ZO-110型氧化锆氧量分析仪使用说明书【完整版】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载）ZO-110型氧化锆氧量分析仪使用说明书目录1、 概述……………………………………………………….12、 工作原理………………………………………………….23、 主要技术指标…………………………………………….34、 仪器的结构和功能介绍………………………………….45、 安装……………………………………………………….56、 使用、校正、参数设定………………………………….97、 维护……………………………………………………….128、 运输、储存考前须知…………………………………….12注意：用户使用仪器前，请仔细阅读本使用说明书！1．概述ZO-110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-110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，确保生产过程的平安和经济性。
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拟，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-110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 + 4e PO1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。
O2 = 20.6 ⅹ e-4EF/RT (%) 由于实际值与理论值存在一定偏差，修正公式可表示为： O2 = 20.6 ⅹ e-4〔E+E0〕KF/RT (%) 式中，E0代表高氧量气氛时的系统测量误差，为量程校正系数，俗称本底电势；K系数代表低氧量气氛时的系统测量误差，为零点校正系数，称为斜率系数2．2 氧量表工作原理 来自氧探头的氧电势信号、热偶温度信号经放大送A/D转换电路，单片微机系统CPU采集到其信号后，与校正系数一起进行数据处理，即可得出氧含量的百分含量同时，系统可实行氧电势、探头温度、校正系数值的显示，并对锆管的加热电炉进行恒温控制，且辅以断偶、超温保护、热偶反接保护，确保系统可靠工作3 技术指标 ●测量范围：0—25%O2 ●测量精度：±2% F·S〔含探头〕 ●响应时间：≤3秒〔90%响应〕 ●温度显示范围：0--1372℃ ●温控精度：恒温点的±2℃ ●数显形式：四位LED数码管 ●本底电势修正范围：-20mV -- +20mV ●斜率修正范围：0.8—1.2 ●模拟量输出：4—20mA〔负载能为0—500Ω〕，可提供双路模拟量输出。
●工作条件：环境温度0--50℃，相对湿度〈85% ●工作电压：交流220V±10%，50HZ±5% ●功耗：〈6W〔不包括加热功率〕 ●加热功率：约50W〔平均值〕4 仪器结构和功能介绍4．1 氧探头构造和各部名称 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〕、K型热电偶、加热器、标准气体导管、接线盒以及外壳壳体等主要部件组成，参见图1 整个装置采用全封闭结构，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 图1 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，并能起到缓冲气样作用 氧化锆管元件是氧探头的核心部件，由它产生氧浓差电势信号氧化锆管是陶瓷类金属氧化物，使用时必须防止剧烈震动，以免损坏锆管元件 热电偶是探头内置加热器恒温控制之用，也是测量锅炉、窑炉烟道中被测气体的温度的元件，为氧量计算提供一个温度信号 加热器的作用是提供氧化锆固体电解质元件正常工作所需的温度，从而使其在低于600℃的被测烟气环境中也能正常工作。
4．1．1氧化锆氧量计的长度 根据锅炉炉墙的厚度可选用的长度有：0.8米、1.0米、1.2米等，还可以根据实际需要订制特殊尺寸其长度的定义参见图14．1．2氧化锆氧量计的安装法兰尺寸见图2〔A〕 图2-A 图2-B4．1．3氧化锆氧量计的接线盒见图2〔B〕 4．2 氧化锆分析仪〔二次表〕结构、功能4．2．1盘装式氧量仪面板示意图〔见图3 A、B、C〕 ⑴图3A为盘装式横表，面框尺寸为：160mm(宽)ⅹ80mm(高)，安装开孔尺寸：152mmⅹ76mm⑵图3B为盘装式竖表，面框尺寸为：80mm〔宽〕ⅹ160mm〔高〕，安装开孔尺寸：76mmⅹ152mm⑶图3C为盘装式方表，面框尺寸为：160mm〔宽〕ⅹ160mm〔高〕，安装尺寸：152mmⅹ152mm4．2．2墙挂式氧量仪尺寸及面板示图〔见图4 A、B〕 4．2．3氧量表与探头的连接〔见图5，以盘装式横表为例〕 图55 安装说明5．1 检测器安装 检测器的安装首先要考虑安装点的选定，可根据烟温选定加热或不加热氧探头。
一般来说，烟气温度较低，检测元件锆管使用寿命长，但探头的本底、内阻较大；烟气温度高，探头寿命短，但内阻小，动态响应快一般中小型锅炉安装点选在锅炉省煤器前、过热器后较适宜，安装点烟气流动性较好，切忌安装在炉内侧、死角涡流缩口处，内侧和死角点容易使响应滞缓，气涡流处氧含量波动大，缩口处易灰堵及冲刷厉害，而且安装点不能有漏气，否那么烟道内负压将空气吸入烟道，造成氧量测量偏高，不能如实反映烟道内氧含量另外，可根据锅炉吨位的大小或炉墙的厚度来选择探头的长度，一般有L=800mm,1000mm,1200mm,检测器的长度可根据用户需要定制 为使仪器顺利安装在炉体烟道上，需自制图6所示的炉体法兰 适合于焊接钢体炉体或紧固件固定于炉体 适合于预埋砖砌炉体，长度可根据炉体厚度而定 图 6 注意：埋管的长度决不能超出探头的长度。
图7安装检测器的示意图如图6 A、B及图7所示，同时应注意：●检测器应以水平方式插入烟道，应使“标准气〞和“参比气〞的气嘴向下●如检测器插入热的烟道内，必须使用分段推入法，缓缓推入烟道，防止使冷态的锆管一下进入高温状态而使锆管爆裂●探头法兰和炉体法兰之间必须垫放石棉纸垫衬，防止漏气正常检测时，必须拧上标准气气嘴螺堵，保持密封由检测器接线盒内引线三对六根线至二次表〔变送显示器〕，要求是氧电极信号线1.0mm左右护套线，如现场有强干扰源，应考虑选择带屏蔽的电线；热电偶连线选用K分度的补偿导线，加热器请选用导线大于2A的普通导线为防止干扰，加热线应与信号线分开穿管走线5．2二次仪表的安装 ZO-110盘装式仪表均按标准开孔尺寸开孔，用所附支架固定安装；墙挂式表可选择靠近探头处，适宜的地方安装，最好有保护箱体6 使用和校验6．1 氧化锆氧量仪的操作 经过检查后确认检测器和变送器安装接线准确可靠，且无遗漏的情况下，可将二次表的电源接通通过“〞键将测量显示切换至温度显示值此时，温度随着加热的进行将上升，上升至700℃〔本机恒温点设定值〕，整个时间约需要15—20分钟之间，此时间是指探头处在室温状况下〔无根底温度〕加至700℃约所需时间。
如探头安装在运行中的锅炉上，此时间将视烟道内的温度不同而不定在探头尚未加热至700℃时，此时，查看氧量测量值是无意义的待温度显示至700℃时，稳定一段时间后，可通过“〞键切换至氧量显示值，并可查看锆池在700℃时输出的氧电势值，仪器投入正常运行如热偶故障或热偶接线不可靠，温度显示停格在1372℃上，此时即处于断偶保护，加热停止如热电偶极性接错，仪表开启后即蜂鸣器鸣响报警，仪器处于报警状态，需断电检查、更正接线后，再送电重新启动6.2 仪器在出厂时，校正参数“〞〔本底电势补偿值〕、“〞〔斜率修正值〕均设置在理想状况〔E0=0，O2-K为1.000〕本仪表可以在实验室校正，也可现场校正，二者校正步骤根本相同6.3 为使校正正常进行，重复强调如下参数的定义： “〞：本底电势〔或零位电势〕，在空气或高氧值气氛下测量氧量时氧化锆输出电势的误差值，理论上在测定空气时，氧化锆输出电势为零值〔700℃条件下〕，校正时一般以空气作为检验标准 “〞：在低氧气氛中测量氧浓度时，氧化锆电池输出的氧电势偏离理论上的氧电势值，我们将改变输出曲线的斜率来修正至理论值氧电势值与氧浓度呈非线性的反比关系，氧浓度越低，氧电势越高。
修正低氧浓度氧电势的斜率时，我们必须选用一瓶标值范围在1%--5%的标准气体作为检验标准，或选用我公司开发生产的ZO-FO2便携式检测仪，从探头的标气孔抽样气进行比对检测、校正，因标准气体属高压容器危险品，运输、托运存在诸多麻烦6.4 校正方法 开放给用户调节用的参数有4个，分别为〔本底电势〕、〔斜率〕、“〞〔4mA输出对应氧量%〕、“〞〔20mA输出对应氧量%〕前两个参数为校正氧量用，后两个参数为输出模拟量电流对。