氧化锆测氧工作原理
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。
氧化锆氧气传感器工作原理
氧化锆氧气传感器工作原理
氧化锆氧气传感器是一种用于测量氧气浓度的传感器，在工业自动化控制、燃气检测等领域得到广泛应用。
其工作原理主要基于氧化锆电解池的化学反应和电化学性质。
氧化锆氧气传感器由氧化锆电解池和测量电路组成。
在氧化锆电解池中，气体与电解液接触后，氧气被还原，并在电极上发生氧化反应。
这些反应会导致氧化锆电解池的电势发生变化。
测量电路通过测量电势差来确定氧气浓度。
在工作时，传感器将所测气体通入氧化锆电解池中，并在电解池内施加电压。
由于氧化锆电解池的化学反应，电极上会产生一定的电势差。
传感器会将这个电势差转换成电信号，然后通过放大、滤波和反馈控制等环节，最终得到可靠的氧气浓度值。
氧化锆氧气传感器的工作原理有一定的局限性。
这种传感器只能测量氧气浓度，不适用于其它气体。
传感器的测量精度也会受到诸如温度、湿度等环境因素的影响。
在具体应用中，需要根据实际情况选取合适的传感器，并针对具体应用场景进行相应的校准和调试。
氧化锆氧量计测氧原理
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
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主要有斜锆(ZrO2)自然界的氧化锆矿物原料，颜色有锆英石系火成岩深层矿物，石和锆英石。
，7.5淡黄、棕黄、黄绿等，比重4.6-4.7，硬度纯的氧化锆是一种高级耐具有强烈的金属光泽。
℃。
2900火原料，其熔融温度约为纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现添加显色剂还可显示各种其它颜灰色或淡黄色，，理论密度是色。
纯氧化锆的分子量为123.22℃。
氧化锆有三种晶，熔点为27155.89g/cm3体形态：单斜、四方、立方晶相。
常温下氧化锆℃左右转变为四只以单斜相出现，加热到1100由于在加热到更高温度会转化为立方相。
方相，单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积冷却的时候又会向相反的方向发生较大的变化，限制了纯氧化体积变化，容易造成产品的开裂，四但是添加稳定剂以后，锆在高温领域的应用。
因此在加热以后不会发方相可以在常温下稳定，生体积的突变，大大拓展了氧化锆的应用范围。
高韧性，高强度，由于氧化锆材料具有高硬度，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能，氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。
）发现稳定氧化锆在1989年能斯特（Nernst从此氧化锆成为研高温下呈现的离子导电现象。
它已在究和开发应用最普遍的一种固体电解质，高温技术，特别是高温测试技术上得到广泛应如磁氧分析器、(用。
由于氧探头与现有测氧仪表相比，具有结)电化学式氧量计、气象色谱仪等，测量范围宽(0.1s构简单，响应时间短～0.2s)℃～(从ppm，使用温度高(600到百分含量)，运行可靠，安装方便，维护量小等优)1200℃点，因此在冶金、化工、电力、陶瓷、汽车、环来自海洋兴业仪保等工业部门得到广泛的应用。
器。
氧化锆氧探头的测氧原理电解质溶液靠离子导电，氧化锆的导电机理：具有离子导电性质的固体物质称为固体电解质。
．靠空穴使离子运动固体电解质是离子晶体结构，型半导体空穴导电的机理相似。
氧化锆式氧传感器工作原理
氧化锆式氧传感器工作原理
氧化锆式氧传感器是利用氧化锆陶瓷片作为敏感元件的一种传感器，它是目前在汽车上使用最多的一种氧传感器。
氧化锆式氧传感器由两部分组成：一个是敏感元件（陶瓷片）；另一个是补偿元件（电桥）。
在电桥中，补偿元件主要起到限制输出电流的作用，而敏感元件则起到控制输出电压的作用。
当发动机处于工作状态时，燃烧状况不均匀，燃料和空气的混合气过浓或过稀时，会引起进气歧管内的空燃比过浓或过稀，导致混合气燃烧不完全，使发动机废气排出量增加，导致发动机尾气中含氧量下降。
此时应检测进气歧管内的空燃比并及时调整混合气浓度。
氧传感器是测量排气中氧气含量的器件。
其基本结构是：一根长为20~25mm的陶瓷管（或叫传感器芯）与一根长为6~8mm的铂丝（或铂丝绕成螺旋状）组成。
传感器芯与铂丝之间是绝缘介质。
当发动机处于工作状态时，传感器芯产生的信号电压经电桥转换成与发动机工作状况有关的信号电压；当发动机停止工作时，则输出与发动机工况无关的信号电压。
—— 1 —1 —。
氧探头工作原理
氧探头工作原理氧探头又称氧化锆浓差电池，它的工作原理（见示意图）是：以高温氧化锆作固体电介质，在高温下若电介质两侧氧浓度不同时，便形成氧浓差电池。
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，即可通过测量浓差电势来测量另一侧的氧含量。
氧化锆固体电介质是在氧化锆（ZrO2）中掺入一定数量的氧化钙（CaO,经高温焙烧而成。
在氧化锆电介质的内外壁上用高温烧结「（或■uct压紧）的方法附上不易氧化的多孔性（网状）＞白金电极和电极（丝）■«h i _引线。
经过上述掺杂和焙烧而成的氧化锆，其晶型为稳定的立方晶体，晶体中部分四价锆离子被二价钙离子所取代而形成氧离子空穴。
由于氧离子空穴的存在，在600-1200 C高温下，这种氧化锆材料就成为对氧离子有良好的传导性的固体电介质。
在氧化锆两侧氧浓度不等时浓度大的一侧的氧原子在该侧的表面电极上结合两个电子形成氧离子（-O2 2^-^-）,然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴向氧2浓度低的一侧运动，当到达低浓度一侧时，便在该侧电极上释放两个电子并结合成氧分子放出（O--?02 2^）,于是在高氧侧和低氧侧电极上分别造成正负电荷积累，产生电势，此电势阻碍这种迁移的进步进行,直至达到平衡为止，从而形成氧浓差电池。
浓差电池产生的电势与两侧氧浓度差有关，称为氧浓差电势。
氧浓差电势E的计算公式为：! - RT Ln^2■〖其另外表达方式为：.-4.96 10,…Ig^ 或E（mv） 4F P o2 P o2 =0.0992T[1.995+ 0.15C P + IgC p- IgP cQ + 816.1 〗式中R为气体常数（8.31436 ±0.00 0 38）X107erg/mol・t ） , F为法拉第常数[化学制F=96487± 10abs c/g equir（绝对库仑/克当量），物理制F=96514士10abs c/g equir （绝对库仑/克当量）],T为绝对温度，Po2' PQ分别为参比气及炉气中的氧分压。
氧化锆工作原理
氧化锆氧量分析仪工作原理及维护使用：一、前言1989年能斯特（Nernst）发现稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。
从此氧化锆成为研究和开发应用最普遍的一种固体电解质，它已在高温技术，特别是高温测试技术上得到广泛应用。
由于氧探头与现有测氧仪表(如磁氧分析器、电化学式氧量计、气象色谱仪等)相比，具有结构简单，响应时间短(0.1s～0.2s)，测量范围宽(从ppm到百分含量)，使用温度高(600℃～1200℃)，运行可靠，安装方便，维护量小等优点，因此在冶金、化工、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门得到广泛的应用。
二、氧探头的测氧原理在氧化锆电解质(ZrO2管)的两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极，在一定温度下，当电解质两侧氧浓度不同时，高浓度侧(空气)的氧分子被吸附在铂电极上与电子（4e）结合形成氧离子O2-，使该电极带正电，O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧的Pt电极上放出电子，转化成氧分子，使该电极带负电。
两个电极的反应式分别为：参比侧：O2+4e——2O2-测量侧：2O2-－4e——O2这样在两个电极间便产生了一定的电动势，氧化锆电解质、Pt电极及两侧不同氧浓度的气体组成氧探头即所谓氧化锆浓差电池。
两级之间的电动势E由能斯特公式求得：可E= (1)式中，EmV―浓差电池输出，n 4―电子转移数，在此为R理想气体常数，8.314 W·S／mol —T （K）F96500 C;PP1——待测气体氧浓度百分数0——参比气体氧浓度百分数—法拉第常数，—绝对温度该分式是氧探头测氧的基础，当氧化锆管处的温度被加热到600℃～1400℃时，高浓度侧气体用已知氧浓度的气体作为参比气，如用空气，则P，将此值及公式中的常数项合并，又实际氧化锆电池存在温差电势、接触电势、参比电势、极化电势，从而产生本地电势CmV）实际计算公式为：（0 =20.6% EmV）=0.0496Tln（0.2095/P1）±CmV）（（C本地电势(新镐头通常为±1mV) =可见，如能测出氧探头的输出电动势E和被测气体的绝对温度T，即可算出被测气体的氧分压（浓度）P1 ，这就是氧化锆氧探头的基本检测原理。
氧化锆氧量分析仪
第一部分1 工作原理氧量检测仪表是用于检测过剩空气系数的一套装置，用于测量锅炉烟道烟气含氧量。
氧化锆氧量检测是在600℃以上的恒温条件下，利用传感器两侧的氧量分压之差，即分压高的一侧氧离子通过Z r02组织向分压低的一侧运动，带电离子的运动趋势形成了浓差电势，这个电势和我们要测的气体中的氧分压有一定的函数关系。
其关系式表达如下:E=(RT÷nf)×Ln(P÷P-K)公式中: E：氧浓差电势 mV；R：气体常数8.32J/(mol.k)；T: 热力学温度 K；F: 法拉第常数9.6487*104c/mol；n: 参加反应的每一个分子输送的电子数n=4；P: 待测烟气中的氧分压Pa；P K: 空气中的氧分压P K=21227.6Pa(在标准大气压下)。
由上式可知当P K一定，氧浓差电势只取决于P的数值，就可知道被测氧浓度，也就是说保持加热温度，并且保证标准侧恒定的氧分压是保证准确测量的基本条件。
2 检修项目及质量标准2.1 仪表变送器，锆头应完整无损。
2.2 仪表应附有制造厂的说明书并附件齐全，应标明制造厂名称、仪器型号、编号及制造年、月、日；各开关、旋钮、显示器应有明确的功能标志。
2.3 整套仪器所有紧固件应无松动现象。
2.4 仪器通电、通气后，各部分都能正常工作，各调节器应能正常调节，显示器应清晰、稳定地显示测量值。
2.5 仪器电源电路及从外部可触及的其它电路与机壳之间的绝缘电阻应不小于2MΩ。
2.6 变送器的精度自检应符合制造厂要求。
2.7 二次仪表与自动平衡式显示仪的检定规程相同。
2.8 讯号电缆应浮空敷设，热偶补偿导线应屏蔽。
2.9 烟气取样系统严密无泄漏。
2.10 电路接线和回路绝缘电阻应符合设计要求。
2.11 仪表系统投入运行后用标准气样通气比较应符合标气量浓度值。
2.12 仪表用途标志清楚，检定记录字迹清楚、数据准确、项目齐全。
3 现场整套系统校验3.1 变送器与探头接线后，按下仪器面板的“炉温”键显示值应为正数，此值应由室温逐渐上升到780±10℃。
氧化锆氧量计工作原理
氧化锆氧量计工作原理
氧化锆氧量计是利用氧化锆作为固体电解质材料的一种气体浓度测量仪器。
其主要原理是基于氧化锆材料在一定温度下对氧气具有高离子电导率的特性。
在氧化锆氧量计中，通常将氧化锆材料制成薄膜或颗粒形式，并构成一个氧感应电极与一个参考电极。
氧感应电极与参考电极之间通过外接电路连接，形成一个测量电路。
当使用氧化锆氧量计进行测量时，首先需要提供一个稳定的温度环境。
然后将待测气体与氧化锆材料接触，使氧气能够与氧化锆相互作用。
在氧化锆与氧气相互作用的过程中，氧气分子会在氧化锆表面与氧离子进行反应生成氧化物，同时释放出电子。
随着氧化锆材料表面的氧离子与气体中的氧气进行反应，氧化锆材料表面的电荷状态发生变化，从而影响了氧化锆材料的导电性质。
具体而言，氧离子在氧化锆表面的浓度与氧化锆材料的电导率呈正相关。
因此，通过测量氧化锆材料的电导率变化，就可以间接推断出氧气的浓度。
在测量过程中，测量电路会通过测量电导率的变化来计算氧气的浓度值，并将测得的氧气浓度通过显示器等方式输出。
同时，测量电路还可以根据浓度变化在需要的情况下调整其他参数，实现自动或半自动测量。
总之，氧化锆氧量计通过测量氧化锆材料的电导率变化来间接
推断氧气的浓度值，具有较高的测量精度和稳定性，广泛应用于工业生产、环境监测等领域。
氧化锆分析仪原理及常见故障处理方法
04 氧化锆分析仪维护与保养
日常维护与保养
清洁
保持仪器表面清洁，避免灰尘和污垢影响仪器 正常工作。
校准
定期进行校准，确保仪器测量准确性和稳定性。
防潮防震
避免仪器长时间处于潮湿环境或受到强烈震动。
定期检查与校准
1 2
检查传感器
定期检查传感器是否正常工作，如有异常及时更 换。
校准气体
定期使用标准气体对仪器进行校准，确保测量准 确性。
定期清洗传感器，保持清洁，避免污染。
传感器损坏
如发现传感器损坏，应及时更换。
电源故障处理方法
01
02
03
电源线接触不良
检查电源线是否接触良好， 如有接触不良，及时修复。
电源故障
如发现电源故障，应及时 检查电源是否正常，如有 异常，及时修复。
电源适配器故障
如发现电源适配器故障， 应及时更换。
数据传输故障处理方法
技术创新与升级
智能化技术
利用人工智能、大数据等技术提升分析仪的自动化和智能化水平， 提高检测精度和效率。
新型传感器技术
研发更灵敏、更稳定的传感器，提高分析仪的响应速度和稳定性。
微型化技术
减小分析仪的体积和重量，使其更便于携带和使用。
应用领域的拓展
环境监测
拓展在空气质量、水质监测等领域的应用，为环境保护提供有力支 持。
03
温度控制是关键，需保持恒温以获得准确测量结果。
氧化锆分析仪的应用领域
工业炉窑
实验室分析
用于监测燃烧过程中气体成分，优化 燃烧效率。
用于科研和实验中气体成分的精确测 量。
环保监测
检测工业废气中的氧含量，控制污染 物排放。
02 氧化锆分析仪常见故障及 原因
氧化锆氧量计
κ=C p m/(RT 2)
式中C ——居里常数；
m ——气体的分子质量； p ——气体的压力；
R ——气体常数；
T ——气体绝对温度。
顺磁性气体容积磁化率与压力成正比， 而与绝对温度的平方成反比。
磁氧分析仪的类型
根据氧的顺磁性原理制作的磁氧分析仪，目前所采用的工作方式 主要有磁风式、磁压式和哑铃球磁动力式三种。
热磁式氧量计
利用烟气组分中氧气的磁化率特 别高这一物理特性来测定烟气中 含氧量。
氧气为顺磁性气体 氧的温度升高而磁化率下降
不平衡电桥将随 着气样中氧气含 量的不同，输出 相应的电压值。
环管式热磁氧分析器测量的主要问题是： 1）环境温度变化会影响发热器的换热条件，所以需设
(5)电极引线应用纯铂丝
(6) 与氧化锆管配接的二次仪表 应有很高的输入阻抗。
(7)如果氧化锆管的输出作为 自动调节信号，则应采用线性化 电路将氧浓差电势与含氧浓度之 间的对数关系转换为线性关系。
三、测量系统及信号处理
定温式及温度补偿式 直插式与抽出式 抽出式系统是将气样抽出后再送
在启动升速过程中，还会遇到临 界转速的影响，使机组产生较大 的振动，甚至会共振而大大超过 设计强度，故在启停过程中要求 准确地测量转速，尽快越过各个 临界值转速。
转速信号的特别重要性，通常采 取“三选二”的逻辑处理，以提 高整个系统的可靠性。
零转速监测：连续检测转子的零 转速状态。当转速低于某规定值 时，报警继电器动作，以便投入 盘车装置。
置恒温控制器或采用温度补偿措施。 2）发热管的水平通道倾斜，会在水平通道中引起自然
热对流，使仪表零点发生偏移。 直管式发送器，气体中的非氧成分，特别是氢含量的
氧化锆氧量计工作原理
氧化锆氧量计中的氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相，常温下氧化锆只以单斜相出现，加热到1100℃左右转变为四方相，但是如果添加稳定剂，在加热以后不会发生体积的突变，大大拓展了氧化锆的应用范围。
下面由安徽康斐尔电气有限公司为您介绍氧化锆氧量剂的工作原理，希望给您带来一定程度上的帮助。
1、氧化锆氧探头的测氧原理氧化锆的导电机理：电解质溶液靠离子导电，具有离子导电性质的固体物质称为固体电解质。
固体电解质是离子晶体结构，靠空穴使离子运动导电，与P型半导体空穴导电的机理相似。
纯氧化锆（ZrO2）不导电，掺杂一定比例的低价金属物作为稳定剂，如氧化钙（CaO2）、氧化镁（MgO）、氧化钇（Y2O3），就具有高温导电性，成为氧化锆固体电解质。
为什么加入稳定剂后，氧化锆就会具有很高的离子导电性呢？这是因为，掺有少量CaO2 的ZrO2混合物，在结晶过程中，钙离子进入立方晶体中，置换了锆离子。
由于锆离子是+4价，而钙离子是+2价，一个钙离子进入晶体，只带入了一个氧离子，而被置换出来的锆离子带出了两个氧离子，结果，在晶体中便留下了一个氧离子空穴。
2、氧化锆氧传感器工作原理在氧化锆电解质(ZrO2管)的两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极，测量电池本体分为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测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测量电池，便产生一个以对数为规律的电势(两侧的氧浓度差愈大, 电势信号愈大)。
毫伏信号经氧分析仪转换成0—10mA或4－20mA标准电流。
此电流由氧分析仪接线端子输出。
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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。
CE系列氧化锆氧分析仪技术规格* 测量对象：各种工业炉窑烟气，混合气体浓度* 测量元件：氧化锆管1、测氧范围：0—20.6%O2或0--10%2、仪器精度：系统测氧基本误差≤±2%满量程值3、变送器精度：1.0级（≤1.0%满量程值）4、温控精度：恒温点的700±1℃5、响应时间：≤3秒（达到90%的响应）6、报警输出：上、下限节点输出，可选“常开”或“常闭”点7、模拟量输出信号：4—20 mA ADC（负载0Ω—750Ω）对应氧量0—10%O2或者0—20.6%O28、本底修正范围：-20 mV—+20 mV9、数显形式：LED四位数码管显示10、电源：AC220V±15%11、功耗：<6W（不包括加热功率）12、加热功率：约50W（平均值）可提供150W输出功率13、环境条件：温度-20℃—60℃相对湿度<90%14、检测器约10Kg，转换器约5Kg15、标定方式：叁参数标定。
空气点、标准气点、工况点。
如何选型主要以下几方面考虑选型：一.转换器转换器有盘装（CE-2D): 开孔尺寸75+2mm×150+2mm壁挂式（CE-2C):安装尺寸：260mm×205mm×90mm转换器的显示量程为：０－20.6%或０－１０％。
输出为：４-２０mA上下限为常开节点，用户可自设定报警点。
二.检测器1.插入深度选择：炉墙厚度＋300mm（检测器长度规格有400mm，600mm，800mm，1000mm，1200mm 可供选择）2.安装点烟气温度的选择：烟温<700℃，选择CE标准型检测器烟温≥700℃，选择CE高温型检测器CE系列氧化锆具有以下主要特点：1、传感器使用了日本离子镀膜技术，大幅度提高了使用寿命。
2、氧化锆探头采用全321不锈钢（1Cr18Ni9Ti)护套，具有极佳的耐磨及耐蚀性。
3、直插式：无需取样系统，响应快，有效的降低烟气中灰份堵塞。
4、热扩散参比：无需专门的参比空气泵，使用维护简单。
5、双参数设计：克服国产氧化锆性能离散性，测量准确，延长使用寿命。
6、工况在线校准：准确可靠，单标气在线校准方便，工况点可直接标定，测量精准。
7、热惰性保护：安装方便，可热安装，对停启炉适应性强。
8、元件可拆：元件更换方便，便于维修，降低使用成本。
9、多功能显示：氧含量(%)；氧电势；温度，本底电势参数数显直观方便10、双量程：同时具有0-10% 和0-20.6%双量程，测量范围广。
11、双输出：同时具有开关量节点输出和4-20mA两档输出。
12、负载大：750欧/4-20mA,便于远程安装。
13、本底电势可调，调节范围宽，可随时检查元件老化等参数。
14、全浮式设计：共模输入，抗电场干扰性强，无需专用地线，安装方便。
15、产品系列化适应性强：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。
CE-氧化锆氧分析仪结构一、检测器结构：二、炉体法兰结构：三、盘装式转换器（CE-2D）结构：四、壁挂式转换器（CE-2C）结构：CE-2C(外挂式)氧化锆分析仪面板及端子图安装前的准备（1）开箱检查，按装箱单内容检查件数及外观（2）实验室检查（A）检测器冷态检查，打开检查器接线盒，用万用表欧姆档测量，氧电池端子1-2之间为开路状态，阻值超量程，热电耦端子3-4之间阻值只有几欧姆为正常，电炉丝端子7-8之间阻值约80Ω为正常。
注意测量电炉丝阻值只能在断电状态下进行。
热电耦补偿端子5-6之间采用目检，用手或工具轻轻拨动AD590，引线应紧固在端子上。
（B）热态检查，按系统连线图7接线，检查无误后通电，升温过程中前面板显示温度。
当温度升到600℃时，若仪表处于测量状态，程序将自动转换到氧含量显示状态，其数值应在空气氧含量20.6附近，若使仪表处于维护状态，则可以操作面板所有按键。
（a）定性检查第一步确认被控温度是否为700℃±2℃，一般热电势约为28mV，查对照表温度值加上室温应对应700℃第二步用万用表欧姆档测量氧电势内阻，正反方向（即测量表笔调换）各测量一次，取其平均值。
新探头电池内阻一般小于100Ω，旧探头检修后应控制在800Ω以内。
注意：采用上述方法测量电池内阻时，仪表应与自控系统脱开，因万用表是有源的，有信号叠加于氧电势上，将干扰被测氧量。
（b）定量校准：通标准气按仪表调校操作。
（3）安装前需备好M12′50螺钉，相应的螺母、垫片、垫圈，以及法兰间的密封垫圈等。
（4）安装位置：（A）检测器检测器的安装应满足下列条件：1.应尽量避免机械震动2.采样气体和压力均在标准规格之内，炉体密封好，检测器尽量向烟气下游装以降低检测气体温度。
为了造成微正压，取气点处附近下游烟流通路稍小些。
3.周围环境温度在标准范围之内4.测头处应避免高辐射热和高辐射蒸气的影响5.避免灰尘及腐蚀气体6.提供充足的维护空间（B）转换器转换器的安装部位应满足下列条件：1.尽量避免机械震动2.避免腐蚀性气体3.周围环境温度应在标准范围之内4.避免强磁场干扰5.避免动力线、马达、励磁继电器、泵等的干扰6.提供充足的维护空间7.转换器应尽量安装在靠近检测器处，距离不超过100m为宜（5）炉墙或烟道壁开口位置及尺寸：选择气样有代表性的位置，炉体密封性好，检测器尽可能向烟气下游安装，以便降低检测器的烟气温度，开口处气流通畅，避开不流畅区。
（6）炉墙埋管及炉体法兰。
中温型、高温型氧检测器装在烟气流中粉尘大的地方时，对应导流管排气口处的开孔尺寸应大些，利于出气与排除灰尘。
低温直插式可小些。
埋管内孔尺寸最小为F89。
（7）盘装转换器外形及开孔尺寸75+2mm×150+2mm×250mm，变压器外形尺寸及底座螺孔尺寸。
降压变压器用于检测器内部电炉供电，一般按次级抽头90V位置，通过转换器内部控制电路，变成可控电源后送加热电炉。
次极抽头位置可组成90V、100V、110V电源以保证锆管工作端温度能控制在700℃，冗余功率越少越好，即全功率加于电炉，最高温升不要超过850℃.维护与检修1、查找仪器故障的方法：故障只可能来自于探头、变送器、安装三方面。
可采用下列方法辨别：1）测量探头信号值（直接量信号输入端），如果信号正常（一般大型炉信号值在20-60mV内，中型炉信号值在10-60mV内，小型炉信号值在0-25mV内），则很可能故障在安装和变送器内。
如果信号明显不正常，则很可能故障在探头。
这时应通入标气进行检验，如果本底电势在（）20mV内，则很可能探头本身漏气；如果本底电势大于（）20mV,则很可能是氧化锆元件出现故障。
2）氧化锆元件老化故障在烟气的腐蚀下，氧化锆元件在运行1年左右会出现老化现象。
元件老化的表现是：显示迟缓，噪声大并且不稳定，本底电势大，当拆下在空气中700度下测量元件内阻时，内阻大于1K 欧（用半电位法）。
这时应更换元件。
更换元件的方法是：拆下过滤器。
左手捏住引线柱，右手用小螺丝刀将小螺钉拧松。
均匀拧开四个螺钉，然后拔出校校准管，拿出旧元件。
用酒精棉花擦净高温密封圈后，再按上述相反的程序装上新元件，放好高温密封圈，放入新元件，将小瓷环套在铁引线上，均匀拧紧四个螺钉。
然后将两根铂引线拧入接线柱中，再装上校准管。
检查方法是：量接线盒正负信号端与外内电极铂引线电阻，约为10欧。
通标气检验正常后才能上炉。
当过滤器损坏后，可以更换过滤器。
常见问题为什么锆管工作温度低于700℃？氧含量显示异常有三种情况：1、锆管使用寿命到期，导致氧含量显示缓慢，具体现象为：锆管两侧的阻值达到几K或十几K欧。
2、锆管断裂，导致仪表显示大范围波动，锆管两侧的阻值应为开路。
3、检测器两侧风压差值过大，导致锆管无法正常工作，应在检测器前端加装减压过滤装置。
在确保探头控温正常时，测量氧电池两端阻值应小于800Ω，如有异常应更换氧传感器，如阻值正常应按说明书重新标定。