氧化鋯氧量分析儀(又稱(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)氧(yang)(yang)分(fen)析儀(yi)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)分(fen)析儀(yi)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)氧(yang)(yang)量計、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)氧(yang)(yang)量表)，主要用于測量燃(ran)燒過程中(zhong)煙氣的含氧(yang)(yang)濃度(du)(du)(du)，同樣也適(shi)用于非燃(ran)燒氣體氧(yang)(yang)濃度(du)(du)(du)測量。在傳感器內溫度(du)(du)(du)恒(heng)定的電(dian)化(hua)(hua)學電(dian)池(chi)(chi)(氧(yang)(yang)濃差電(dian)池(chi)(chi)，也簡稱(cheng)鋯(gao)頭)產生一個毫伏電(dian)勢，這(zhe)個電(dian)勢直接反應出煙氣中(zhong)含氧(yang)(yang)濃度(du)(du)(du)值。

　　氧(yang)(yang)傳感器(qi)(qi)(qi)的(de)關鍵(jian)部件是氧(yang)(yang)化鋯(gao)，在氧(yang)(yang)化鋯(gao)元件的(de)內外(wai)兩側涂上多孔性鉑(bo)電極制(zhi)成氧(yang)(yang)濃度(du)差(cha)電池。它位(wei)于傳感器(qi)(qi)(qi)的(de)頂(ding)端。為了(le)使(shi)電池保持額定(ding)(ding)的(de)工(gong)作溫度(du)，在傳感器(qi)(qi)(qi)中設(she)置了(le)加熱器(qi)(qi)(qi)。用(yong)氧(yang)(yang)分析儀內的(de)溫度(du)控制(zhi)器(qi)(qi)(qi)控制(zhi)氧(yang)(yang)化鋯(gao)溫度(du)恒定(ding)(ding)。

　　在(zai)額定的(de)溫度下，電池輸出電勢(shi)用下面的(de)公式(shi)計(ji)算（Nernst方(fang)程(cheng)）：

　　　　　　　　　　　　 ＲＴ　 　Ｐ1

　　　　　　　　　ｍＶ＝------Ｌｎ--- ＋Ｃ

　　　　　　　　　　　　 ４Ｆ　 　Ｐ2

式中　Ｐ1──在電池內側(ce)參(can)比氣體(如空氣)的氧(yang)分(fen)壓；

　　　Ｐ2──在電池外側被測氣體(ti)(如煙氣)的氧(yang)分壓；

　　　Ｒ-----氣體常數；

　　　Ｆ-----法拉第(di)常數；

　　　Ｔ-----絕對溫度=( 273 + t ℃)；

　　　Ｃ-----電池常數。

　　參(can)比氣(qi)(qi)體(ti)應為干(gan)燥(zao)清潔無油(you)的空(kong)氣(qi)(qi)( 含氧(yang)20.60％ )。在參(can)比氣(qi)(qi)側與被測氣(qi)(qi)體(ti)側氧(yang)濃度(du)不同時，氧(yang)離子從高的一側遷移到低(di)的一側。電池輸出就以對數的規律反應出被測氣(qi)(qi)體(ti)中的氧(yang)濃度(du)值。

2　　　 系統組成

氧化鋯氧量分析(xi)儀的構成是由氧傳(chuan)感器(又稱(cheng)氧探頭、氧檢測(ce)器)、氧分析(xi)儀（又稱(cheng)變(bian)送器、變(bian)送單元、轉換器、分析(xi)儀）以及它(ta)們(men)之間的連(lian)接電(dian)纜等組成。

2.1　　 氧傳感器　　　　　

　　傳感器裝置由不銹鋼外殼(ke)、測(ce)(ce)(ce)量(liang)電(dian)池(chi)、加熱器、熱電(dian)偶(ou)、過(guo)濾元件以及電(dian)纜接線端(duan)子等組成。測(ce)(ce)(ce)量(liang)電(dian)池(chi)本體分為3層：鉑(bo)(電(dian)極(ji))─氧化鋯(電(dian)解質)─鉑(bo)(電(dian)極(ji))。鉑(bo)電(dian)極(ji)是多孔性的。煙道氣(qi)體通(tong)過(guo)過(guo)濾器或校驗(yan)氣(qi)體通(tong)過(guo)傳導(dao)管進入測(ce)(ce)(ce)量(liang)電(dian)池(chi)被測(ce)(ce)(ce)氣(qi)體一(yi)側(ce)，而另(ling)一(yi)側(ce)為參比空(kong)氣(qi)(含(han)氧20.60％)。

　　兩(liang)(liang)種含氧(yang)(yang)濃(nong)(nong)度不(bu)同的氣(qi)體作用(yong)在測量電池，便產生一個以對(dui)數為(wei)規律的電勢(兩(liang)(liang)側的氧(yang)(yang)濃(nong)(nong)度差愈大, 電勢信(xin)號愈大)。毫伏(fu)信(xin)號經氧(yang)(yang)分析儀(yi)(yi)轉換成4－20mA標(biao)準電流。此(ci)電流由(you)氧(yang)(yang)分析儀(yi)(yi)接線端子(zi)輸(shu)出。

　　測量(liang)(liang)電(dian)池(chi)的(de)(de)工作溫(wen)(wen)度(du)(du)設置為高于(yu)650℃-700℃的(de)(de)恒定溫(wen)(wen)度(du)(du), 為了保(bao)持工作溫(wen)(wen)度(du)(du)恒定，用一支Ｋ型熱電(dian)偶測量(liang)(liang)電(dian)池(chi)的(de)(de)工作溫(wen)(wen)度(du)(du)，經氧(yang)分析儀內的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)控制(zhi)器調節加(jia)(jia)熱器的(de)(de)加(jia)(jia)熱電(dian)壓。

　 當測量煙氣溫度高于700℃時，傳(chuan)感(gan)器(qi)組成中(zhong)省去加熱器(qi)和測溫熱電偶(ou)。

2.2　　 氧分析(xi)儀

　　為了使(shi)測量(liang)電池的工作溫(wen)度達到700℃，氧分析儀(yi)接受傳感(gan)器(qi)中的Ｋ型(xing)熱電偶輸出的溫(wen)度mV信(xin)號，與微處理器(qi)預置溫(wen)度(毫伏)相(xiang)比較，從而控制電池溫(wen)度。氧分析儀(yi)采用環(huan)境溫(wen)度作為熱電偶冷端比較點。

　　氧(yang)分析(xi)(xi)儀(yi)對氧(yang)傳感(gan)器(qi)輸入的(de)氧(yang)mV信號(hao)進行放大，然后將放大的(de)電(dian)壓信號(hao)經過 A/D轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換器(qi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換為(wei)數字(zi)信號(hao)。根據氧(yang)分析(xi)(xi)儀(yi)預先校(xiao)準或者預置的(de)氧(yang)傳感(gan)器(qi)測量電(dian)池(chi)的(de)特(te)性曲線(xian)，微處理器(qi)將數字(zi)信號(hao)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)為(wei)相應的(de)氧(yang)濃(nong)度值并顯示(shi)在氧(yang)分析(xi)(xi)儀(yi)顯示(shi)屏上，同(tong)時，將數字(zi)信號(hao)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)為(wei)線(xian)性標準模擬電(dian)流信號(hao)4－20 mA輸出。

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