氧化锆氧分析仪检测器检查方法
1、检测器升温到750℃后,T+和T-端的数值为31.213-t (mV)。
例如:检测器(带PT1000)安装点的环境温度为25℃,根据附表2可知K型热电偶对应的数值为1.00mV。则此T+和T-端的数值应为31.213-1.00=30.213≈30mV。简单处理时,可以认为T+和T-端为30mV。
2、在校验气口通入空气,检查转换器氧含量显示是否为20%-21%。
具体方法:
a.当检测器安装点是负压环境,则打开校验气口,使传感器感受到进入的空气。
b.当检测器安装点是正压环境,应把检测器取出放置在空气中,使传感器感受到空气。
3、通入由N2、O2 混合物构成的平衡气,观察转换器显示的氧含量值和平衡气中的氧含量值是否相同。
氧化锆氧量分析仪投用后,为什么不能立即进行校验?
这是因为冷机投运24小时内,指示是不正常的,投用一天后,再用标气进行校准。这是因为,冷机检测器或新装检测器内会存在一些吸附水分或可燃性物质,热机后,在高温下,这些吸附水分蒸发,可燃性物质燃烧,会消耗参比侧电池中的参比空气,导致参比空气的氧含量低于正常值20.6%,会出现检测器信号偏低,甚至出现负信号,造成测量的氧含量值偏高,甚至大于20.6%的现象,这时的测量值是不准确的。应该等到检测器内部的水分和可燃性物质被新鲜空气置换干净后,才能使测量准确。所以,氧化锆氧量分析仪至少需要热机一天以上才能进行校准。
氧化锆测量原理
氧化锆传感器的核心构件是氧化锆固体电解质,氧化锆固体电解质是由多元氧化物组成的。常用的这类电解质有ZrO2.Y2O3,它由二元氧化物组成,其中ZrO2称为基体,Y2O3称为稳定剂。ZrO2在常温下是单斜晶体,在高温下它变成立方晶体(萤石型),但当它冷却后又变为单斜晶体。因此,纯氧化锆的晶型是不稳定的。所以,当在ZrO2掺入一定量的稳定剂Y2O3时,由于Y3+置换了Zr4+的位置,一方面在晶体中留下了氧离子空穴;另一方面由于晶体内部应力变化的原因,该晶体冷却后仍保留立方晶体。因此,又称它为稳定氧化锆。据上述分析,稳定氧化锆在高温下(650℃)是氧离子的良好导体。
典型的氧化锆传感器是,这样在两个电极上,由于正负电荷的堆积而形成一个电势,称之为氧浓差电动势。当用导线将两个电极连成电路时,负极上的电子就会通过外电路流到正极,再供给氧分子形成离子,电路中就有电流通过。
其池电势由能斯特方程给出:。在温度700℃时,当固体电介质一侧氧分压为空气(20.6%)时,由浓差电池输出电动势E,就可以计算出固体电介质另一侧氧分压,这就是氧化锆氧量分析仪的测氧原理。
在实际应用中,由于仪表出厂检验的量程(0-10%)与现场需求(0-25%)不同,并且出厂后经过较长时间才安装使用,导致氧量计测量值发生偏差,其测量空气含氧量为19%左右,与实际情况有较大偏差。经现场检查调试发现,其原因与E的补偿值(本底电势)有关。
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