氧化锆分析仪校验及故障处理方法

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【摘要】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。氧化锆氧分析仪可广泛用于电力领域中的燃烧控制，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。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、其日常维护十分方便。

【关键词】氧化锆分析仪；氧量

一、工作原理

氧化锆的工作原理是氧浓差电势的原理，氧气的含量可由恒温的氧化锆电池所产生的电动势来表征，测量电池由一片氧化锆基片组成，它的两面涂以多孔铂金属，测量电池由内部加热器加热，并使温度保持恒定，当测量电池的参考侧和测量侧的氧含量不同时，氧离子就会从氧分子较高的一面向较低的一面迁移，此时电池的氧浓差电势mV输出信号与被测气体的氧含量的对数成反比关系，该电势的大小即反映出被测气体的氧量大小。

工作原理框图：

二、组成

氧化锆氧量计由四部分组成（一般的氧量计都是由四部分组成），包括氧化锆探头，二次仪表（也称变送器），炉体法兰，三组连接电缆（分别是信号、热电偶和加热炉电源三组电缆，其中信号电缆应为屏蔽电缆，热电偶连线则应为相应的补偿导线，加热炉的连线为普通电缆线）

三、安装要求

氧化锆测点位置的选择应在制造厂提供的烟气温度范围内选取，氧化锆元件所处的空间位置应是烟气流通良好，流速平稳无旋涡，烟气密度正常而不稀薄的区域。安装点因烟气温度过高会缩短探头使用寿命，又因烟气不稳而导致氧量波动大；不能选在半空中，不便操作，导致安装时易损坏过滤器，装好后无人管的状态；V型过滤器的V型侧一定要安装在对着风速的一侧，防止风速正面流向探头过滤器，以防止过滤器经常堵塞。

氧化锆探头一般为法兰式安装，烟道法兰和探头法兰之间装入石棉密封垫，用螺栓固定密封（密封不好会造成漏空气，使测量显示比实际偏大）。二次仪表尽量不要太靠近炉墙，因为炉墙温度太高，电子元件容易损坏。

四、氧量计校验

1、安装前校验：一般来说，氧量计在安装前应进行通电检查及校验，通电二十分钟左右，加热温度应达到正常工作温度并稳定在工作温度，如果温度还继续升温则表示仪表有故障，应及时切断电源，以免烧坏探头

2、标定时要严格按说明书操作的要求进行：将减压阀、流量计（这个很重要，但实际校验中工作人员经常忽略此流量计，只是用手凭感觉，如果气源管堵塞没有标准气体进入探头就进行标定，将会给氧量计造成极大的误差，有了流量计，工作人员可以根据流量计监测探头是否堵塞，如果发现流量有波动就表明探头有堵，就不要按确认键）、导气管与气瓶连接好。一定要注意先检查减压阀是否处于关闭状态，确定减压阀关闭时，再开气瓶阀。将减压阀慢慢打开，再将流量调整到300-500ml/min。该止操作一定要先调好标气流量，后接入探头中，否则或能会因标气流量过大引起氧化锆元件高温炸裂。

3、在用标准气进行氧量计校验时，一定要等到仪表读数稳定而且确认标准气已进入锆头后才能按确认键确认，这点特别重要，如果读数还在变化就按确认键就会造成测量误差。

4、氧量计标定后必须紧记将校验阀门关闭关紧，否则也会造成氧量测量显示偏大的情况。

具体标准步骤如下：

（1）在测量状态下，按PROG键，然后键入出厂密码“0000”按ENTER键，进入编程状态

（2）按键后，分别输入两种校验气体含量为20.60%和5.0%

（3）按键，显示屏显示“CALIBRATION？”后，按ENTER键，将试验气1通入传感器，用流量计上的调节阀竟进气流量调至100cc/min

（4）按键，开始用标气1（20.60%）进行校准，同时显示屏显示标准时间及氧电势的输出mV值，如在300s内，mV值波动小于±0.5mV，则校准结束，电脑自动将mV值记忆在存贮器中，如波动≥±0.5mV，计时器复位重新计时

（5）标气1校准结束后，自动进入标气2的校验（5.0标气2通入传感器，用调节阀将流量调至1000cc/min

（6）按键，开始标气2的校准，同样稳定300s后，电脑将mV值存贮在存贮器中，校验结束

（7）校验结束后，恢复接线及气管路，并做好相应记录

五、定期工作

1、更换新探头时一定要通电一天后才能进行校验

2、每个季度一定要进行一次标准气校验

3、一年至少一次取下探头进行检查。必要时更换新的陶瓷过滤器

4、机组停机后如机务方面对四管进行冲灰时一定要将仪表电源切断

六、常见故障与排除：

1、仪表显示0%，实际不为零：

（1）探头加热器损坏（正常时加热器电阻在35～42Ω左右），加热器的保险丝损坏；

（2）热电偶损坏；

（3）加热器电源保险丝坏

（4）变压器损坏；

（5）温度控制器的触发问题或继电器损坏；

（6）探头没有mV输出（测量信号线）或者引出线断开；

（7）在烟气里有可燃性物质；

（8）测量电池损坏。

2、仪表显示正常，而输出不正常：

（1）检查电流输出端子是否接触良好；

（2）检查电流值是否超出测量量限，如果没有mV值输出，可能是电子变送器损坏；

3、测量值不稳定，变化很大：

（1）检查测量电池的温度（设定值为750℃或者843℃）；

（2）检查线路板上的测量mV值，是否有断开的地方；

4、仪表显示为满量程/超量程：

（1）检查法兰和螺钉结合处是否漏气（可通标气测试）；

（2）通标气测试阀门有没关严；