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氧化锆(gào)氧傳感器工(gōng)作原理
一、産(chǎn)品簡介:
氧化(huà)锆氧傳感器(qi)是利用氧化(huà)锆陶瓷敏感(gǎn)元件測量各(ge)類加熱✌️爐或(huo)排氣管道中(zhōng)的氧電勢,由(yóu)化學平💃🏻衡原(yuán)理計算出對(duì)應⛹🏻♀️的氧濃度(dù),達到監測和(hé)控制爐内燃(rán)燒空然比,保(bao)證産品質量(liang)🧑🏽🤝🧑🏻及尾氣排放(fàng)達标的測量(liang)元件,廣泛應(ying)用🙇🏻于各類煤(méi)燃燒、油燃燒(shāo)、氣燃燒等爐(lú)體的氣氛控(kong)制。它是目前(qián)最佳的✍️燃燒(shāo)氣氛測量方(fang)式,具有結構(gou)簡單、響應迅(xùn)速、維護容易(yì)、使用方便、測(cè)量精度好等(děng)優點。運用該(gāi)傳感🔴器進行(háng)燃燒氣氛測(ce)量和控制既(ji)能🈚穩定和提(tí)高産品質量(liàng),又可縮短生(shēng)産周期,節約(yuē)能源。
二、氧傳(chuán)感器工作原(yuan)理:
氧傳感器(qi)是利用穩定(dìng)的二氧化锆(gao)陶瓷在650℃以上(shang)的🔴環境中産(chǎn)👉生🌈的氧離子(zǐ)導電特性而(er)設計的。在一(yi)定的溫🥰度條(tiao)🧑🏾🤝🧑🏼件下😄,如果💔在(zài)二氧化锆塊(kuài)狀陶瓷兩側(ce)的氣體中分(fen)别存在着不(bu)同的氧分壓(ya)(即🔴氧濃度)時(shi),二氧化锆陶(táo)瓷内部将産(chǎn)生一系列的(de)反應,和氧離(lí)子的遷移。這(zhè)時通過二氧(yang)化锆兩側的(de)引出電極,可(kě)測🔅到穩定的(de)毫🔱伏級信号(hao),我們稱⛱️之爲(wei)氧電勢。它服(fú)從🙇🏻能斯特(Nernst)方(fāng)程:式中E爲氧(yang)傳感器輸出(chu)的氧電勢(mv),Tk爲(wèi)爐内的溫度(du)(K),P1和P2分别爲💯二(er)氧化锆兩側(ce)氣體的氧分(fèn)壓。實際應用(yòng)時,将二氧化(hua)锆的一側通(tōng)入已知氧濃(nóng)度的氣本(通(tong)常爲空♉氣),我(wǒ)們👨❤️👨稱之爲參(can)比氣。另一側(cè)則😄是被測氣(qì)體,就是我們(men)要檢測的爐(lú)内的氣氛,詳(xiáng)見⭕圖1。氧傳感(gan)器輸出的信(xin)号❤️就是氧電(dian)勢信号,通過(guo)能斯特方程(cheng)我們就可以(yǐ)得到被測爐(lú)氣氛中的氧(yang)分🐆壓和氧電(dian)勢的關系🤩。參(cān)比氣爲空氣(qì)時,可表示爲(wèi):式中E爲氧傳(chuan)感器輸出氧(yang)電勢;Tk爲爐内(nèi)的絕對溫度(dù);P02爲爐内的氧(yang)分壓。我們的(de)氧傳感器産(chan)品帶有自加(jia)熱裝置,一般(ban)溫度保證在(zài)700℃,這樣TK數值基(ji)本是恒定的(de),從🎯而通過上(shang)式可以直接(jiē)測量出爐内(nèi)🈲氧分壓濃度(dù)。
第二部分 HMP系(xi)列氧傳感器(qì)
一.HMP氧傳感器(qì)基本結構:
HMP氧(yǎng)傳感器的核(he)心部件采用(yong)進口氧化锆(gao)氧傳感器☀️(詳(xiang)🔞見圖🈲2),該氧化(huà)锆氧傳感器(qi)自帶智能加(jiā)熱裝置,提供(gòng)穩❤️壓恒定控(kong)制信号即可(kě)快速達到使(shi)用溫度,并保(bǎo)證傳感器在(zài)該恒定🧑🏾🤝🧑🏼溫度(dù)下🔅連續、穩✔️定(ding)工作。安裝該(gāi)探頭需要調(diào)整引🥵導闆方(fang)向,盡量使引(yǐn)導闆正對🐪氣(qi)流方向,這樣(yang)才能形成對(dui)檢測氣氛的(de)氣體自導流(liu)。進口氧化锆(gao)氧傳感器典(diǎn)型性能特性(xing)如下:零點誤(wu)差:£±0.2mv ;交流電阻(zǔ)(1500赫茲):(700℃)£100 千歐;(1100℃)£ 5 千(qian)歐。響應時間(jiān)(700-1300℃):£1秒
二.HMP氧傳感(gǎn)器采樣、維護(hu)方式:
氧傳感(gan)器采用氣氛(fen)自導流方式(shi),導入被檢測(cè)氣氛,考慮工(gong)程現場的環(huan)境因數,設計(jì)有吹掃清除(chu)通道㊙️,可方✨便(bian)地對采樣引(yǐn)導管✍️道進行(háng)吹掃工作,以(yi)避免爐内或(huò)管道内的灰(hui)塵🈲、煤灰、油雜(za)質等等堵塞(sai)采樣管,請參(can)考📞圖3。
三.技術(shu)性能:
使用溫(wen)度:室溫~1100℃; 氧電(diàn)勢顯示範圍(wei):-50~1240mV;氧電勢輸出(chu)精度:±0.5mV; 響應時(shí)間:≤1秒👈;正常使(shi)用使用壽命(mìng):≥18個月。
第三部(bù)分 氧傳感器(qì)的安裝
合理(li)的安裝是保(bao)證氧傳感器(qì)可靠運行的(de)關鍵,許多使(shi)用🚶♀️問題均由(yóu)于氧傳感器(qi)安裝不當造(zào)成的,希望用(yong)戶一㊙️定要特(te)别注意這一(yī)點,安裝氧傳(chuán)感器請盡量(liang)考慮氧傳感(gǎn)器的安裝要(yao)求:
一、采樣測(ce)量點:
确定測(cè)量點是首要(yao)的工作。應遵(zūn)循如下幾項(xiàng)原則💃🏻:
(1) 選擇的(de)測量點要求(qiu)能正确反映(yìng)所需要的爐(lú)内氣氛,以保(bao)證⭕氧傳感器(qì) 輸出信号的(de)真實性,盡量(liàng)避開回風死(si)角❗;
(2) 測量點不(bu)可太靠近燃(ran)燒點或噴頭(tou)等部位,這些(xiē)部位氣氛處(chu)于劇烈反應(ying)中,會造成氧(yǎng)傳感器檢測(ce)值劇烈⭕波動(dòng)失真;也不要(yao)過🧡于靠近風(fēng)機等産氣設(she)備,以免電機(ji)的震♍動沖刷(shua)損壞傳感器(qì);
(3) 避免放在可(ke)能碰撞的位(wèi)置,以免碰撞(zhuang)損壞探頭,保(bǎo)證🈲傳感器的(de)安全;
二.氧傳(chuan)感器的安裝(zhuāng)、連接方式:
(1)HMP氧(yang)探頭的安裝(zhuāng)可采用水平(píng)或垂直方式(shì),垂直安裝💰是(shì)比較理🔴想的(de)安裝方式。不(bu)管采用何種(zhǒng)方式,探頭采(cǎi)樣管引導闆(pǎn)的方向應該(gai)盡量正對被(bèi)測氣流的方(fāng)向,在初始安(ān)🏃🏻裝的時♻️候可(ke)以🐆通過了解(jie)工藝确定基(jī)本方向。最終(zhong)确定比較好(hǎo)的💋引導方向(xiàng),需要在系🐆統(tǒng)通電加熱探(tàn)頭以後,旋轉(zhuan)采樣管方向(xiang),使用數字萬(wàn)用表觀察輸(shu)出氧電勢的(de)波動情況來(lái)确定。
(2) 氧傳感(gǎn)器安裝所用(yòng)接頭爲專用(yòng)法蘭接頭。如(rú)用戶有☁️其📱它(ta)🙇🏻類型的接頭(tou),隻要安裝尺(chǐ)寸相同,符合(he)密封要求也(yě)可替代本接(jie)頭。氧傳感器(qi)的專用接頭(tou)上,按要求需(xū)🆚要配裝石棉(mian)墊壓接,以确(que)保密封,否則(zé)因爲☂️一般爐(lu)内爲負壓,該(gai)處法蘭接頭(tou)處漏氣會影(yǐng)響測👅量精度(du)或造成信号(hào)波動。
(3)氧傳感(gan)器的信号引(yin)出線用屏蔽(bi)線,可以消除(chú)幹擾。使用2根(gēn)2芯電纜,一根(gēn)2芯屏蔽電纜(lǎn)接氧電勢輸(shu)出信号,一根(gēn)2芯KVV控制電纜(lan)接探頭加熱(rè)連接端;如果(guǒ)現場條件不(bu)🤞具備可直接(jie)使用一根㊙️4芯(xin)KVV電纜連接探(tan)頭氧電勢信(xin)号和加熱端(duān)。航空插頭焊(han)腳說明如下(xia)(見圖🈲4):1. 加熱控(kong)制信号連接(jiē)探頭航插1、2腳(jiao),我們已經引(yin)出紅🐅、黃兩種(zhong)顔色線,控制(zhì)線可直接焊(han)接連接;2. 探頭(tou)測量氧電勢(shì)輸♍出信号連(lián)接3、4腳🔞,注意該(gāi)毫伏信号連(lián)接的正、負極(ji),4腳白色線爲(wèi)正、3腳黑色線(xiàn)爲負,信号線(xiàn)也可直接與(yu)引🔞出線對焊(han)連✏️接。(4)HMP氧探頭(tóu)的标氣口一(yi)🤩般檢測的時(shí)候封閉,隻是(shi)在标定氣體(tǐ)的時候🌈使用(yong);吹掃氣口連(lián)接氣泵或者(zhe)壓縮空氣管(guan)路,吹掃口進(jin)氣一❗般用💋一(yī)個電磁閥等(deng)閥門控制,一(yi)定周期開啓(qǐ)一次,通入氣(qì)體吹掃采樣(yàng)管,探頭正常(cháng)檢測時⭐閥門(men)關閉,不能有(you)其他氣體進(jin)入采樣管。在(zài)此特别說明(míng)一📞點,使用廠(chang)方的壓縮空(kōng)氣吹掃探✍️頭(tóu)必須保證壓(ya)縮空💋氣中不(bu)含有水份,即(ji)對所采用的(de)壓縮空💃🏻氣必(bi)須進行氣水(shui)分離處理。
第(dì)四部分 HMP氧傳(chuan)感器的使用(yòng)和維護
一.連(lian)接加熱控制(zhi):
特别提醒:隻(zhi)有在氧傳感(gan)器連接了加(jiā)熱控制以後(hou)傳感器才能(néng)正常工作,冷(lěng)态下輸出的(de)是随機信号(hào)㊙️,不代🌈表任何(hé)意義!HMP氧傳感(gan)器在接入加(jia)熱控制以後(hou),在室溫條件(jiàn)下⁉️既可以開(kai)始正常的氣(qì)🍉氛檢測。一般(bān)的探頭調零(ling)就是在室溫(wen)下,加🚩熱探頭(tou)以後通過對(duì)空氣的測量(liang),用數字萬用(yòng)表測量此時(shí)探頭輸出毫(hao)伏值,此數值(zhí)🔴就是該探頭(tou)的零位偏差(cha)數值,在顯示(shì)儀表中需要(yao)加入該零位(wèi)偏差來修正(zheng)儀表顯示的(de)氧濃度。
二.新(xin)裝或更換氧(yang)傳感器時的(de)注意事項:
特(te)别提醒:用戶(hu)新裝或更換(huàn)氧傳感器時(shi),均應校正氧(yang)分析儀的氧(yang)濃度顯示值(zhí)。不進行此項(xiàng)工作,更換新(xin)的傳感器後(hòu),氧分析儀檢(jiǎn)測的氧濃度(du)可能會與實(shí)際濃💔度産生(sheng)♉偏差,從而影(yǐng)響生産。
氧濃(nong)度的修正原(yuán)理及方法:
HMP氧(yǎng)傳感器直接(jiē)測量輸出的(de)是被測氣氛(fen)的濃度與标(biāo)準空氣差電(diàn)勢數值,我們(men)稱爲氧電勢(shì),該電勢數🙇🏻值(zhí)在零點(即空(kong)🤞氣測量)時不(bu)同的探頭起(qi)始輸出電勢(shi)就存🚶在偏差(cha),而輸出🔱電勢(shì)經過模型轉(zhuǎn)換輸出氧濃(nóng)度時也可能(neng)存在誤差,因(yīn)此在氧分析(xi)儀中對探頭(tou)信号進行标(biāo)定修正就是(shi)很必要的工(gōng)作,否則顯示(shì)氧濃度與🤟實(shí)際被測氣氛(fen)的氧濃度就(jiù)會存🔞在較大(dà)偏差,滿足不(bu)了現場生産(chǎn)的需要,甚至(zhì)誤導控制影(ying)響生産。
修正(zhèng)參數時可以(yi)參考最後附(fù)表提供的理(li)論數值(該表(biǎo)爲純理論計(jì)算數值,工程(chéng)應考慮偏差(cha)),對應工程實(shí)際對測量系(xì)統進行相應(ying)調校。具體的(de)修正一般通(tong)過🏃♀️标準氣體(ti)标定進行,方(fāng)法是将計量(liang)核定确認的(de)标準🛀🏻氣體通(tōng)過标氣口通(tōng)入探頭,測量(liàng)此時輸出氧(yǎng)電勢及儀表(biǎo)顯示氧濃度(du),儀表顯示氧(yang)濃度應該與(yǔ)标準氣體濃(nong)度相同,存在(zài)偏差則修正(zhèng)儀㊙️表線㊙️性參(cān)數;标準計量(liàng)要求最少使(shi)用三種不同(tóng)标準氣體标(biao)定系統,這樣(yàng)經📱過三次标(biāo)定重複修正(zheng)好系統線性(xing),保證系統正(zhèng)常工🌈作。
三.積(ji)塵對氧傳感(gǎn)器的影響及(ji)吹掃清除方(fang)法:
由于氧傳(chuán)感器是長期(qī)在線檢測測(ce)量的器件,鍋(guo)爐等設備(尤(yóu)🤞其是煤燃燒(shao)爐或者燒粉(fěn)窯爐等)産生(shēng)的粉塵🌏會堵(du)塞導🚩氣采☂️樣(yang)管道,造成測(cè)量的氣氛數(shu)值失真甚至(zhì)無法🎯測量氣(qi)氛,此時必須(xu)定期對采樣(yàng)管中的積塵(chen)進行吹掃處(chù)理,吹掃時間(jiān)的長短視積(ji)灰程度确定(ding),這👅種吹掃方(fāng)法要求氧分(fen)析儀具有相(xiàng)應功能或者(zhe)配✊套使用氧(yang)傳感器的維(wéi)護裝置,如果(guǒ)用戶沒有這(zhe)些裝置隻能(neng)安裝手動閥(fa)門控制壓縮(suō)空🏃♂️氣🔞或氣泵(beng)定期通入吹(chuī)掃氣口對探(tan)頭進行除塵(chén)工♋作,但此時(shí)必須注意以(yǐ)♋下情況:
(1)由于(yú)在吹掃的過(guò)程中,氧傳感(gan)器的氧電勢(shì)會下降,最低(di)有可能會降(jiàng)到1、2mv,這時檢測(cè)的氧電勢不(bú)代表爐内的(de)氣氛,此點必(bi)須要注意;
(2)吹(chui)掃空氣的流(liu)量要保證能(neng)夠去除積灰(huī),吹掃過程中(zhong)可注⭐意氧🌈傳(chuan)感器的氧電(dian)勢輸出值,如(ru)果氧電勢值(zhí)始終沒有下(xia)降,表明空氣(qì)流量太小,積(jī)塵沒有清理(li),應予以調節(jie)或者檢查吹(chui)掃💃管道,可⛹🏻♀️能(neng)吹掃管道已(yi)經堵死;
(3)吹掃(sao)口的通道是(shi)與爐内直接(jie)相通的,每次(ci)在吹掃完❗畢(bì)後,應關閉閥(fá)門堵死吹掃(sǎo)孔,防止因爐(lú)内負壓空氣(qi)進入,影響⛷️氧(yǎng)傳感器的檢(jiǎn)測;
由于燒碳(tan)黑工作在現(xian)場環境下較(jiào)爲複雜,容易(yì)産生人爲♌誤(wù)操作。爲了提(tí)高碳勢傳感(gǎn)器檢測的準(zhun)确性和使用(yong)🎯壽命,降低人(ren)爲♈操作失誤(wu),建議最好采(cǎi)用我公司生(sheng)産的專門爲(wei)我公司氧傳(chuan)感器設計的(de)HM-OS系列氧分析(xi)系統,該系統(tong)儀表可以提(tí)供定期吹掃(sao)功能,控制電(diàn)磁閥定期通(tong)斷吹掃(詳細(xi)情況請參見(jian)有關資料或(huò)向我公司咨(zi)詢)。
特别提醒(xing):在分析氧傳(chuán)感器的好壞(huài)時應将其視(shi)爲一個單獨(du)的💯檢測部件(jiàn)。在檢測氧傳(chuan)感器的氧電(diàn)勢❌時應把與(yu)氧傳感器連(lian)接的所有導(dao)線斷開,用高(gao)内🤞阻的數🈲字(zi)表在氧傳感(gǎn)器的輸🔅出端(duan)直接檢測氧(yang)電勢。通過檢(jiǎn)測氧電勢,與(yǔ)正常使用時(shí)的數值相比(bi)較。
四.确保氧(yang)傳感器在保(bǎo)質期内正常(chang)地爲您工作(zuò):
氧傳感器是(shì)一種很精密(mi)的檢測裝置(zhì),它的核心部(bu)件爲陶瓷,而(ér)且長期在線(xiàn)工作,正确地(dì)使用和精心(xin)的維護對保(bǎo)證氧傳感器(qì)正常工作是(shi)非常必要的(de)。用戶應按照(zhào)本說明書的(de)要求嚴格安(an)裝,正确使用(yong)和維護氧傳(chuán)感器。如果氧(yǎng)傳感器出現(xiàn)故障,用戶無(wú)法自行解決(jué)時,請立即與(yǔ)我們聯系,我(wǒ)們将與您共(gong)同分析故障(zhàng)原因,及時予(yu)以維修。禁止(zhǐ)用戶自行拆(chāi)開氧傳感器(qì),否則會造成(cheng)無法修複的(de)損壞,并将使(shi)保質期失效(xiao)。
五.氧傳感器(qì)的保修:
本公(gong)司對所有本(ben)公司銷售的(de)氧傳感器均(jun1)有一年😍免費(fei)保修期,對于(yu)符合保修條(tiao)件的傳感器(qi)我們均予以(yi)免費維修。對(duì)于因用戶沒(mei)有按照本說(shuo)明書的要求(qiú)安裝、使用🈚和(hé)維護而造成(chéng)損壞的✨傳感(gǎn)器,本公司不(bu)承擔保修義(yì)務,隻負責有(yǒu)💋償維修,視具(ju)體情況收取(qu)維修費用。
對(duì)于出現以下(xia)故障的傳感(gǎn)器,本公司将(jiāng)不負責免費(fèi)保修:
1. 因安裝(zhuang)不當、疏于維(wei)護或設備故(gù)障,造成傳感(gǎn)器嚴重積😘碳(tan),無法通過正(zhèng)常燒碳黑恢(hui)複的傳感器(qi)。
2. 沒有按照說(shuo)明書的要求(qiú)安裝,造成外(wài)電極管變形(xing)、腐蝕的傳感(gan)器。
3. 因保護不(bú)當,造成内部(bù)瓷管斷裂的(de)傳感器。
4. 用戶(hu)自行拆卸過(guo)的傳感器。
5. 其(qi)他因沒有按(àn)照本說明書(shū)要求安裝、使(shǐ)用或維護🐅,而(er)造成損壞🌏的(de)傳感器。
特别(bié)提醒:我公司(si)所有發出的(de)傳感器均有(you)專門設🏃♀️計✏️的(de)🧑🏽🤝🧑🏻包裝箱和可(ke)靠的保護填(tián)充減震物,通(tong)過正常運輸(shu)過程🚩,包裝箱(xiang)完好的情況(kuang)下,傳感器不(bu)會産生😄損壞(huài),請用戶在搬(bān)運過程中一(yī)定要使用原(yuan)包裝。當📧用戶(hù)需要将損壞(huài)的傳感器發(fa)回本公司維(wei)修時,請❓務必(bì)采用我公司(si)傳感器🆚的原(yuan)包裝箱📞和原(yuán)填充減震物(wù),可靠包裝好(hao),不要采用其(qí)他的包裝。請(qing)通過鐵路或(huo)航空發運,不(bú)要通過郵局(jú)發運!
如果因(yin)用戶搬運不(bu)當,或返修傳(chuán)感器包裝、發(fā)運不當,造成(chéng)新購⛹🏻♀️或返修(xiū)傳感器内部(bù)瓷管斷裂的(de),我們🈲将不承(cheng)擔免費保修(xiu)的義務!
附表(biao):700℃時氧毫伏與(yu)氧濃度(O2%)理論(lun)對應數值:
氧(yǎng)毫伏數 O2%濃度(dù) 氧毫伏數 O2%濃(nóng)度 氧毫伏數(shù) O2%濃度 氧毫伏(fú)🏃數 O2%濃🙇🏻度
1 19.97 51 1.83 101 0.168 151 0.0154
2 19.04 52 1.74 102 0.160 152 0.0146
3 18.15 53 1.66 103 0.152 153 0.0140
4 17.30 54 1.59 104 0.145 154 0.0133
5 16.50 55 1.51 105 0.138 155 0.0127
6 15.73 56 1.44 106 0.132 156 0.0121
7 14.99 57 1.37 107 0.126 157 0.0115
8 14.29 58 1.31 108 0.120 158 0.0110
9 13.63 59 1.25 109 0.114 159 0.0105
10 12.99 60 1.19 110 0.109 160 0.0100
11 12.38 61 1.13 111 0.104 161 0.0095
12 11.80 62 1.08 112 0.099 162 0.0091
13 12.16 63 1.03 113 0.094 163 0.0087
14 10.73 64 0.98 114 0.090 164 0.0083
15 12.16 65 0.94 115 0.086 165 0.0079
16 9.75 66 0.89 116 0.082 166 0.0075
17 9.30 67 0.85 117 0.078 167 0.0071
18 8.86 68 0.81 118 0.074 168 0.0068
19 8.45 69 0.77 119 0.071 169 0.0065
20 8.05 70 0.74 120 0.068 170 0.0062
21 7.68 71 0.70 121 0.064 171 0.0059
22 7.32 72 0.67 122 0.061 172 0.0056
23 6.98 73 0.64 123 0.059 173 0.0054
24 6.65 74 0.61 124 0.056 174 0.0051
25 6.34 75 0.58 125 0.053 175 0.0049
26 6.05 76 0.55 126 0.051 176 0.0046
27 5.76 77 0.53 127 0.048 177 0.0044
28 5.49 78 0.50 128 0.046 178 0.0042
29 5.24 79 0.48 129 0.044 179 0.0040
30 4.99 80 0.46 130 0.042 180 0.0038
31 4.76 81 0.44 131 0.040 181 0.0037
32 4.54 82 0.42 132 0.038 182 0.0035
33 4.33 83 0.40 133 0.036 183 0.0033
34 4.12 84 0.38 134 0.035 184 0.0032
35 3.93 85 0.36 135 0.033 185 0.0030
36 3.75 86 0.34 136 0.031 186 0.0029
37 3.57 87 0.33 137 0.030 187 0.0027
38 3.41 88 0.31 138 0.029 188 0.0026
39 3.25 89 0.30 139 0.027 189 0.0025
40 3.10 90 0.28 140 0.026 190 0.0024
41 2.95 91 0.27 141 0.025 191 0.0023
42 2.81 92 0.26 142 0.024 192 0.0022
43 2.68 93 0.25 143 0.023 193 0.0021
44 2.56 94 0.23 144 0.021 194 0.0020
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