通入约（3～5）min后，显示稳定，这时调变送器前面板上的本底调节电位器，直至氧气显示和标气值相等。

取下标气连接管，重新堵上标气入口，仪器校准完毕，按下本底键，即可读出记录该值。

[参考文献]

［1］管怡和，阮勇，周建莉.JJG535-88，氧化锆氧分析器［S］.

［2］丁卫东.ZO系列氧化锆氧量分析器在黄台发电厂的使用及问题分析［J］.山东电力技术，2001年增刊（热控专集）：78-80，112.

[作者简介]侯典来(1963-)，男，山东梁山人，汉族，1985年毕业于山东工业大学，学士学位，高级工程师，主要从事火电厂基建安装调试和生产检修工作，曾荣获山东省优秀质量管理工作者称号。

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氧化锆法氧气分析仪测量方法

氧化锆法氧气分析仪测量方法：氧气分析仪是使用比较多的一种分析仪器，在以后的生产工艺中一定能运用的更多。现在氧气分析仪的应用已经十分广泛，产品种类也越来越多，发展前景很好。氧气分析仪是怎样测量氧气含量的呢？下面我们就来介绍一种。氧化锆法氧化锆法氧化锆法侧氧气含量。氧化锆传感器的测量原理以及结构特点氧化锆传感器的测量原理以及结构特点氧化锆传感器的测量原理以及结构特点：：氧化锆传感器的核心构件是氧化锆固体电解质，氧化锆固体电解质是由多元氧化物组成的。常用的这类电解质有ZrO2·Y2O3，它由二元氧化物组成，其中，ZrO2称为基体，Y2O3称为稳定剂。ZrO2在常温下是单斜晶体，在高温下它变成立方晶体(萤石型)，但当它冷却后又变为单斜晶体，因此纯氧化锆的晶型是不稳定的。所以当在ZrO2中掺人一定量的稳定剂Y2O3时，由于Y 置换了Zr 的位置，一方面在晶体中留下了氧离子空穴，另一方面由于晶体内部应力变化的原因，该晶体冷却后仍保留立方晶体，因此又称它为稳定氧化锆。据上分析，稳定氧化锆在高温下(650℃以上)是氧离子的良好导体。典型的氧化锆传感器是 Pt,P''O2│ZrO2·Y2O3│P'O2,Pt 在上述电池中，Pt 表示两个铂电极，它是涂制在氧化锆电解质的两边，两种氧分压为P''O2和P'O2的气体分别通过电解质的两边。作为氧传感器，其中P''O2是参比气，例如通人空气(20.6%O2)，P'O2是待测气，例如通入烟气。在高温下，由于氧化锆电解质是良好的氧离子导体，上述电池便是一个典型的氧浓差电池。

在高温下（650---850℃），氧就会从分压大的P''O2一侧向分压小的P'O2侧扩散，这种扩散，不是氧分子透过氧化锆从P''O2侧到P'O2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，在电池的P''O2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（P''O2）+4e→2O2- P''O2侧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。这些氧离子进入电解质后，通过晶体中的空穴向前运动到达右侧的铂电极，在电池的P'O2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： 2O－4e→O2（P'O2） P'O2侧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，由于正负电荷的堆积而形成一个电势，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，再供给氧分子形成离子，电路中就有电流通过。其池电势由能斯特方程给出： E=RT/4F×ln(P''O2/P'O2) 式中R为气体常数，T为电池的热力学温度(K)，F为法拉第常数．(1)式是在理想状态下导出的，必须具有四个条件：(1)两边的气体均为理想气体；(2)整个电池处于恒温恒压系统中；(3)浓差电池是可逆的；(4)电池中不存在任何附加电势。因此称(1)式为氧化锆传感器的理论方程。由(1)式可见由于参比气氧含量P''O2是已知的，因此测得E值后便可求得待测气体氧含量P'O2值。

水质分析仪的工作原理及特点

水质分析仪的工作原理及特点一、前言随着近年来我国经济的快速发展，城市的工业和生活垃圾大量增加，目前对垃圾进行处理的主要方法是卫生填埋，而进行填埋都是露天作业，垃圾经压实后，随着垃圾中生物的分解及遇到雨雪天气时，雨水和雪水渗入填埋区，会产生垃圾渗滤液。渗滤液属高浓度有机废水，浓度值变化范围大，其中含碳氢化合物、硝酸盐、硫酸盐及微量铜、镉、铅等重金属离子，细菌指标很高，如不进行处理直接排入水体，将严重污染当地的水环境。为了保护水环境，必须加强对污水排放的监测。检测点的设计和检测仪表（主要是水质分析仪）的质量对水环境监测起着至关重要的作用，本文结合某一污水处理厂的设计谈谈这方面体会。二、水质分析仪的工作原理污水处理厂使用的分析仪有两种：pH计和溶氧分析仪。 1、pH计的工作原理水的pH值随着所溶解的物质的多少而定，因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。pH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响，同时还严重影响活性污泥生化作用，即影响处理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之间。水在化学上是中性的，某些水分子自发地按照下式分解：H2O=H++OH-，即分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中，氢离子H+和氢氧根离子OH-的浓度都是10-7mol/l，pH值是氢离子浓度以10为底的对数的负数：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有过量的氢离子，则pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氢氧根离子过量，则溶液呈碱性。 pH值通常用电位法测量，通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。该厂采用了CPS11型pH传感器和CPM151型pH 变送器。具体结构如图1所示，测量电极上有特殊的对pH反应灵敏的玻璃探头，

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％O2 ③本底修正：-20mV～+20mV ④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0～600Ω ⑦环境条件：0～50℃；相对湿度＜90％ ⑧电源：220V±10％，50Hz ⑨功耗：变送器约8W，加热炉平均约50W ⑩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

ZO系列氧化锆氧量分析仪使用说明书

目录 1 概述.............................................................................................................. 2 仪器测量原理................................................................................................ 3 仪器主要技术参数......................................................................................... 4 仪器简介....................................................................................................... 4.1 仪器组成................................................................................................. 4.2 各部分简介 ............................................................................................. 4.2.1 探头简介........................................................................................... 4.2.2 变送器简介 ....................................................................................... ................................................................................................................. ................................................................................................................. 4.2.2.3 基本设置..................................................................................... 5 仪器检验....................................................................................................... 6 仪器安装....................................................................................................... 6.1 安装前的准备.......................................................................................... 6.1.1 探头安装位置的选择......................................................................... 6.1.2 炉体法兰的焊接................................................................................ 6.1.3 现场布线........................................................................................... 6.2 安装........................................................................................................ 6.2.1 变送器的安装.................................................................................... 6.2.2 探头的安装 ....................................................................................... 6.3 现场连线.................................................................................................

氧化锆氧量分析仪型号

氧化锆氧量分析仪主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度，将此类分析仪应用于燃烧检测过程中，可有效减少一氧化碳等气体的排放。当然，它也分为不同的型号。接下来由安徽康斐尔电气有限公司为您进行简单介绍，希望给您带来一定程度上的帮助。氧化锆氧量分析仪按检测方式的不同，氧化锆氧探头分为两大类：采样检测式氧探头及直插式氧探头。 1.采样检测式氧探头采样检测方式是通过导引管，将被测气体导入氧化锆检测室，再通过加热元件把氧化锆加热到工作温度(750℃以上)。氧化锆一般采用管状，电极采用多孔铂电极。其优点是不受检测气体温度的影响，通过采用不同的导流管可以检测各种温度气体中的氧含量，这种灵活性被运用在许多工业在线检测上。其缺点是反应时间慢；结构复杂，容易影响检测精度；在被检测气体杂质较多时，采样管容易堵塞；多孔铂电极容易受到气体中的硫，砷等的腐蚀以及细小粉尘的堵塞而失效；加热器一般用电炉丝加热，寿命不长。

在被检测气体温度较低(0℃～650℃)，或被测气体较清洁时，适宜采样式检测方式，如制氮机测氧，实验室测氧等。 2.直插检测式氧探头直插式检测是将氧化锆直接插入高温被测气体，直接检测气体中的氧含量，这种检测方式适宜被检测气体温度在700℃～1150℃时(特殊结构还可以用于1400℃的高温)，它利用被测气体的高温使氧化锆达到工作温度，不需另外用加热器。直插式氧探头的技术关键是陶瓷材料的高温密封和电极问题。由于需要将氧化锆直接插入检测气体中，对氧探头的长度有较高要求，其有效长度在500mm～1000mm左右，特殊的环境长

度可达1500mm。且检测精度，工作稳定性和使用寿命都有很高的要求，因此直插式氧探头很难采用传统氧化锆氧探头的整体氧化锆管状结构，而多采取技术要求较高的氧化锆和氧化铝管连接的结构。密封性能是这种氧化锆氧探头的最关键技术之一。目前国际上最先进的连接方式，是将氧化锆与氧化铝管永久的焊接在一起，其密封性能极佳，与采样式检测方式比，直插式检测有显而易见的优点：氧化锆直接接触气体，检测精度高，反应速度快，维护量较小。安徽康斐尔电气有限公司位于长江之滨的的文明城市天长市，是集科技攻关、新品研发、制造营销、出口为一体的生产型企业。主要产品：电力电缆、控制电缆、计算机电缆、核电站用1E级和非1E 级电力电缆。仪器仪表系列：压力变送器、压力表系列、双金温度计、无纸记录仪、工业热电偶、仪表保护箱、温度传感器等。公司拥有雄厚的技术力量、精良的制造工艺和科学的管理手段。公司严格执行产品标准及行业标准，按照国内各工矿企业的使用环境条件和工艺要求，制定严格的工艺流程，使产品工艺精良。公司自主研制、开发、生产的产品主要有六大系列，400多个品种。被广泛应用于航天、军工、电力、水处理等行业，产品销往国内29个省市自治区，在许多重点工程中使用，获得用户高度评价。

氧气分析仪的特点与原理

氧气分析仪的特点与原理氧气分析仪具有测量快速、准确、高精度的特点，它采用了先进的燃料池传感器测量氧含量。由于传感器完全密封，所以传感器是免维护的。通常使用寿命可达三到五年。是老一代微氧仪的更新换代产品。并且与先进的单片机技术，流量控制，温度补偿，压力控制系统想结合，使之具有更好的人机操作平台和广泛的使用性能。仪器采用独特的过压保护装置，当气体流量突然增大的时候，过压保护动作，气体进入传感器的通道被切断，从而很好的保护了传感器避免过压损坏。同时由于该仪器设计时采针阀可将传感器在不使用的条件下密封，防止传感器在空气中消耗并且可以达到对进样管路进行吹扫，以达到清扫进样管路的目的，更使它在快速、大量分析作业众发挥重要作用。仪器工作原理：氧气分析仪采用完全密封的燃料池氧传感器是当前国际上zui先进的测氧方法之一。燃料池氧传感器是由高活性的氧电极和铅电极构成，浸没在KOH的溶液中。在阴极氧被还原成氢氧根离子，而在阳极铅被氧化。 O2+2H2O+4e4OH 2Pb+4OH2Pb（OH）2+4e KOH溶液与外界有一层高分子薄膜隔开，样气不直接进入传感器，因而溶液与铅电

极不需定期清洗或更换。样气中的氧分子通过高分子薄膜扩散到氧电极中进行电化学反应，电化学反应中产生的电流决定于扩散到氧电极的氧分子数，而氧的扩散速率又正比于样气中的氧含量；这样，该传感器输出信号大小只与样气中的氧含量相关，而与通过传感器的气体总量无关。通过外部电路的连接，反应中的电荷转移即电流的大小与参加反应的氧成正比例关系。采用此方法进行测氧，可以不受被测气体中还原性气体的影响，免去了许多的样气处理系统。它比老式“金网-铅”原电池测氧更快速，不需要漫长的开机吹除过程； “金网-铅”原电池样气直接进入溶液中，导致仪器的维护量很大，而燃料电池法样气不直接进入溶液中；传感器可以非常稳定可靠的工作很长时间。事实上，燃料电池氧传感器是完全免维护的。标签: 氧气分析仪

氧化锆测量原理介绍

氧化锆变送器相关说明 1、氧化锆变送器测量原理氧化锆传感器工作原理：honeywell公司的高精度氧化锆动态氧传感器（实物如图1所示），该传感器采用两个氧化锆盘，在其中间安置一个密封小室。加热到700°C的温度后，其中一个盘起到可逆氧气泵的作用，被用来依次充满和抽空小室，另一个盘用于测量氧分压差比率及产生相对应的传感电压。氧气泵使小室范围内达到规定最小和最大压力所花的时间与环境中的氧分压成正比关系，从而测量该时间即可得到环境中的氧分压。图1 氧化锆动态氧传感器实物图氧化锆变送器测量电路工作原理：电路原理框图如图2所示，由前置放大、电压比较、电子泵、MCU、电压输出及电源模块组成。传感器输出的电压信号经前置级放大后输入电压比较模块，通过它控制电子泵的翻转及检测氧化锆传感器内密闭小气室达到规定最小和最大压力所花的时间，该时间信号经MCU采集和处理后，通过DAC转换为与氧浓度成正比的0～4.096V直流电压信号。图2 电路原理框图变送器由氧化锆传感器、测量电路及开关电源组成，如图3所示（由于氧化锆传感器安装在气体测量室中，这里没有表示），绿色盒中安装测量电路，灰色部分为开关电源（提供电路工作需要的24VDC，及氧化锆工作需要的5VDC加热电压）。 3、变送器在系统中的使用方法供电：220V AC/50Hz（至开关电源）变送器输出的电压信号采集：在现有 CEMS系统中，接口板专门为该电压信号的输入图3 变送器实物图

留有接口（J3600的9脚＋及21脚－），将变送器的电压信号正确接入接口板，系统就可测量氧气浓度。标定：由氧化锆的工作原理决定，为保证测量氧气浓度的正确性，需要对变送器进行标定，方法是在气体室已经加热到正常工作的120°C且氧化锆变送器通电时间超过10分钟后通空气，然后进行标定。调零：无需进行调零操作。 4、变送器的连线氧化锆传感器与测量电路的连线：请参照变送器上的连线图（如图4所示），这里不做详细说明，特别指出：由于系统中氧化锆传感器与测量电路间有一定距离，该距离的连线（红、蓝、黑三种颜色的线）需采用屏蔽双绞线，并且屏蔽层两端良好接地。氧化锆与开关电源间的连线：两根黄色线，至5VDC，需采用线径至少为0.75mm2的导线（如果没有合适导线可以采用多根导线合并的方法得到）。测量电路与开关电源间的连线：请参照图4所示将测量电路的电源输入端（7+、8-）及PE（5）正确接入开关电源的24VDC输出图4 变送器连线图和PE，导线线径至少为0.75mm2。开关电源与系统220V AC主电间连接：请参照开关电源上的标示正确与主电源的L、N、PE连接，一般采用专用三芯电源线。测量电路与OMA表间的连线：请参照图4所示的外部接线图将4接至接口板J3600的9脚，6接至接口板J3600的21脚。该段导线需尽量短，建议采用屏蔽双绞线，屏蔽层两端良好接地。

氧化锆氧量分析仪校准规程

氧化锆氧量分析仪校准规程 1 目的为了规范氧化锆氧量分析仪的校准操作，确保分析仪运行正常，检测、分析数据准确、可靠，制定本规程。 2 范围本规程适用于氧化锆氧量分析仪的校准。 3 校准条件 3.1 标气： a) 空气：氧含量，20.6%； b) 零点标气：0.5%或5%含氧量的平衡氮气。 4 校准方法 4.1 校准前注意事项 4.1.1 在仪器面板显示屏上有错误或警告报警信息出现时，不能实施校准工作。 4.1.2 标准气体容器到标定管进气口之间应使用尽量短的连接管线。 4.1.3 仪器处于稳定工作状态。 4.2 空气校准： 4.2.1 按“菜单键”显示器提示输入用户密码，输入密码进入用户模式，显示第一个项目：空气校准。 4.2.2 在分析仪传感器两侧都为空气的状态下（或在线工作状态时，将分析仪的标准气入口的密封螺钉拧下，用泵送入空气时，流量控制在 500~600ml/min范围内，先调好流量，再把空气管路接入检测器的标准气入口），按“确认键”进入，显示的测量值开始闪动。如测量值与标准值20.6相差在2%以内，可不必调整，连续按两次“确认键”即可；如误差超出2%，

“↑”或“↓”键调整测量值到20.6，连续按两次“确认键”保存校准结果。 4.3 标气校准： 4.3.1 把标准气流量调整到500~600ml/min范围内，将分析仪的标准气入口的密封螺钉拧下，将标气管路接入分析仪标准气入口，通入标气，按“确认键”进入，输入所用标气的标称值，连续按两次“确认键”保存校准结果。注:前两项校准完成后，应立即把标准气入口的螺钉拧紧，保持密封良好。 4.4. 校准完成后，会自动返回主菜单。 5 校准结果及周期 5.1 经校准修复零点和量程迁移，并作好原始记录。 5.2 该仪器校准周期为3个月。 6 本规程执行以下记录 JLJL1224 氧化锆氧量分析仪校准记录

溶氧分析仪的工作原理

溶氧分析仪的工作原理整理时间：2008-8-8 10:05:00 查看次数：373关键词：溶解氧分析仪，工作原理测定氧含量主要有三种方法：自动比色分析和化学分析测量，顺磁法测量，电化学法测量。水中溶氧量一般采用电化学法测量。该厂采用了COS4型溶氧传感器和COM252型溶氧变送器。氧能溶于水，溶解度取决于温度、水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高，水溶解氧的能力就越大，其关系由亨利（Henry）定律和道尔顿（Dalton）定律确定，亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。以COS4氧量测量传感器为例，其中的电极由阴极（常用金和铂制成）和带电流的反电极（银）、无电流的参比电极（银）组成，电极浸没在电解质如KCl、KOH中，传感器有隔膜覆盖，隔膜将电极和电解质与被测量的液体分开，因此保护了传感器，既能防止电解质逸出，又可防止外来物质的侵入而导致污染和毒化。相反电极和阴极之间施加极化电压，假如测量元件浸入在有溶解氧的水中，氧会通过隔膜扩散，出现在阴极上（电子过剩）的氧分子就会被还原成氢氧根离子： O2+2H2O+4e-? 4OH-。电化学当量的氯化银沉淀在反电极上（电子不足）：4Ag+4Cl-? 4AgCl+4e-。对于每个氧分子，阴极放出4个电子，反电极接受电子，形成电流，电流的大小与被测同污水的氧分压成正比，该信号连同传感器上热电阻测出的温度信号被送入变送器，利用传感器中存储的含氧量和氧分压、温度之间的关系曲线计算出水中的含氧量，然后转化成标准信号输出。参比电极的功能是确定阴极电位。COS4

溶氧传感器的响应时间为：3分钟后达到最终测量值的90%，9分钟后达到最终测量值的99%；最低流速要求为0.5cm/s。

pH计和溶氧分析仪的原理及特点

pH计和溶氧分析仪的原理及特点 1、pH计的工作原理水的pH值随着所溶解的物质的多少而定，因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。pH 值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响，同时还严重影响活性污泥生化作用，即影响处理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之间。水在化学上是中性的，某些水分子自发地按照下式分解：H2O=H++OH-，即分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中，氢离子H+和氢氧根离子OH-的浓度都是10～7mol/l，pH值是氢离子浓度以10为底的对数的负数：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有过量的氢离子，则pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氢氧根离子过量，则溶液呈碱性。 pH值通常用电位法测量，通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。该厂采用了CPS11型pH 传感器和CPM151型pH变送器。测量电极上有特殊的对pH反应灵敏的玻璃探头，它是由能导电、能渗透氢离子的特殊玻璃制成，具有测量精度高、抗干扰性好等特点。当玻璃探头和氢离子接触时，就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中的银丝对照参比电极测到的。pH值不同，对应产生的电位也不一样，通过变送器将其转换成标准4～20mA输出。 2、溶氧分析仪的工作原理水中的氧含量可充分显示水自净的程度。对于使用活化污泥的生物处理厂来说，了解曝气池和氧化沟的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，会促进除厌氧微生物以外的生物活动，因而能去除挥发性物质和易于自然氧化的离子，使污水得到净化。

测定氧含量主要有三种方法：自动比色分析和化学分析测量，顺磁法测量，电化学法测量。水中溶氧量一般采用电化学法测量。该厂采用了COS4型溶氧传感器和COM252型溶氧变送器。氧能溶于水，溶解度取决于温度、水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高，水溶解氧的能力就越大，其关系由亨利（Henry）定律和道尔顿（Dalton）定律确定，亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。以COS4氧量测量传感器为例，其中的电极由阴极（常用金和铂制成）和带电流的反电极（银）、无电流的参比电极（银）组成，电极浸没在电解质如KCl、KOH中，传感器有隔膜覆盖，隔膜将电极和电解质与被测量的液体分开，因此保护了传感器，既能防止电解质逸出，又可防止外来物质的侵入而导致污染和毒化。相反电极和阴极之间施加极化电压，假如测量元件浸入在有溶解氧的水中，氧会通过隔膜扩散，出现在阴极上（电子过剩）的氧分子就会被还原成氢氧根离子： O2+2H2O+4e-? 4OH-。电化学当量的氯化银沉淀在反电极上（电子不足）：4Ag+4Cl-? 4AgCl+4e-。对于每个氧分子，阴极放出4个电子，反电极接受电子，形成电流，电流的大小与被测同污水的氧分压成正比，该信号连同传感器上热电阻测出的温度信号被送入变送器，利用传感器中存储的含氧量和氧分压、温度之间的关系曲线计算出水中的含氧量，然后转化成标准信号输出。参比电极的功能是确定阴极电位。COS4溶氧传感器的响应时间为：3分钟后达到最终测量值的90%，9分钟后达到最终测量值的99%；最低流速要求为0.5cm/s。 3、 pH计的特点

氧分析仪说明书

注意事项！使用及保存注意事项 ●仪器在使用过程中不可打开外壳，避免发生烫伤及触电危险。 ●仪器在使用、存放、及运输过程中应避免强烈震动，以免损坏氧化锆传感器。 ●仪器在存放期间应保持清洁，要防止仪器受潮，进排气嘴应加盖防尘帽，以防落入异物及灰尘。请严格遵守注意事项，否则将造成人为测量误差或重大事故！！！服务与保证

仪器自出厂之日起，仪器的保修期限为一年。凡在此期限内，工作人员在正常操作的情况下，仪器出现的软件或硬件的故障，我公司均负责免费维修及更换零部件。若由于工作人员违反操作规程、不严格按照使用说明操作仪器以及由于不可抗拒的因素而对仪器造成的损坏，我公司不负责免费维修。如需维修，我公司将根据损坏情况适当收取维修成本费用。如有用户需要，我公司也可指派技术人员进行现场培训。如果您对本公司的仪器在使用和操作过程中，还有什么疑问及要求请及时与我们联系，以便我们能给您提供更完善的服务。联系方式见封底。一、概述

该氧分析仪是利用氧化锆氧浓度差电池作为检测传感器的氧量分析仪器。该仪器测控系统采用了最新型的单片机计算与控制系统，LED显示器；具有技术先进、精度高、响应快、性能稳定、功能齐全、操作方便、气体分析过程连续等特点；它不仅可测量锅炉燃烧过程中残余氧量，而且可以用于热力学研究，气体制造厂氧含量的连续监测、均热炉燃烧过程中的控制、化工、冶金、电子工业、医疗等方面的气体中氧含量的检测。本公司生产的测量氧探头分为中温型、低温型、高温型，其基本参数及使用性能如下表1所示：二、工作原理 2.1氧化锆原理图

仪器的工作原理如图1.0所示。它主要由气路系统、氧化锆传感器、微机测控系统三部分组成。图1.0 测量原理框图 2.2氧化锆传感器氧化锆传感器是由氧化锆陶瓷材料制成的氧浓度差电池，在高温时氧化锆具有氧离子的传导特性，当氧化锆管的两个电极之间的氧分压不同时，氧浓度差电池产生一个与氧浓度成比例的电势，电势大小按下式计算： E = ln 式中：R ——理想气体常数 F ——法拉第常数 T ——氧化锆加热炉绝对温度(K) ｎ——电极反应的电子交换数目 P 0 ——空气中氧分压（20.9%） P ——样气中的氧分压通过测量氧浓度差电池的电动势E 与温度T ，就可以计算出样气中的氧分压，即氧含量。浓度差电池的各种干扰电势，如本底电势、渗透效应、 RT 2n P 0 P

氧化锆氧传感器工作原理

第一部分氧化锆氧传感器工作原理一、产品简介：氧化锆氧传感器是利用氧化锆陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。二、氧传感器工作原理：氧传感器是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压(即氧浓度)时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧的引出电极，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。它服从能斯特(Nernst)方程：式中E为氧传感器输出的氧电势(mv)，Tk为炉内的绝对温度（K），P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。实际应用时，将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本（通常为空气），我们称之为参比气。另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛，详见图1。氧传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。参比气为空气时，可表示为：式中E为氧传感器输出氧电势；Tk为炉内的绝对温度；P02为炉内的氧分压。我们的氧传感器产品带有自加热装置，一般温度保证在700℃，这样TK数值基本是恒定的，从而通过上式可以直接测量出炉内氧分压浓度。工程应用中采用标准气体来标定氧传感器输出氧电势E和氧分压浓度PO2的对应关系，这种方法也是目前公认的最准确、最直接的标定方法。第二部分HMP系列氧传感器一．HMP氧传感器基本结构： HMP氧传感器的核心部件采用进口氧化锆氧传感器（详见图2），该氧化锆氧传感器自带智能加热装置，提供稳压恒定控制信号即可快速达到使用温度，并保证传感器在该恒定温度下连续、稳定工作。安装该探头需要调整引导板方向，尽量使引导板正对气流方向，这样才能形成对检测气氛的气体自导流。进口氧化锆氧传感器典型性能特性如下：零点误差：￡±0.2mv ；交流电阻（1500赫兹）：（700℃）￡100 千欧；（1100℃）￡ 5 千欧。响应时间（700-1300℃）：￡1秒二．HMP氧传感器采样、维护方式： HMP氧传感器采用气氛自导流方式，导入被检测气氛，考虑工程现场的环境因数，设计有吹扫清除通道，可方便地对采样引导管道进行吹扫工作，以避免炉内或管道内的灰尘、煤灰、油杂质等等堵塞采样管，请参考图3。三．技术性能：使用温度：室温～1100℃；氧电势显示范围：－50～1240mV；氧电势输出精度：±0.5mV；响应时间：≤1秒；

ZO氧化锆氧量分析仪

https://www.360docs.net/doc/8a14154192.html, 安徽康斐尔电气有限公司氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器，其核心的氧化锆管安置在一微型电炉内，位于整个探头的顶端。ZO 氧化锆氧量分析仪，安徽康斐尔电气有限公司告诉您！安徽康斐尔电气有限公司位于长江之滨的的文明城市天长市，是集科技攻关、新品研发、制造营销、出口为一体的生产型企业。主要产品：电力电缆、控制电缆、计算机电缆、核电站用1E 级和非1E 级电力电缆。仪器仪表系列：压力变送器、压力表系列、双金温度计、无纸记录仪、工业热电偶、仪表保护箱、温度传感器等。氧化锆管是由氧化锆材料掺以一定量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。由于它的立方晶格中含有氧

https://www.360docs.net/doc/8a14154192.html, 离子空穴，因此在高温下它是良好的氧离子导体。因其这一特性，在一定高温下，当锆管两边的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池。在此电池中，空气是参比气，它与烟气分别位于内外电极。在实际的氧探头中，空气流经外电极，烟气流经内电极，当烟气氧含量P小于空气氧含量P0（20.6%O2）时，空气中的氧分子从外电极上夺取4个电子形成2个氧离子，发生如下电极反应：O（P0）+4e-→2O-2 氧离子在氧化锆管中迅速迁移到烟气边，在内电极上发生相反的电极反应：2O-2 →O（P0）+4e- 由于氧浓差导致氧离子从空气边迁移到烟气边，因而产生的电势又导致氧离子从烟气边反向迁移到空气边，当这两种迁移达到平衡后，便在两电极间产生一个与氧浓差有关的电势信号E,该电势信号符合"能斯特"方程：E=（RT/4F）Ln（P0 /P）（1）式中R、F分别是气体常数和法拉第常数，T是锆管绝对温度（K）, P0是空气氧含量（20.6%O2）, P 是烟气含量。由（1）式可见，在一定的高温条件下（一般）600℃），一定的烟气氧含量便会有一对应的电势输出，在理想状态下，其电势值在高温区域内对应氧含量。公司拥有雄厚的技术力量、精良的制造工艺和科学的管理手段。公司严格执行产品标准及行业标准，按照国内各工矿企业的使用环境条件和工艺要求，制定严格的工艺流程，使产品工艺精良。公司自主研制、开发、生产的产品主要有六大系列，400多个品种。被广泛应安徽康斐尔电气有限公司

几种氧分析仪原理及应用

1、电化学氧分析仪：相当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性，可以被电化学氧化或者还原。利用这些反应，可以分辨气体成份、检测气体浓度。电化学气体传感器分很多子类：（1）原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自发电池型气体传感器），他们的原理行同我们用的干电池，只是，电池的碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例，氧在阴极被还原，电子通过电流表流到阳极，在那里铅金属被氧化。电流的大小与氧气的浓度直接相关。这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫、氯气等。（2）恒定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检测还原性气体非常有效，它的原理与原电池型传感器不一样，它的电化学反应是在电流强制下发生的，是一种真正的库仑分析的传感器。这种传感器已经成功地用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中，是目前有毒有害气体检测的主流传感器。（3）浓差电池型气体传感器，具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧，会自发形成浓差电动势，电动势的大小与气体的浓度有关，这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。（4）极限电流型气体传感器，有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器，用于汽车的氧气检测，和钢水中氧浓度检测。目前这种传感器的主要供应商遍布全世界，主要在德国、日本、美国，最近新加入几个欧洲供应商：英国、瑞士等。 2、顺磁式氧分析仪：顺磁式氧分析仪：根据氧气的体积磁化率比一般气体高得多，在磁场中具有极高的顺磁特性的原理制成的一种测量气体中含氧量的分析仪器。顺磁式氧分析仪，也可叫做磁效应式氧分析仪、或磁式氧分析仪，我们通常通称为磁氧分析仪。它一般分为热磁对流式、压力机械式和磁压力式氧分析仪三种。物质的磁特性：任何物质在外界磁场的作用下都会被磁化，呈现出一定的磁特性。物质在外加磁场中被磁化，其本身就会产生一个附加磁场，附加磁场与外磁场方向相同时，该物质就被外磁场吸引；附加磁场与外磁场方向相反时，则被外磁场排斥。因此，我们通常会将被外磁场吸引的物质称为顺磁性物质，或者说该物质具有顺磁性；而把被磁场排斥的物质称为逆磁性物质，或者说该物质具有逆磁性。气体介质处于磁场中也会被磁化，我们根据气体组分对磁场的吸引和排斥的不同，也将气体分为顺磁性和逆磁性。顺磁性气体有：O2、NO、NO2等；逆磁性气体有：H2、N2、CO2、CH4等。磁性氧气传感器是磁性氧气分析仪的核心，但是目前也已经实现了“传感器化”进程。这种传感器只能用于氧气的检测，选择性极好。大气环境中只有氮氧化物能够产生微小的影响，但是由于这些干扰气体的含量往往很少，所以，磁氧分析技术的选择性几乎是唯一的！当然磁氧根据传感器类型，又分为磁力机械式，热磁式氧分析仪，热磁式市场售价略低，

氧化锆测氧工作原理

氧化锆测氧工作原理 CE-系列氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器，其核心的氧化锆管安置在一微型电炉内，位于整个探头的顶端。氧化锆管是由氧化锆材料掺以一定量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。由于它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此在高温下它是良好的氧离子导体。因其这一特性，在一定高温下，当锆管两边的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池，在此电池中，空气是参比气，它与烟气分别位于内外电极。在实际的氧探头中，空气流经外电极，烟气流经内电极，当烟气氧含量P小于空气氧含量P0（20.6%O2）时，空气中的氧分子从外电极上夺取4个电子形成2个氧离子，发生如下电极反应： O（P0）+4e-→2O-2 氧离子在氧化锆管中迅速迁移到烟气边，在内电极上发生相反的电极反应： 2O-2 →O（P0）+4e- 由于氧浓差导致氧离子从空气边迁移到烟气边，因而产生的电势又导致氧离子从烟气边反向迁移到空气边，当这两种迁移达到平衡后，便在两电极间产生一个与氧浓差有关的电势信号E,该电势信号符合"能斯特"方程： E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1) 式中R、F分别是气体常数和法拉第常数，T是锆管绝对温度（K）, P0是空气氧含量（20.6%O2）, P 是烟气含量。由（1）式可见，在一定的高

温条件下（一般）600℃），一定的烟气氧含量便会有一对应的电势输出，在理想状态下，其电势值在高温区域内对应氧含量见附表。在理想状态下，当被测烟气与参比气浓度一样时，其输出电势E值为 0 mV, 但在实际应用中，锆管实际条件和现场情况均不是理想状态。故事实上的锆管是偏离此值的。实际上，一定氧含量锆管输出的电势为理论值和本底电势的和，我们称为无浓差条件下锆管输出的电势值为本底电势或称为零位电势，此值的大小又在不同温度下呈不同的值，并且随锆管使用期延长而变化。因此，如不对此情况处理，会严重影响整套测氧仪的准确和探头寿命。鉴于此，CE系列氧分析仪采取了"双参数校正法"，对探头本底电势作特殊处理，弥补了锆管的离散性缺陷，延长了探头的使用寿命。

氧化锆氧分析仪原理

https://www.360docs.net/doc/8a14154192.html, 氧化锆氧分析仪具有结构和采样预处理系统较简单、灵敏度和分辨率高、测量范围宽、响应速度较快等优点。按检测方式的不同，氧化锆氧探头分为两大类：采样检测式氧探头及直插式氧探头。氧化锆氧分析仪原理，安徽康斐尔电气有限公司告诉您！安徽康斐尔电气有限公司位于长江之滨的的文明城市天长市，是集科技攻关、新品研发、制造营销、出口为一体的生产型企业。主要产品：电力电缆、控制电缆、计算机电缆、核电站用1E级和非1E 级电力电缆。仪器仪表系列：压力变送器、压力表系列、双金温度计、无纸记录仪、工业热电偶、仪表保护箱、温度传感器等。氧化锆氧分分析仪可适用于燃气、燃油、燃煤各种炉型。测量温度从室温至1400度均可选择到合适的型号。氧化锆氧分分析仪安装方便，可热安装，对停启炉适应性强。同时，氧化锆氧量分析仪还可用于气氛控制，精确控制燃烧效率。安徽康斐尔电气有限公司

https://www.360docs.net/doc/8a14154192.html, 氧化锆氧量分析仪主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度，同样也适用于非燃烧气体氧浓度测量。它又被称为氧化锆氧分析仪、氧化锆分析仪等。在传感器内温度恒定的电化学电池(氧浓差电池，也简称锆头)产生一个毫伏电势，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，在氧化锆元件的内外两侧涂上多孔性铂电极制成氧浓度差电池。它位于传感器的顶端。为了使电池保持额定的工作温度，在传感器中设置了加热器。用氧分析仪内的温度控制器控制氧化锆温度恒定。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组成。公司拥有雄厚的技术力量、精良的制造工艺和科学的管理手段。公司严格执行产品标准及行业标准，按照国内各工矿企业的使用环境条件和工艺要求，制定严格的工艺流程，使产品工艺精良。公司自主研制、开发、生产的产品主要有六大系列，400多个品种。被广泛应安徽康斐尔电气有限公司

氧化锆氧传感器工作原理

氧化锆氧传感器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第一部分氧化锆氧传感器工作原理一、产品简介：氧化锆氧传感器是利用氧化锆陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。二、氧传感器工作原理：氧传感器是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压(即氧浓度)时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧的引出电极，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。它服从能斯特(Nernst)方程：式中E为氧传感器输出的氧电势(mv)，Tk为炉内的绝对温度（K），P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。实际应用时，将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本（通常为空气），我们称之为参比气。另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛，详见图1。氧传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。参比气为空气时，可表示为：式中E为氧传感器输出氧电势；Tk为炉内的绝对温度；P02为炉内的氧分压。我们的氧传感器产品带有自加热装置，一般温度保证在700℃，这样TK数值基本是恒定的，从而通过上式可以直接测量出炉内氧分压浓度。工程应用中采用标准气体来标定氧传感器输出氧电势E和氧分压浓度PO2的对应关系，这种方法也是目前公认的最准确、最直接的标定方法。第二部分 HMP系列氧传感器一．HMP氧传感器基本结构： HMP氧传感器的核心部件采用进口氧化锆氧传感器（详见图2），该氧化锆氧传感器自带智能加热装置，提供稳压恒定控制信号即可快速达到使用温度，并保证传感器在该恒定温度下连续、稳定工作。安装该探头需要调整引导板方向，尽量使引导板正对气流方向，这样才能形成对检测气氛的气体自导流。进口氧化锆氧传感器典型性能特性如下：零点误差：￡±0.2mv ；交流电阻（1500赫兹）：（700℃）￡100 千欧；（1100℃）￡ 5 千欧。响应时间（700-1300℃）：￡1秒二．HMP氧传感器采样、维护方式： HMP氧传感器采用气氛自导流方式，导入被检测气氛，考虑工程现场的环境因数，设计有吹扫清除通道，可方便地对采样引导管道进行吹扫工作，以避免炉内或管道内的灰尘、煤灰、油杂质等等堵塞采样管，请参考图3。