PC-12氧化锆分析仪探头

结构原理图

1-氧化锆元件； 2-铂电极； 3-加热炉； 4-热电偶； 5-氧量变送器

氧化锆元件是由氧化钇或氧化钙稳定的氧化锆材组成。在高温下，它是良好的氧离子导体，当氧化锆电池两边的氧含量不同时，便形成一个氧浓差电池，产生电池电动势，电池电动势与氧浓度关系符合能斯特方程：

（1）

   式中R，F分别是气体常数和法拉弟常数，T是电池温度（K），P0和P分别是空气氧含量（20.6%）和待测气中氧含量。由（1）式可见，当池温恒定后，通过测定氧化锆电池电势信号便可计算出待测气中的氧含量P。

   实际上，只有在理想状态下（1）式才成立，而仪器自身条件和现场情况并非理想状态，为此，本仪器采用了*的设计思想及校正方法（见主要特点部分），克服了众多氧化锆氧分析仪的不足。

三、PC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）

                                                     160×80×270mm（开孔153×78mm）

                                          Q型：240×330×110mm

   （8）环境温度： 变送器：-5~55℃

                    探头：-10~70℃

   （9）电源：AC：220V±10%，50Hz

  （10）防护等级：高于IP65标准

   （11）质量保证期：探头：1年；变送器2年

PC-12氧化锆分析仪探头

四、原理简介：

   电路由氧信号放大器、热电偶信号放大器、AD变换、氧量转换、输出电路、温控电路及电源电路等几部分组成。由探头送来的氧浓差信号、热电偶信号经放大后，经A/D变换后根据能斯特公式计算出氧含量，再进行D/A变换，zui后经光电隔离、V/I转换成0-10mA和4-20mA的标准电流信号输出。温控电路采用了冷端补偿、断偶保护及脉冲触发等电路，以保证池温的恒定。电源电路采用高性能开关电源，从而大大提高了仪器的稳定性和抗干扰性。

五、误操作引起的故障及现场处理

   PC系列氧化锆氧分析仪是用于现场的在线仪器，它所提供的氧量信号是热控自动化空燃比控制中的一个主要参数，因此有必要列出用户中已出现的种种错误操作，引以为戒。

   1．采用ZO-12B探头时，选择了错误的安装点

   PC-12探头应选400℃-500℃烟温、烟气流通好、安装方便之处，有些用户却选错了安装点导致种种不良后果：

   （1）烟温太高，有些用户选用了600℃-750℃的烟温点，因烟气温度过高，加速探头老化。

   （2）选用炉内侧，虽然探头使用寿命大于1年，但响应迟缓，无法指导调风操作。

   （3）选用烟道缩口处，风速大，造成探头灰堵。

   （4）选在300℃左右烟温处（省煤器后），负压大于1000Pa，经常出现漏气故障，氧量偏高。

   （5）选在半空中，热工人员不便操作，导致安装时易损坏过滤器，装上后无人管理。

   （6）工况氧量无代表性，正常烟气氧量与插入点氧量相差甚远。

   2．接线失误情况

   本仪器虽然只有三组线，但由于是探头和变送器安装点相距较远，往往产生连线错误：

   （1）将热电偶的正、负号接反，结果输给温控一个负信号，将导致烧坏探头。

   （2）连线中间断，未检查就投入，结果投不上，无法运行。

   （3）信号电缆磨破导致与炉体短路，测量不正常。

   （4）将线接在变送器内空端子上，未经检查就投入，结果投不上，无法运行。

   （5）布连线时，将左右两侧三对线接错，将导致仪器无法正常工作。

   3．安装不当，造成漏气情况

   （1）探头上炉后，未堵标气入口，造成氧量偏高。

   （2）探头安装不密封，个别用户为了省事，不按说明书焊接炉体法兰，简单将探头插入开孔，然后用耐火物质堵孔，造成漏气。

   （3）安装点附近有漏点，例如在安装点上游有吹灰孔，而又未堵严，或者炉体漏风大，造成氧量偏高。

   （4）用户在换元件或维修时，装配不正确，造成漏气。

    4．现场特殊情况处理实例

  （1）个别电厂烟气冲刷厉害，过滤器易磨穿，可在过滤器上外焊一个R30mm的不锈钢罩，如果冲刷十分厉害，以致于不到一年探头外壳也将磨穿，只能寻找冲刷小的安装点。

   （2）个别锅炉烟气流量太大，以致于探头不能升到设定池温，又无其它安装点可换，可以在探头头部包裹少量耐温硅酸铝纤维。

   （3）氧量运行曲线毛刺大，噪声大，或波动大时，不要只怀疑探头有问题，多数情况属炉工况所致，或因炉子太老，或因送煤机有堵。可以换上一支新探头判定。