中国原子能氧化锆分析仪使用说明书.ppt

ZO系列氧化锆氧分析仪 一、ZO系列氧化锆氧分析仪的测量原理 二、ZO系列氧化锆氧分析仪的主要技术参数 三、ZO系列氧化锆氧分析仪探头结构 四、ZO系列氧化锆氧分析仪变送器简介 五、用户选型及订货须知 六、检验与校准 七、现场安装与日常维护 八、常见故障的判断与排除 九、误操作引起的故障及现场处理 一、 ZO系列氧化锆氧分析仪的测量原理 ： 氧化锆氧量计是利用氧化锆固体电解质原理工作，由氧化锆固体电解质做成氧化锆探测器（探头），直接安装在烟道中，具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应快等特点，测量时仅受温度影响，容易克服，而且输出电信号，便于信号传输与处理，精度比较高，广泛用于燃烧过程热效率控制系统一、氧化锆固体电解质导电机理 电解质溶液导电是靠例子导电，某些固体也具有离子导电的性质，具有某种离子导电性质的固体物质称为固体电解质。凡是传导氧离子的固体电解质称为氧离子固体电解质。 氧化锆也称二氧化锆（ZrO2），分子是由一个锆原子和两个氧原子结合而成。纯净的氧化锆基本上是不导电的，是不能进行氧量测量的，真正用于测量氧量的是在氧化锆中加入氧化钙（CaO）后，就具有高温导电性，这样就可以进行氧量测量。  一、ZO系列氧化锆氧分析仪的测量原理 如在氧化锆(ZrO2) 中加入一定数量的氧化钙（CaO），+2价的钙离子（Ca2+）在进入ZrO2晶体后会置换出+4价的锆离子（Zr4+），由于钙离子和锆离子的离子价不同，因此在晶体中形成许多氧空穴。再高温（750℃以上）下，如有外加电场，就会形成氧离子占据空穴的定向运动而导电。带负电荷的氧离子占据空穴的运动，也就相当于带正电荷的空穴做反向运动，因此，也可以说固体电解质是靠空穴导电的，这和P型半导体靠空穴导电机理相似。固体电解质的导电性能与温度有关，温度越高，导电性能越强。 一、ZO系列氧化锆氧分析仪的测量原理 氧化锆测量含氧量的基本原理是利用所谓的“氧浓差电势”，即在一块氧化锆两侧分别附以多孔的铂电极(又称“铂黑”)，并使其处于高温下。如果两侧气体中的含氧量不同，那么在两电极间就会出现电动势。此电动势是由于固体电解质两侧气体的含氧浓度不同而产生的，故叫氧浓差电势，这样的装置叫做氧浓差电池。 一、ZO系列氧化锆氧分析仪的测量原理 氧浓差电池两侧分别为含氧浓度不同的两种气体。氧分子首先扩散到铂电极表面吸附层内，高温下在多孔铂电极中变成原子氧，然后扩散到固体电解质和电极界面上。由于固体电解质内有氧离子空穴，扩散来的氧原子便从周围捕获两个电子变成氧离子进入氧离子空穴，同时产生两个电子空穴。铂电极中自由电子浓度高且逸出功小，所以产生的两个电子空穴立即从铂电极上夺取两个电子而达中和。当氧离子空穴被氧离子填充后，形成一个完整的晶格结构。由于在电极上和固体电解质界面上氧离子空穴中氧离子浓度较高，在扩散作用下，进入氧离子空穴的氧离子还会跑出来，去填补靠近的氧离子空穴，空出来的位置又由新进入的氧离子所填补。这样直到氧离子到达另一电极，释放出两个电子成为氧原子，并与其它氧原子结合成为氧分子。应当指出，氧离子的这种扩散迁移是双向的，但由于氧浓差电池的两侧气体的含氧浓度不同，氧分压不同，所以总的趋势是氧离子从含氧浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散，即氧从电极1上得到电子，通过氧离子空穴迁移到电极2后释放出电子，变为氧气。这时在电极1上（阴极——进行还原反应的电极）产生下列反应： （还原反应） 到达电极2后，在电极2上（阳极——进行氧化反应的电极）将产生下列反应： （氧化反应） 这样在电极上产生了电荷的积累，从而在两极板间建立了电场，此电场将阻止这种迁移的进一步进行，直至达到动态平衡状态，此时在两极板间形成电势。 二、ZO系列氧化锆氧分析仪的主要技术参数 （1）测量范围：0~20.6Vol%O2 （2）测量精度：±1.0%（满度） （3）响应时间：3秒（达到90%指标） （4）输出方式：DC：0~10mA；DC：4~20mA两路线性输出 （5）负载能力： 800Ω(0～10mA) 400Ω(4～20mA) （6）安装点允许压差：1000Pa （7）变送器外型尺寸 P型：160×160×320mm（开孔153×153mm）