氧化锆氧量分析仪是一种基于氧化锆固体电解质原理的高精度气体分析设备,主要用于实时监测工业燃烧过程中的氧含量。其核心部件为氧化锆探头,内置氧化锆陶瓷管及铂电极,在高温环境下(通常为600-850℃),氧化锆陶瓷因掺杂稳定剂而具备氧离子导电性。当探头两侧氧浓度不同时,氧离子从高浓度侧向低浓度侧迁移,形成与氧浓度差相关的电势差(能斯特电势),通过测量该电势差即可计算出氧含量。
该设备具有高精度(±0.1%O₂)、响应迅速(<5秒)的特点,适用于连续监测。其传感器具备防尘、防爆设计,并配备加热装置,确保在高温、高粉尘等恶劣工况下稳定运行。设备支持4-20mA、RS485等信号输出,可与DCS、PLC等控制系统集成,实现燃烧过程的闭环控制。
1、精确测量氧气含量
宽量程测量:能够测量从低浓度到高浓度的氧气含量,可满足不同场景下对氧气含量监测的需求。例如在环境监测中,可检测大气中微量的氧气变化;在工业燃烧控制中,能准确测量烟气中的氧气浓度,其量程一般可覆盖从百分之几到百分之二十多的氧气含量范围。
高精度测量:精度可达ppm级,利用氧化锆在高温下的固体电解质特性,通过电势差来检测氧气含量,能够准确反映气体混合物中氧的真实含量,为各种分析和控制提供可靠的数据依据。
2、实时监测与反馈
快速响应:由于氧化锆传感器的敏感性和快速反应速度,能够实现对氧气含量的实时监测,并迅速将测量结果反馈出来。在一些需要及时调整氧气含量的场景中,如工业生产中的反应釜、锅炉燃烧等,可快速捕捉氧气浓度的变化,以便及时采取相应的控制措施。
连续监测:可以长时间不间断地对氧气含量进行监测,持续提供氧气浓度的数据信息,适用于需要长期运行和监控的系统,如污水处理厂的曝气池、垃圾填埋场的气体监测等,有助于及时发现异常情况并进行处理。
3、温度测量与补偿
内置热电偶测温:通常配备热电偶,能够同时测量被测气体的温度。这一功能对于一些需要在特定温度条件下进行氧气含量分析的应用非常重要,例如在燃烧过程中,温度与氧气含量密切相关,通过测量温度可以更好地理解燃烧状态和氧气的消耗情况。
温度补偿运算:由于氧化锆氧量分析仪的测量结果会受到温度的影响,因此仪器具备温度补偿功能。通过对测量数据的处理和修正,消除温度变化对氧气含量测量的干扰,提高测量的准确性和可靠性,确保在不同温度环境下都能获得稳定的测量结果。
4、数据记录与传输
数据记录存储:部分氧化锆氧量分析仪具有数据记录功能,可以记录一段时间内的氧气含量和温度等数据信息,方便用户对历史数据进行查询和分析,了解氧气含量的变化趋势,为过程优化、故障排查等提供数据支持。
信号输出传输:能够将测量得到的氧气含量信号转换为标准的电信号,如4-20mA直流电流或RS485数字信号等,便于与其他设备进行连接和数据传输。可将其接入到控制系统、数据采集系统或远程监控平台中,实现对氧气含量的远程监测和集中管理。
5、安全保护与报警
超温保护:当被测气体温度过高时,仪器会自动启动超温保护功能,避免因高温对传感器和设备造成损坏,保证设备的安全运行。
断偶保护:如果热电偶出现断路等故障,仪器会发出报警信号,提醒用户进行检查和维修,防止因温度测量不准确而导致的安全问题。
报警功能:可根据用户设定的氧气含量上下限值,当测量的氧气浓度超出设定范围时,及时发出声光报警信号,提醒操作人员采取相应的措施,如调整通风量、增加氧气供应等,以确保生产过程的安全和稳定。