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  氧氣分析儀器現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
  微量氧分析儀的控溫精度的影響
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氧化鋯氧量分析儀測量原理

文章作者:高氧分析儀    審核:微量氧分析儀    發(fā)布日期 [2014年6月11日]    文章閱讀 [3844]   來源:m.nftsignificance.com

    氧化鋯氧量分析儀(又稱氧化鋯氧分析儀、氧化鋯分析儀、氧化鋯氧量計(jì)、氧化鋯氧量表),主要用于丈量焚燒過程中煙氣的含氧濃度,相同也
適用于非焚燒氣體氧濃度丈量。在傳感器內(nèi)溫度穩(wěn)定的電化學(xué)電池(氧濃差電池,也簡稱鋯頭)發(fā)生一個(gè)毫伏電勢,這個(gè)電勢直接反應(yīng)出煙氣中
含氧濃度值。

  氧傳感器的關(guān)鍵部件是氧化鋯,在氧化鋯元件的表里兩邊涂上多孔性鉑電極制成氧濃度差電池。它坐落傳感器的頂端。為了使電池堅(jiān)持額
外的工作溫度,在傳感器中設(shè)置了加熱器。用氧分析儀內(nèi)的溫度操控器操控氧化鋯溫度穩(wěn)定。

  在額外的溫度下,電池輸出電勢用下面的公式核算(Nernst方程):

             RT  。1

        。恚郑------Ln--- +C

             4F  。2

式中。1──在電池內(nèi)側(cè)參比氣體(如空氣)的氧分壓;

  。2──在電池外側(cè)被測氣體(如煙氣)的氧分壓;

  。-----氣體常數(shù);

   F-----法拉第常數(shù);

   T-----絕對(duì)溫度=( 273 + t ℃);

  。-----電池常數(shù)。

  參比氣體應(yīng)為枯燥清洗無油的空氣( 含氧20.60% )。在參比氣側(cè)與被測氣體側(cè)氧濃度不一起,氧離子從高的一側(cè)遷移到低的一側(cè)。電池輸
出就以對(duì)數(shù)的規(guī)則反應(yīng)出被測氣體中的氧濃度值。

2    系統(tǒng)構(gòu)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
電纜等構(gòu)成。

2.1   氧傳感器     

  傳感器裝置由不銹鋼外殼、丈量電池、加熱器、熱電偶、過濾元件以及電纜接線端子等構(gòu)成。丈量電池本體分為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)入丈量電池被測氣體一側(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丈量電池,便發(fā)生一個(gè)以對(duì)數(shù)為規(guī)則的電勢(兩邊的氧濃度差愈大, 電勢信號(hào)愈大)。毫伏信號(hào)經(jīng)氧分析儀
轉(zhuǎn)換成4-20mA規(guī)范電流。此電流由氧分析儀接線端子輸出。

  丈量電池的工作溫度設(shè)置為高于650℃-700℃的穩(wěn)定溫度, 為了堅(jiān)持工作溫度穩(wěn)定,用一支K型熱電偶丈量電池的工作溫度,經(jīng)氧分析儀內(nèi)
的溫度操控器調(diào)理加熱器的加熱電壓。

  當(dāng)丈量煙氣溫度高于700℃時(shí),傳感器構(gòu)成中省去加熱器和測溫?zé)犭娕肌?

2.2   氧分析儀

  為了使丈量電池的工作溫度到達(dá)700℃,氧分析儀承受傳感器中的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)相對(duì)比,然后
操控電池溫度。氧分析儀選用環(huán)境溫度作為熱電偶冷端對(duì)比點(diǎn)。

  氧分析儀對(duì)氧傳感器輸入的氧mV信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)大,然后將擴(kuò)大的電壓信號(hào)通過 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
的氧傳感器丈量電池的特性曲線,微處理器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氧濃度值并顯現(xiàn)在氧分析儀顯現(xiàn)屏上,一起,將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫性規(guī)范
模擬電流信號(hào)4-20 mA輸出。

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