cy系列氧化锆分析仪操作手册

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1、 CY 系列氧化锆分析仪系列氧化锆分析仪 使用使用说明书说明书( (V2.0) ) 北京雪迪龙北京雪迪龙科技股份科技股份有限公司有限公司 目目 录录 前 言 . 1 一、氧化锆测氧工作原理 1 二、氧化锆氧分析仪技术规格 . 3 三、氧化锆氧分析仪构成 3 3.1 检测器 . 4 3.2 氧化锆转换器 5 3.2.1 转换器组成 . 5 3.2.2 转换器结构形式 . 6 3.3 取气装置 . 8 四、安装 . 8 4.1 转换器 . 8 4.1.1 转换器安装条件 . 8 4.1.2 盘装式转换器(CY-2DA)安装 9 4.1.3 壁挂式转换器(CY-2C)安装 . 9 4.2 炉体法兰安

2、装 10 4.3 检测器、导流管、防尘管安装 10 4.4 成套配置 . 10 4.4.1 安装点选择 . 10 4.4.2 选择检测器长度 . 11 4.4.3 取样方式 . 11 4.4.4 配线与配管 . 13 4.4.5 成套配置及备件表 . 14 五、系统调试 15 5.1 CY-2DA 盘装式仪表系统连接图 . 15 5.2 CY-2C 壁挂式仪表系统连接图 . 15 5.3 系统调校方法 16 5.3.1 转换器面板使用 . 16 5.3.2 CY2C 面板示意图 . 16 5.3.3 面板键功能 . 16 5.3.4 调校方法 17 六、维护与检修 19 6.1 检查内容 .

3、19 6.2 常见问题 . 19 CY 系列氧化锆分析仪 1 前前 言言 氧化锆氧分析仪适用于工业炉窑烟气中氧量的连续监测， 作为操作人员调节 燃风配比的依据，或与自控系统连接，实现低氧合理燃烧，达到降低燃耗、稳定 工艺、提高产品质量、减少环境污染等目的。具有显著的经济效益和社会效益。 北京雪迪龙科技股份有限公司生产的 CY 系列氧化锆氧分析仪检测器，采用 获得国家发明专利的新技术(专利号 87104586)，在提高探头寿命方面有显著作 用，探头寿命最高可达 23 年，维护量甚微，该仪器自 86 年面世以来，已在全 国大多数省市、自治区的大中企业中运行，应用的行业有冶金、化工、电力、建 材、轻

4、工、城市小区供热锅炉、环保监测车等。并在替代进口产品方面取得显著 成绩。 该仪表转换器采用了 16 位的 INTEL80C196 系列单片微处理器，具有很高的 运算速度，锆头控温更加稳定，测量精度大大提高。小信号处理采用隔离放大电 路，数据更加可靠，还增加了浮温氧含量计算，以及数据保持专用芯片。这是仪 器长期运行的重要保证。 一一、氧化锆测氧工作原理氧化锆测氧工作原理 仪器所使用的氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质， 是在纯氧化锆中掺入氧 化钇或氧化钙，在高温上烧结成的稳定氧化锆。在 600以上高温条件下，它是 氧离子的良好导体，一般做成管状，见图 1.1、图 1.2。 图 1.1 浓差电池 C

5、Y 系列氧化锆分析仪 2 图 1.2 氧化锆测温原理图 如果在氧化锆管内外涂制铂电极，用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触 氧分压不同的气体，氧化锆管就成为一个氧浓差电池，在两个铂电极上将发生如 下反应： 在空气侧（参比侧）电极上：O2+4e2O2- 在低氧侧（被测侧）电极上：2O2-O2+4e 即空气中一个氧分子夺取电极上四个电子而变成两个氧离子。 氧离子在氧浓 差电势的驱动下，通过氧化锆管迁移到低氧侧电极上，留给该电极四个电子而复 原为氧分子，电池处于平衡状态时，两电极间电势值 E 恒定不变。 氧电势值 E 符合能斯特方程： E=RT 4FLn PA PX 式中：R-气体常数 T-锆管的绝

6、对温度 F-法拉第常数 PX-被测气体氧浓度百分数 PA-参比气氧浓度百分数，一般为 20.6。 CY 系列氧化锆分析仪 3 这样，如果把氧化锆管加热至大于 600的稳定温度，在氧化锆管两侧分别 流过被测气体和参比气体， 则产生的电势与氧化锆管的工作温度和两侧的氧浓度 有固定的关系。如果知道参比气体的浓度，则可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。 CY 系列氧分析仪的控制温度范围为 7502。 二二、氧化锆氧分析仪技术规格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 * 测量范围：显示 0-20.6VOL%O2

7、* 输出电流: 0-10mA 或 4-20mA * 对应氧量: 0-5、0-10、0-20.6、0-25VOLO2 * 检测器加热炉升温时间约 15 分钟 * 检测器标准长度：180mm,400mm,600mm,800mm，1000mm，1200mm 。如有特 殊要求，当面洽谈。 * 检测点温度可分为: 低温型600 中温型900 高温型1400 * 重复性：满量程的0.5% * 基本误差2%（满量程） * 稳定性1%（仪器连续检定 4h） * 响应时间：当标准气体从检测器入口引入时计，5 秒内达到 90%的响应 * 环境温度：检测器 -1080 转换器 040 * 电源及功耗：电源 2201

8、0%VAC，功耗最大为 150W * 检测器约 5Kg，转换器约 5Kg 三三、氧化锆氧分析仪构氧化锆氧分析仪构成成 该仪器由三部分组成：氧化锆检测器、氧化锆转换器和取气装置。 CY 系列氧化锆分析仪 4 3.1 3.1 检测器检测器 检测器为直插式结构，见图 3.1，氧传感器安装在检测器头部。检测器设有 标准气路，可由转换器对检测器进行在线标气操作。图 1.1 中所注“标气入口” 即为校准操作时使用。如不进行校准操作，请务必将此口堵死，以防止空气泄漏 进去， 引起测量误差。 其“参比气入口”在任何时间都要开放， 保持与大气相通。 （以检测器标准长度 400mm 为例） 图 3.1 氧化锆检测

9、器结构图 检测器接线盒内共有 8 根引线端子图 3.2，检测器有温度传感器（AD590）， 所以由检测器向转换器传送热电信号时不必用补偿导线，如果使用了补偿导线， 在安装本仪器时，应将温度传感器（AD590）移至转换器的接线端子“CJ”处。 检测器标准长度有六种：180mm，400mm，600mm，800mm，1000mm，1200mm。 CY 系列氧化锆分析仪 5 图 3.2 检测器端子图 3.3.2 2 氧化锆转换器氧化锆转换器 转换器由氧量输入及转换单元、盘显示及控制单元、检测器炉温控制单元、 氧含量对应电流输出单元等组成。采用微处理器控制，仪表系统的稳定性、可靠 性及安全性都大为提高，

10、运算程序采用模糊控制算法的恒温（750）控制，浮 温计算的方式。配合计算机数字调校功能，保证了仪表准确、可靠运行。转换器 的主要作用是将检测器测得的氧电势信号 E(mV)转换成数字量。 CPU 对数值运算、 处理得到氧含量值送到显示器显示，并且输出与氧含量对应的电流值（4-20mA 或 0-10mA），同时转换器要对检测器内工作电炉进行控温，使氧化锆管工作温 度稳定在 750（2），除此之外，转换器还可以通过按键选择显示温度值 （）、氧电势值(mV)、以及对检测器进行在线校准操作等。 3.2.1 3.2.1 转换器转换器组成组成 (1) 输入信号处理转换部分 安装在现场的检测器有两种测量信号输

11、出，即氧电势 E(mV)和热电偶信号 (mV)，为了解决系统连接时的电位匹配，抑制可能来自检测器及系统各部分的干 扰，串扰，屏蔽若干个装置之间的地电位等问题，两路信号分别采用了高精度小 CY 系列氧化锆分析仪 6 信号放大器，V/F 转换及光电耦合器，实现了输入、输出以及电源三隔离，使整 套仪器以及与其相连的自控系统长期稳定运行有了可靠保证。 温度补偿信号由 AD590 （温度传感器） 提供。 该元件安装在检测器接线盒内。 （如果检测器与转换器间的热电偶信号用补偿导线传送， 则应将 AD590 移至转换 器接线端子“CJ”处） ， AD590 为一电流型元件。 温度变化时输出电流相应改变。 以

12、上几路信号均通过多路模拟开关，V/F 转换和光电隔离后送入 80C196 单 片机，而转换成数字量。 (2) 单片机系统 转换的核心部件采用 80C196 单片机，本仪器就是利用它的高速输入输出口 采集输入信号及形成可控硅控制输入信号，利用 PWM 输出实现 D/A 变换。同时配 以程序存储器和电可擦除存储器， 使之在掉电时能有效地保留校准操作时的修正 参数。 (3) 控温电路 本仪器采用恒温控制， 浮温计算的方法。 即氧传感器工作温度恒定为一常量， 故转换器需要对检测器内部的电炉控温，本仪器设定温度值为 750，运算程序 采用模糊控制算法并由单片机的高速输出口输出控制信号，经光电隔离、驱动后

13、 控制双向可控硅触发极，实现温度稳定控制。 (4) 模拟量输出部分 本仪器的模拟量输出是利用 80C196 单片机的 PWM 信号。此信号首先通过光 电耦合，经平滑滤波后变为模拟信号，再经 V/I 转换电路，最后输出与被测氧含 量相对应的电流信号。 (5) 键盘、显示部分 键盘、 显示部分主要由可编程键盘显示器接口芯片 8279 和部分驱动电路组 成。8279 芯片对显示器自动扫描，能识别键盘上闭合键的键码。CPU 只需对 8279 送显示数据和读取键码。所以使用 8279 后提高 CPU 的工作效率。 3.2.2 3.2.2 转换器结构形式转换器结构形式 (1) 盘装式转换器（CY-2DA）

14、 CY 系列氧化锆分析仪 7 图 3.3 CY2DA 转换器尺寸图 图 3.4 CY2DA 转换器端子图 (2) 壁挂式转换器（CY-2C） CY 系列氧化锆分析仪 8 图 3.5 CY2C 转换器尺寸图 图 3.6 CY2C 转换器端子图 3 3.3 .3 取气装置取气装置 取气装置可分为防尘管、导流管、过滤器高温取气四种形式。 四四、安装安装 4.1 4.1 转换器转换器 4.1.1 4.1.1 转换器安装条件转换器安装条件 转换器的安装部位应满足下列条件： * 尽量避免机械震动 CY 系列氧化锆分析仪 9 * 避免腐蚀性气体 * 周围环境温度应在标准范围之内 * 避免强磁场干扰 * 避免

15、动力线、马达、励磁继电器、泵等的干扰 * 提供充足的维护空间 * 转换器应尽量安装在靠近检测器处，距离不超过 100m 为宜 4.4.1.21.2 盘装式转换器盘装式转换器( (CYCY- -2DA2DA) )安装安装 转换器开孔尺寸： 75+1150+1 4.1.3 4.1.3 壁挂式转换器壁挂式转换器( (CYCY- -2C2C) )安装安装 图 4.1 CY-2C 转换器安装图 * 表盘安装：取下转换器两侧的固定板块，将其插入机柜面板，面板开孔尺 寸如图 4.1，用固定板块将其固定。 * 墙壁安装：将固定板块倒过来，转换器壳底部紧靠墙壁并固定。 * 管子安装：将转换器用管安装附件固定在管子上。 CY 系列氧化锆分析仪 10 4.2 4.2 炉体法兰安装炉体法兰安装 建炉体或检修时，首先预埋焊炉墙埋管。当安装氧分析仪时，炉体法兰焊接 在炉墙埋管上，见图 4.2。其中 L20，D110。 图 4.2 炉墙埋及炉体法兰 4.3 4.3 检测器检测器、导流管导流管、防尘管安装防尘管安装 安装前需准备好 M1250 螺钉，相应螺母、垫片、垫圈以及法兰间的密封垫 圈,于炉体法兰紧固。 注意事项：应尽量避免机械震动。 * 周围环境温度应小于 50 * 测头处应避免高辐射热和高辐射蒸气的影响 * 避免灰尘及腐蚀气体 *