电化学式氧分析仪 氧化锆
浅谈几种氧分析仪的检测原理
浅谈几种氧分析仪的检测原理1、磁式氧分析仪与磁力机械式氧分析仪(1)热磁式氧分析仪检测原理。
检测器置于高于环境温度的恒温腔体内,检测器处设有一恒定磁场,当要检测的样品气体从检测器的检测室外流过时,磁场将高磁化率的氧气吸入检测室内,进行检测。
检测室内的检测元件一般为铂丝,铂丝上通有一恒定的加热电流,氧气进入检测室到铂丝上被加热,磁化率迅速变小,之后被新进入的氧气推出检测室。
样品气体中氧含量不同,进入/排出检测室铂丝处的氧气量不同,从铂丝上带走的热量也不同,*终导致铂丝上的电阻值变化,检测铂丝电阻体的阻值即可间接测量气体中的氧含量。
(2)磁力机械式氧分析仪检测原理。
检测器/磁铁组件置高于环境温度的仪表恒温腔体内,检测器中有一对充满氮气的空心玻璃测试体,悬挂在不均匀磁场中的一根铂镍合金丝带上,由于磁悬浮效应,测试体的两个球受到偏转力,产生偏转力矩,这个偏心力矩和包围测试体的气体的体积磁化率成正比。
即和被测气体中氧气的含量成正比。
这两种类型的氧分析仪仪表基础原理都是利用氧气的顺磁性,它们不适用于测量背景气体中含有高磁化率气体(如NO、NO2)的场合。
但这类氧分析仪反应速度快,稳定性好,不消耗被测气体。
2、电化学式氧分析仪电化学式氧分析仪是基于氧气和传感器阴极之间的电化学反应来进行测量的。
它的传感器是一个电解池,外加的直流电加在电解池的阴、阳极之间,电解池内充以电解液,样品气通过扩散板或半透膜到达阴极,并在阴极产生电解反应而被还原,产生相应的电流,电流的大小与样品气体中氧气的浓度成正比关系。
这类仪表的应用范围比较宽,根据结构不同,即可测量气体中的氧含量,也可以测量溶液中溶解氧的氧含量。
缺点是:氧分析仪传感器工作场所温度范围窄、压力不能高,传感器寿命短等。
另外由于电解液一直在消耗,仪表稳定性较差,漂移偏大。
3、氧化锆式氧分析仪氧化锆分析仪的检测原理是氧浓差电池。
在氧化锆材料中添加一定的添加剂后通过高温烧结,在一定的温度下成为氧离子的固体电解质,在元件的内外侧焙烧铂电极就成了氧化锆氧传感器。
安徽天康（集团） ZrO2-II型氧化锆氧气含量分析仪 说明书
使 用 说 明 书
安徽天康（集团）股份有限公司
ZrO2-Ⅱ 型氧化锆氧量分析仪使用说明书
概
述
ZrO2-Ⅱ型直插式氧化锆氧量自动分析仪是在总结国内外多年研究和应用经验后，研制 成功的新型氧量分析仪，适用于分析各种工业锅炉、窑炉及加热炉中烟气的含氧量。它的主 要特点是氧探头的结构设计及铂电极的化学配方、制作工艺充分考虑了被测炉气组分极端复 杂这一特点，可保证氧探头在水平直插条件下应用时具有足够长的寿命。而其信号转换部分 以单片微处理器为核心，通过软件实现仪表大部分功能，硬件配置重点强化仪表的抗干扰措 施。
锆头 电偶 电炉 + －+ －
图 6 信号转换器与氧探头接线图 5.3.2 接线时应注意下列要求: 5.3.2.1 加热线与信号线应分开穿管； 5.3.2.2 锆管的氧势、热电偶温度补偿信号线都是具有极性的信号线，安装时应注意极性的
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Anhui Tiankang (Group) Shares Co., Ltd.
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ZrO2-Ⅱ 型氧化锆氧量分析仪使用说明书
Φ76 的孔，将短节以水平方式焊接到设备上，焊接时要保证焊接处不漏气。对带余热锅炉
流程，在选定取样点位置后，Φ76mm 设备短节应根据保温厚度适当加长穿过炉体保温砖，
与炉体钢壳焊牢，露出部分长度约 60mm。必须注意：应保证设备短节与炉体保温砖之间的
2.6 键盘设定：探头零电势校正, 报警上、下限设定，
2.7 自诊断内容及故障类别符号：
E—0 氧量上限
E—1 氧量下限
E—2 温度异常(高)
E—3 温度异常(低) E—4 升温异常(快) E—5 升温异常(停)
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。
传感器 电化学 氧化锆
传感器电化学氧化锆氧化锆（Zirconia）是一种具有重要应用价值的材料，尤其是在传感器和电化学领域。
它的化学式是ZrO2，具有高熔点、高电阻率、高催化性和良好的热、力学性能等优点。
因此，氧化锆已经广泛应用于气体和液体传感器、电化学传感器和其它相关设备中。
氧化锆在传感器领域的应用主要体现在气体浓度检测和液体参数监测。
其中，气体浓度检测主要包括氧气浓度和气体成分检测。
氧化锆氧传感器基于氧化锆的电化学性质，利用其在高温下与氧气发生反应生成氧离子的特性，通过测量氧离子浓度的变化来检测气体中氧气的浓度。
这种传感器广泛应用于燃烧控制、车辆尾气监测和生命科学等领域。
另外，氧化锆还可以用于检测其它气体成分，如CO2、CO、NOx等，适用于环境监测、工业过程控制等应用场合。
除了气体传感器，氧化锆在液体参数监测中也有广泛应用。
例如，氧化锆pH传感器通过测量液体中氧离子和阳离子的浓度变化来监测液体的pH值。
这种传感器通常用于化学、医疗和生物技术领域，广泛应用于水质监测、生物反应器控制等。
此外，氧化锆还可以用于测量液体中的电导率、温度等参数，对于工业过程控制和环境监测等具有重要作用。
在电化学领域，氧化锆也是一个重要的材料。
由于氧化锆具有高催化性和良好的电化学性能，它被广泛应用于电化学传感器和电化学催化剂中。
电化学传感器是一种通过测量电流、电势或阻抗变化来检测物质浓度或参数变化的传感器。
氧化锆基的电化学传感器通常通过改变表面的电势来实现对物质浓度或参数变化的检测。
这种传感器广泛应用于环境监测、生命科学和工业过程控制等领域。
此外，氧化锆还可以作为电化学催化剂，在电化学反应中发挥催化作用。
例如，氧化锆可以用作氧还原反应的催化剂，促进氧气在电极表面的还原和氧化反应。
这种催化剂常用于燃料电池、电解水制氢等系统中，对于能源领域具有重要意义。
综上所述，氧化锆在传感器和电化学领域具有广泛的应用价值。
通过利用氧化锆的电化学性质和催化性能，可以开发出高精度、高灵敏度的传感器，并且在物质浓度检测和参数监测中具有重要作用。
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。
氧化锆氧量分析仪的工作原理
氧化错氧量分析仪的工作原理氧化锆氧量分析仪的工作原理自然界的氧化锆（ZrO2）矿物原料，主要有斜锆石和锆英石。
锆英石系火成岩深层矿物，颜色有淡黄、棕黄、黄绿等，比重 4.6-4.7，硬度7.5，具有强烈的金属光泽。
纯的氧化锆是一种高级耐火原料，其熔融温度约为2900 C。
纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现灰色或淡黄色，添加显色剂还可显示各种其它颜色。
纯氧化锆的分子量为123.22，理论密度是5.89g/cm3，熔点为2715 C。
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 C左右转变为四方相，加热到更高温度会转化为立方相。
由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制了纯氧化锆在高温领域的应用。
但是添加稳定剂以后，四方相可以在常温下稳定，因此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。
由于氧化锆材料具有高硬度，高强度，高韧性, 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。
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 C〜1200 °C ），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。
来自海洋兴业仪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。
氧化锆分析仪工作原理
氧化锆分析仪工作原理氧化锆分析仪是用于分析样品中氧化锆含量的仪器。
它的工作原理主要包括样品处理、离子发生和检测三个步骤。
首先是样品处理。
样品需要经过前处理，以消除干扰物质的影响，提高分析的准确性。
常见的前处理方法包括样品溶解、离子交换和固相萃取等。
对于氧化锆分析仪，常用的样品溶解方法是采用酸溶解，如使用硝酸和氢氟酸的混合溶液。
溶解后，样品中的氧化锆将转化成离子形式，并与溶液中的其他物质分开。
接下来是离子发生。
离子发生是将样品中的离子转化成特定的化合物，方便测量。
对于氧化锆分析仪，常用的离子发生方法是使用特定的试剂与样品中的离子反应，生成特定的沉淀或产物。
常见的试剂有铵盐、硫酸亚铁等。
例如，可以使用铵盐试剂，将样品中的氧化锆与铵盐反应，生成氧化锆的沉淀。
最后是检测。
检测是将离子发生后的化合物进行定量测量。
氧化锆分析仪常用的检测方法是光谱测量和电化学测量。
光谱测量可以利用氧化锆的特性吸收和发射光谱进行测量。
对于吸收光谱测量，可以使用分光光度计或原子吸收光谱仪进行测量。
电化学测量常用的是离子选择性电极。
离子选择性电极是一种特殊的电极，能够选择性地对特定离子进行测量。
对于氧化锆分析仪，可以使用氧化锆选择性电极进行测量。
除了上述的主要工作原理，氧化锆分析仪的一些附加功能也可以提高分析的准确性和可靠性。
例如，温度控制功能可以控制反应过程的温度，提高反应的效率和分析的灵敏度。
自动化控制功能可以自动控制样品的处理和离子的发生过程，减少人为误差。
数据处理功能可以对测量结果进行处理和分析，提供更全面和准确的分析报告。
总结起来，氧化锆分析仪的工作原理主要包括样品处理、离子发生和检测三个步骤。
通过样品处理将氧化锆离子从样品中分离出来，然后通过离子发生将氧化锆离子转化成特定的化合物，最后通过检测对化合物进行定量测量。
使用不同的离子发生和检测方法，可以得到准确的氧化锆含量分析结果。
同时，附加功能的引入可以提高分析的准确性和可靠性。
氧化锆分析仪的系统概述及解决方案
氧化锆分析仪的系统概述及解决方案氧化锆分析仪的系统概述氧化锆氧量分析仪（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。
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。
参比气体应为干燥清洁无油的空气（含氧20.60％）。
在参比气侧与被测气体侧氧浓度不同时，氧离子从高的一侧迁移到低的一侧。
电池输出就以对数的规律反应出被测气体中的氧浓度值。
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。
传感器装置由不锈钢外壳、测量电池、加热器、热电偶、过滤元件以及电缆接线端子等组成。
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4－20mA标准电流。
此电流由氧分析仪接线端子输出。
测量电池的工作温度设置为高于650℃-700℃的恒定温度，为了保持工作温度恒定，用一支Ｋ型热电偶测量电池的工作温度，经氧分析仪内的温度控制器调节加热器的加热电压。
当测量烟气温度高于700℃时，传感器组成中省去加热器和测温热电偶。
为了使测量电池的工作温度达到700℃，氧分析仪接受传感器中的Ｋ型热电偶输出的温度mV信号，与微处理器预置温度（毫伏）相比较，从而控制电池温度。
氧分析仪分析原理
顺磁式
热磁对 流式
磁力机 械式
磁压式
顺磁式氧分析
任何物质在外界磁场的作用下都会 被磁化，呈现出的磁特性。
气体介质在磁场中被磁化，根据不 同表现分为顺磁性或逆磁性。 O2为顺磁性气体。
M=kH
M——磁化强度
• 优点：成本低，反应速度快，可以测量微量常量氧 • 缺点： ①故障率高，被测气体突发冷热交换，锆片易脱落。
②被测气体中可燃性较高的成分（H2，CO化合物） ③不能测O2浓度高（参比气为空气）空气中O2为21%
• 燃料电池（测微量氧）
酸性 CH3COOH
燃料电池
碱性 KOH
固体燃料电池
• 优点：①不需外部供电； ②价格相对便宜； ③精度准确度好； ④更换维护方便。
氧分析仪原理
氧分析仪原理分类
• 电化学原理（耐腐蚀性差）
电化学
氧化锆
燃料电池
直插式
抽吸式
低温
中温
高温
电解池式
氧化锆原理：
正极：O2(p0)+4e→2O2负极：2O2-→O2(p1)+4e
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。用导 线连接形成电路，通过测得氧浓差电动势 的大小来算出氧化锆固体电解质两侧气体 中的氧浓度的大小。
• 缺点：①使用寿命短； ②易受其他气体影响（CO，H2腐蚀性气），定期更换 传感器。
电解池式：
阴极反应： O2+2H2O+4e-→4OH阳极反应： 4OH-→O2+2H2O+4e-
优点： 由电极反应式可见，阳极未产 生消耗，因此使用中无需更换 电极和电解池，只需适时补充 电解液。
高温常温氧化锆氧量分析仪安全操作及保养规程
高温常温氧化锆氧量分析仪安全操作及保养规程氧化锆氧量分析仪是一种专门用于测量气体中的氧含量的设备。
这种设备使用氧化锆电解池来测量气体中的氧含量，具有测量范围广、灵敏度高，且不受干扰等特点。
还可以在高温下用于测量氧含量，同时还可以在常温下测量氧含量。
但是，在使用这种设备时，必须注意安全操作和正确的保养，以确保设备的可靠性和长寿命。
安全操作规程准备工作在使用氧化锆氧量分析仪之前，需要进行一些准备工作。
1.环境准备：在使用设备时，需要选择一个相对干燥，没有粉尘和化学污染物的室内环境。
同时要确保周围没有存在易燃易爆物品。
2.电源准备：氧化锆氧量分析仪需要使用市电，同时还需要一个可靠的地线连接，以确保电源的稳定和安全。
3.气源准备：选择一个清洁稳定的气源，以避免气源带来的污染和干扰。
操作步骤1.开机前，确认氧化锆氧量分析仪连接电源，同时检查地线是否连接良好。
确保设备处于稳定的工作状态。
2.设备启动后，等待数分钟让设备稳定，然后进行校准和零点调节。
在调节过程中，仔细检查各个仪器指标是否正常，确保设备正常工作。
3.确认操作环境和气源是否符合要求，将采样气体送入氧化锆电解池中进行测量。
在测量过程中，需要注意监测仪器的指标和设备状态，确保测量的准确性和可靠性。
4.操作结束后，关闭设备，清理和保养设备。
操作注意事项1.在使用设备时，遵循安全管理制度，确保使用安全。
2.在使用设备时，请遵守设备使用规程和操作步骤，确保设备正常工作。
3.在进行操作时，请注意操作环境和气源情况，确保测量数据的准确性和可靠性。
4.在操作过程中，严禁使用拱形火花开关及其他易引发火情的电器设备。
5.在操作设备时，请保持专注和沉着，如有疑问请及时向专业人员咨询。
保养规程日常保养1.在使用设备过程中，注意检查仪器指标和设备状态，确保设备处于正常工作状态。
2.定期清理氧化锆氧量分析仪设备表面和内部仪器部件，去除积累在设备表面的灰尘和污物。
3.定期检查设备电源和电源线是否完好，如有发现破损或损坏应及时更换。
ZO-110型氧化锆氧量分析仪使用说明书
ZO-401型氧化锆氧量分析仪说明书注意：用户使用仪器前，请仔细阅读本使用说明书！1．概述ZO-401系列氧化锆分析仪是由智能化分析仪和氧化锆氧量计（简称氧探头）组成。
该仪器的工作原理是基于电化学原理，检测元件是利用氧化锆（ZrO2）制成的固体电解质，其在高温下具有传导氧离子的特性，当固体电解质两侧存在氧浓度差时，即有一与浓度成一定关系的电势产生，对此电势作补偿计算，从而可准确反映氧量。
ZO-401系列氧分析仪采用单片机作核心，对氧探头进行炉温加热控制和数据处理，通过氧探头可对诸多工业炉窑烟气中的氧含量进行快速、准确、连续地检测，减少低氧燃烧造成的污染，确保生产过程的安全和经济性。
因此，氧化锆氧分析仪可广泛用于电力、化工、冶金、石油、轻工纺织领域中的燃烧控制，也可应用于电子元件、磁性材料等高温烧结的保护性气氛中的微量含氧分析。
采用单片机组成的智能化仪表，可以对氧探头送来的氧浓度电势、K型热偶电势进行测量比较，用“能斯特”公式实时地计算出烟气中的氧含量，并且在计算中引入双参数校正法，具有氧探头本底电势补偿功能，氧电势斜率修正，弥补了氧探头的离散性缺陷，延长了氧探头的使用寿命。
ZO-401氧分析仪具有氧百分浓度、氧化锆探头电势、热偶温度显示，并有本底电势补偿值、氧电势斜率系数修正值显示、隔离的4—20mA模拟量输出，且模拟量输出对应的氧百分比浓度可由面板操作设定，其日常维护十分方便。
2．工作原理2．1 传感器（氧探头）工作原理氧化钇稳定的氧化锆材料是一种高性能的氧离子导体，氧化锆管内外侧涂以多孔铂电极，在高温（>600℃）时，当氧化锆管内外两侧分别通以不同氧浓度的气体时，就形成氧浓差电池：（PO1）▌▏ZrO2▕▌（PO2）Pt Pt阴极：O2 + 4e = 2O2-阳极：2O2- = O2 + 4ePO1和PO2分别为参比气氧分压和被测气氧分压，氧浓差电池电动势E与氧分压的关系可用能斯特（Nernst）公式表示：E = （RT/4F）ln (PO1/ PO2)式中，R：理想气体常数（8.314J/mol•k）T：浓差电池工作温度（K）F：法拉第常数（96500J/V）PO1：参比气氧分压（通常以空气作为参比气，其浓度为20.60%）PO2 : 被测气氧分压通过测量氧浓差电池电动势E、温度，就可以计算出被测气体的氧浓度。
氧化锆
氧化锆氧量分析仪氧化锆氧量分析仪(Zirconia Oxygen Analyzer ，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。
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。
氧化锆氧量分析仪广泛应用于多种行业的燃烧监视与控制过程，并且帮助各行业领域取得了相当可观的节能效果。
应用领域包括能耗行业，如钢铁业、电子电力业、石油化工业、制陶业、造纸业、食品业、纺织品业，还包括各种燃烧设备，如焚烧炉、中小型锅炉等。
将此分析仪应用于燃烧监视与控制，将有助于充分燃烧，减少CO2、SOx及NOx的排放，从而为防止全球变暖及空气污染做出贡献。
为何要进行氧含量监测随着人们环保和节能意识的逐渐提高，众多大中型企业如钢铁冶金、石油化工、火力发电厂等，已将提高燃烧效率、降低能源消耗、降低污染物排放、保护环境等作为提高产品质量和增强产品竞争能力的重要途径。
钢铁行业的轧钢加热炉、电力行业的锅炉等燃烧装置和热工设备，是各行业的能源消耗大户。
因此，如何测量和提高燃烧装置的燃烧效率、确定最佳燃烧点，是十分令人关心的。
确定最佳燃烧效率点供给加热炉、锅炉等加热设备的燃料燃烧热并不是全部被利用了。
以轧钢加热炉或锅炉为例，有效热是为了使物料加热或熔化（以及工艺过程的进行）所必须传入的热量，炉子烟气带走的物理热是热损失中主要部分。
当鼓风量过大时（即空燃比α偏大），虽然能使燃料充分燃烧，但烟气中过剩空气量偏大，表现为烟气中O2含量高，过剩空气带走的热损失Q1值增大，导致热效率η偏低。
与此同时，过量的氧气会与燃料中的S、烟气中的N2反应生成SO2、NOX等有害物质。
而对于轧钢加热炉，烟气中氧含量过高还会导致钢坯氧化铁皮增厚，增加氧化烧损。
当鼓风量偏低时（即空燃比α减小），表现为烟气中O2含量低，CO含量高，虽说排烟热损失小，但燃料没有完全燃烧，热损失Q2增大，热效率η也将降低。
氧化锆氧量分析仪工作原理
氧化锆氧量分析仪工作原理在这里介绍一种新型的氧含量分析器，其结构简单.份定性好.灵敏度高及晌应快并且价格便宜，它就是氧化锆氧量分析仪，这几年来得到了行业认可，目前正较为广泛的应用。
用氧化锆氧分析仪除可以分析氧气产品的氧纯度外，还可分析高纯氢和高纯氮中的微量氧。
只需要根据气体中微量氧的含量并将分析仪调到相应的量程档次即可。
用于氢气分析时，流量计读数在左侧；用于氮气分析时，流量计读数在右侧。
用于分析高纯氢或高纯氮时，如果将量程放在小挡及指针还是一直停靠左边，表明气中有还原性气体，应设法除去，否则就无法测定。
氧化锆氧量分析仪工作原理：其是根据电化学中的浓差电他原理进行设计的。
氧化锆是固体电解质在高温下只有传异氧离子的特性，在氧化锆两侧装上多孔质的铂电极，其中一个铂电极与已知氧含量的气体(如空气)充分接触，另一个铂电极与待侧含氧气体充分接触。
当两侧气体中的氧浓度不同时，浓度高的一侧氧分子从铂电极获取电子变成氧离子，使铂电极成为电池的阴极。
氧离子经氧化锆电介质到达浓度低的一侧失去电子给铂电极，变成氧分使铂电极成为电池的阳极。
从而形成以氧化锆为电解质的浓差电池，两极板间将产生电动势。
由实验可知：当氧化锆被加热到一定温度时，测量气与参比气中的氧浓度之比的对数与两极板间的电动势成正比。
只要测出电动势的大小，便可知被测气体中氧的含量。
使用时注意以下事项：为了避免冲击错管导致错管破裂或损坏，不可用大流量，流量一般建议设为500mL/min。
用逐步检漏法检查气密性来确定是漏气还是错管破裂，取出机芯检查错管有一个三通接头，容易发生漏气的有两处：一处为流量计漏气；另一处为氧化铅管破裂。
先通入微量气体，使流量转子升至顶端满刻度处，然后堵住流量计出气管口。
如果流量转子下不来，则说明流量计漏气。
如果堵住仪器出口转子下不来，则说明错管破裂。
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氧化锆氧量分析仪安全操作及保养规程
氧化锆氧量分析仪安全操作及保养规程概述氧化锆氧量分析仪是一种用于测量气体中氧气含量的仪器，常用于医院、科研机构和工业领域中。
使用该仪器需注意安全操作和定期保养，以确保仪器的准确性和长期稳定性。
安全操作规程1.仪器放置氧化锆氧量分析仪应放置在平稳、干燥、通风良好的室内，避免受到阳光直射和机械振动，禁止放置在易燃易爆物品附近。
2.开机前检查开机前应检查仪器和连接管路的连接是否牢固，电源线是否正常，仪器内部是否清洁。
若发现连接不紧或者内部脏污严重的情况，请及时清洗和更换。
3.使用条件在使用前需要确保氧化锆氧量分析仪的使用条件符合要求。
如环境温度、湿度、气体流量等等。
如果不符合要求，应及时调整环境或进行其他处理。
4.防爆措施因为氧气是一种易燃易爆气体，因此在仪器操作当中，应注意防爆措施。
例如避免过大的压力差、避免因氧气泄漏造成的火源等。
5.使用操作在操作氧化锆氧量分析仪时，应按照使用说明书参数设定参数。
操作时，严禁用手触摸仪器和连接管路，并应按照正确的顺序打开和关闭仪器和管路，以免发生危险事故。
保养规程1.日常清洁日常使用后，应及时将仪器外部和内部清洗干净，特别是传感器部分的清洁特别重要。
清洗时应避免使用化学溶剂或者带有研磨粒子的物品，可以使用软布擦拭或用清水冲洗。
2.传感器维护传感器是氧化锆氧量分析仪的核心部分，因此在保养中需要特别关注。
传感器表面应保持清洁，例如油污和灰尘可能会附着在传感器表面上，这些都会影响仪器的准确度。
在传感器清洁时，应特别注意不要用力擦洗，同时按照说明书要求进行清洗。
3.管路保养管路是连接氧化锆氧量分析仪和氧气采样处的中介，因此在管路的保养中也需要注意保养和维护。
在日常使用中需要注意管路是否堵塞，如果出现堵塞，应及时清理;如果管路接口有问题，应及时更换。
4.校准在长期使用氧化锆氧量分析仪时，需要定期进行校准以保证仪器的准确性。
具体的校准方法和时间根据使用的仪器型号有所不同，因此在操作前应认真阅读说明书或者寻求专业人员的帮助。
氧化锆分析仪工作原理
氧化锆分析仪工作原理
氧化锆分析仪采用X射线荧光光谱（XRF）技术进行分析。
其工作原理主要分为样品制备、激发和检测三个步骤。
首先，在样品制备方面，需要将待测样品制备成均匀的颗粒或片状形式。
通常，样品会被研磨或研磨，以获得粒度合适的粉末或薄片。
其次，激发步骤是将样品暴露在X射线束中。
X射线束通常
由X射线源产生，并被导向样品表面。
当X射线束与样品相
互作用时，样品中的原子会吸收部分X射线能量。
这些被吸
收的能量会使原子中的内层电子跃迁到高能级，形成激发态。
最后，检测步骤中，仪器会测量样品产生的荧光辐射。
激发态的原子在回到稳定态时会产生特定的X射线荧光信号。
这些
荧光信号带有特定的能量，与待测元素的特征能级相对应。
仪器会使用能量分散仪或晶体来分离和测量这些荧光信号的能量。
根据信号的能量分布和强度，可以定量分析样品中的氧化锆含量。
总结来说，氧化锆分析仪通过激发样品中的原子产生特定能级的X射线荧光信号，通过测量和分析这些信号来确定样品中
的氧化锆含量。
氧化锆氧量分析仪使用说明书-安徽天分-氧化锆分析仪专业制造商
TFZO-5/ZrO2-5型氧化锆氧量分析仪使用说明书安徽天分仪表有限公司一、安装操作前准备1. 开箱及验货1.1开箱用户在初次安装前，请仔细地阅读本手册，并按照有关说明操作。
因用户安装不当造成的损坏，我公司将不付任何责任。
开箱前请检查外包装是否完好无损，按照装箱单核对仪器数量及附件是否齐全。
仪器在发货前已经过精确标定，安装前无需再标定。
如果需要标定，请按照仪器操作说明中的步骤进行。
➢如发现仪器在运输过程中已损坏，应立即通知承运人及供货商。
不可将损坏仪器退回发货人，否则承运人不予赔偿。
保存好包装箱及已损坏部件，以备承运人检查。
2.安全注意事项2.1 操作使用产品时请注意本手册的安全提示，以确保人员、产品和含本产品的系统的安全。
电压探头加热电压最大可达 AC220V，并受电子变送器温度控制，请不要直接将供电电源接入探头端子，这将严重毁坏加热炉。
温度在运行的过程中。
探头过滤器处表面温度将达到150℃－700℃。
千万不要直接接触灼热部位，以免被灼伤。
在移动探头前请确认电源已关闭，并且探头温度已降到35℃以下。
机械由于探头的内部和外部有陶瓷部件，在运输和安装的过程中，请小心轻放。
强烈的碰撞将会严重损坏探头内部结构。
2.2电源进行电气接线前，确保所有电缆线已绝缘，并严格按照操作说明要求正确连接好电源线和信号线，避免触电。
➢电源插头上的保护地线必须接地良好，确保操作人员安全。
仪器在第一次启动前，必须对保护地线进行检查，确保接线正确无误。
2.3面部安全保护在高压容器上作业时必须采取特别防护措施。
在高温容器和管道上作业时，切记戴防护面罩保护脸部和眼睛不受伤害。
在高温容器和管道附近作业时必须身穿防护服，戴防护手套，保证安全。
标 准ISO 3864, No. B.3.6 标 准IEC 417, No. 5017标示说明 小心触电 标示说明 接地点标 准 ISO 3864, No. B.3.1 标 准IEC 417, No. 5041标示说明 注意！ 标示说明 注意高温烟气氧含量是锅炉运行重要监控参数之一和反映燃烧设备 锅炉运行完善程度的重要依据，其值的大小与锅炉结构、燃料的种类和性质、锅炉负荷的大小、运行配风工况及 设备密封状况等因素有关。
中国原子能科学研究院氧化锆氧量分析报告仪说明书
目录1 概述 (1)2 仪器测量原理 (2)3 仪器主要技术参数 (3)4 仪器简介 (4)4.1 仪器组成 (4)4.2 各部分简介 (4)4.2.1 探头简介 (4)4.2.2 变送器简介 (5)4.2.2.1 基本结构 (5)4.2.2.2 基本操作 (6)4.2.2.3 基本设置 (7)5 仪器检验 (7)6 仪器安装 (9)6.1 安装前的准备 (9)6.1.1 探头安装位置的选择 (9)6.1.2 炉体法兰的焊接 (10)6.1.3 现场布线 (11)6.2 安装 (12)6.2.1 变送器的安装 (12)6.2.2 探头的安装 (12)6.3 现场连线 (13)7 仪器校准 (13)7.1 校准前的准备 (13)7.2 校准方法 (14)8 仪器日常维护与常见故障排除 (15)8.1 仪器日常维护 (15)8.2 常见故障的分析与排除 (16)1 概述氧化锆氧分析仪主要用于测定锅炉烟气中的氧分压即氧气的体积百分数含量（简称氧含量或氧量），对于保障锅炉运行安全、提高燃料燃烧效率及减少环境污染将起到重要作用。
其应用场所主要有：●火电厂锅炉；●炼油厂加热炉和输油管道加热炉；●冶炼厂加热炉和均热炉；●化工、轻纺、食品加工、制药、水泥和采暖等企业的工业锅炉。
燃料燃烧效率与空气过剩系数密切相关。
在燃烧过程中，当空气过剩系数太小即氧量不足时，由于燃料未充分燃烧而导致热效率降低，且排出的未完全燃烧气体也将对导致环境污染；而当空气过剩系数太大即氧量过多时，虽然能使燃料充分燃烧，但过剩空气带走的热量多，也导致热效率降低，同时过量氧气使烟气中硫化物和氮氧化物含量增大，同样导致环境污染。
因此，通过安装氧化锆氧分析仪，在线实时监测烟气中的氧含量，调节空气和燃料的最佳配比，实现优化燃烧，在节能减排与安全环保等方面具有重要意义。
中国原子能科学研究院始建于1950年，是中国核科学技术的发祥地，是以核科学为主、多学科并存的综合性大型科研基地，是我国“两弹一艇”事业的摇篮。
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(2) 用于燃气炉
直插式氧化锆氧分析器可用于燃煤炉、燃油炉，但不适用于燃气 炉。
这是由于采用天然气等气体燃料的炉子，烟道气中往往含有少量 的可燃性气体，如H2、CO、CH4等。氧化锆探头的工作温度约在 750℃左右，在高温条件下，由于铂电极的催化作用，烟气中的氧会 和这些气体成分发生氧化反应而耗氧，使测得的氧含量偏低。
根据氧化锆探头结构形式和安装方式的不同， 可把氧化锆氧分析器分为直插式和抽吸式两类，就 使用数量而言，目前大量使用的是直插式氧化锆氧 分析器。
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7.2.1 直插式氧化锆氧分析器
将探头直接插入烟道中进行分析。直插式探头又有以下 几种类型。
(1) 中、低温直插式氧化锆探头 这种探头适用于烟气温度＜700℃(最佳烟气温度350～ 550℃)的场合，探头中自带加热炉(自热式)。主要用于火 电厂锅炉、6～20t/h工业炉等，是目前国内用量最大的一 种探头。
(1) 用于烟气温度700～1400℃的场合 例如，钢铁厂的有些加热炉烟气温度高达900～1400℃，这种场合就 不能采用直插式探头进行测量，而将高温烟气从炉内引出，散热后温 度降低，再流过恒温的氧化锆探头就可以获得满意的结果。
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但需注意的是，我国电厂的蒸汽锅炉及工业锅炉大部分都是燃 煤炉， 烟尘量大。采用抽吸式氧化锆氧分析器时，易造成取样管 堵塞，维护量较大。这种场合，如烟气温度在700～900℃范围， 仍应采用高温直插式氧化锆探头。
如果电池左侧通入参比气体(空气)，其氧分压为p0； 电池右侧通入被测气体，其氧分压为p1(未知)。
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图7-2 氧浓差电池原理图
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设p0＞p1，在高温下(650～850℃)，氧就会从分压大的p0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p0侧到p1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p0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
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从上式可以看出，当参比气体中的氧含量c0=20.6%时，氧浓度差电 动势仅是被测气体中氧含量c1和温度T的函数。被测气体中的氧含量越 小，氧浓差电动势越大。这对于测量氧含量低的烟气是有利的。把上式 中的自然对数换为常用对数，得
RT 20.6
20.6
E230.52 lg 0.049T6lg
4F c1
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(CaO)、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。
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图7-1 氧离子空穴形成示意图
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7.1.2 氧化锆氧分析器的测量原理
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， 如图7-2所示。
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如被测气体的总压力与参比气体的总压力相同，则上式 可改写为
E1000RTlnc0
(7-2)
4F c1
c0——参比气体中氧的体积百分含量，一般用空气作参比气，取 c0=20.6%（干空气氧含量为20.9%，25℃、相对湿度50%时，氧含量 约为20.6%）；
c1——被测气体中氧的体积百分含量，O2%。
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(2) 高温直插式氧化锆探头
这种探头本身不带加热炉(旁热式) ，靠高温烟气加热， 适用于700～900℃的烟气测量，主要用于电厂、石化厂燃 煤炉、燃油炉等高温烟气场合。
当燃烧系统不稳定时，这种探头易受烟气温度波动的影 响，应用受到一定限制。
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7.2.2 抽吸式氧化锆氧分析器
这类分析器的氧化锆探头安装在烟道壁或炉壁之外，将烟气抽出后 再进行分析。它主要用于以下两种场合。
O2(p0)+ 4e → 2O2p0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。
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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，再供给氧分子形成氧离子，电路中就有电流通过。
第7章 电化学式氧分析器(上)
的测量原理 7.2 氧化锆氧分析器的类型和适用场合 7.3 直插式氧化锆氧分析器 7.4 抽吸式氧化锆氧分析器
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7.1 氧化锆氧分析器的测量原理
7.1.1 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， 靠空穴使离子运动而导电，与P型半导体靠空穴导电的 机理相似。
c1
0.049(267.315t)lg20.6
c1
(7-3)
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实际工作中，可按式(7-3)计算氧化锆探头理论电势输 出值。例如，氧化锆探头的工作温度为750℃，c0为20.6%， 则电池的氧浓差电动势E为
E50.74lg20.6
c1
(7-4)
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表7-1 氧化锆探头理论电势输出值
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7.2 氧化锆氧分析器的 类型和适用场合
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7.1.3 氧化锆探头的理论电势输出值
E100R0 Tlnp0 nF p1
(7-1)
E——氧浓差电动势，mV； R——气体常数，8.3145 J/mol·K； T——氧化锆探头的工作温度，K（K = 273.15+ t℃）； n——参加反应的电子数，（对氧而言，n=4）； F——法拉第常数，96500C； p0——参比气体的氧分压； p1——被测气体的氧分压。
当燃烧不正常烟气中可燃性气体含量较高时，与高温氧化锆探头 接触甚至可能发生起火、爆炸等危险。
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以前，这种场合一般采用抽吸取样＋顺磁式氧分析器的方式进行测 量，例如早期的乙烯裂解炉、以天然气为原料的合成氨一段转化炉等 就是如此。