聯系電話
無錫市湖利儀表廠
初級會員·20年
四、氧探頭的工業應用
1、在工業鍋爐、加熱爐上的應用
氧探頭使用時，引入被測氣體的方式有直插式和采樣檢測式兩種。直插式響應時間短，不需要加熱器，結構簡單，小型輕便，但要求同時檢測被測氣體的溫度。采樣檢測式由于氧探頭的溫度由加熱器控制，因此測量精度高，工作可靠，但響應時間取決于氣體的流量。
直插式氧分析器已廣泛應用在鍋爐和加熱爐的煙氣含氧量的測定，作此用途的氧探頭多采用管狀結構，此管可以兩端開口，也可以單端開口，目前市場出現zui多的是后一種。電解質管內外壁上涂有多孔Pt電極，由內外電極分別向管端引伸并在端部接出Ni Cr絲作信號輸出用，從而控制燃燒系統實現低氧燃燒，達到降低熱能損失，節約能源的目的。
五、 氧傳感器的安裝
合理的安裝是保證氧傳感器可靠運行的關鍵，許多使用問題均由于氧傳感器安裝不當造成的，
1、采樣測量點
確定測量點是首要的工作，它應遵循如下幾項原則：
（1） 選擇的測量點要求能正確反映所檢測的爐內氣體，以保證氧傳感器 輸出信號的真實性，盡量避開回風死角；
（2） 測量點不可太靠近燃燒點或噴頭等部位，這些部位的氣體處于劇烈反應中，會造成氧傳感器檢測值劇烈波動失真；也不要過于靠近風機等產氣設備，以免電機的震動沖刷損壞傳感器；
（3） 避免放在可能碰撞的位置，以免碰撞損壞探頭，保證傳感器的安全；
2、氧傳感器的安裝、連接方式
（1）氧探頭的安裝可采用水平或垂直方式，其中垂直安裝較理想。不管采用何種方式，探頭采樣管引導板的方向應該盡量正對被測氣流的方向，在初始安裝的時，先通過了解工藝，確定基本方向。然后在系統通電加熱探頭以后，旋轉采樣管方向，使用數字萬用表觀察輸出氧電勢的波動情況來zui終確定比較好的引導方向。
（2） 氧傳感器安裝所用接頭為法蘭接頭，配裝石棉墊壓接，以確保密封，否則因為一般爐內為負壓，該處法蘭接頭處漏氣會影響測量精度或造成信號波動。
（3）氧傳感器的信號引出線用屏蔽線，以消除干擾。*方式是使用2根2芯電纜，一根2芯屏蔽電纜接氧電勢輸出信號，一根2芯KVV控制電纜接探頭加熱連接端；如果現場條件不具備可直接使用一根4芯KVV電纜連接探頭氧電勢信號和加熱端。
（4）氧探頭的標氣口平時關閉，只在標定氣體的時候使用；吹掃氣口連接氣泵或者壓縮空氣管路，吹掃口進氣一般用一個電磁閥等閥門控制，一定周期開啟一次，通入氣體吹掃采樣管，探頭正常檢測時閥門關閉，不能有其他氣體進入采樣管。使用廠方的壓縮空氣吹掃探頭必須保證壓縮空氣中不含有水份，即對所采用的壓縮空氣必須進行氣水分離處理。
六、 氧傳感器的使用和維護
1、連接加熱控制
采樣檢測式氧探頭，只有在氧傳感器連接了加熱控制以后才能正常工作，冷態下輸出的是隨機信號，不代表任何意義，氧傳感器在接入加熱控制以后，在室溫條件下既可以開始正常的氣體檢測。一般的探頭調零就是在室溫下，加熱探頭以后，通過對空氣的測量，用數字萬用表測量此時探頭輸出毫伏值，此數值就是該探頭的零位偏差數值，在顯示儀表中需要加入該零位偏差來修正儀表顯示的氧濃度。
2、新裝或更換氧傳感器時的注意事項
新裝或更換氧傳感器時，均應校正氧分析儀的氧濃度顯示值。不進行此項工作，更換新的傳感器后，氧分析儀檢測的氧濃度可能會與實際濃度產生偏差，從而影響測量。
3、氧濃度的修正原理及方法
氧傳感器直接測量輸出的是被測氣體的濃度與標準空氣差電勢數值，我們稱為氧電勢，該電勢數值在零點（即空氣測量）時不同的探頭起始輸出電勢就存在偏差，而輸出電勢經過模型轉換輸出氧濃度時也可能存在誤差，因此在氧分析儀中對探頭信號進行標定修正就是很必要的工作，否則顯示氧濃度與實際被測氣體的氧濃度就會存在較大偏差，滿足不了現場生產的需要，甚至誤導控制影響生產。
具體的修正一般通過標準氣體進行標定，方法是將計量核定確認的標準氣體通過標氣口通入探頭，測量此時輸出氧電勢及儀表顯示氧濃度，儀表顯示氧濃度應該與標準氣體濃度相同，存在偏差則修正儀表線性參數，標準計量要求zui少使用三種不同濃度標準氣體標定系統，這樣經過三次標定重復修正好系統線性，保證系統正常工作。
4、積塵對氧傳感器的影響及吹掃清除方法
由于氧傳感器是長期在線檢測測量的器件，鍋爐等設備（尤其是煤燃燒爐或者燒粉窯爐等）產生的粉塵會堵塞導氣采樣管道，造成測量的數值失真甚至無法測量，此時必須定期對采樣管中的積塵進行吹掃處理，吹掃時間的長短視積灰程度確定，這種吹掃方法要求氧分析儀具有相應功能或者配套使用氧傳感器的維護裝置，如果沒有這些裝置只能安裝手動閥門控制壓縮空氣或氣泵定期通入吹掃氣口對探頭進行除塵工作，但此時必須注意以下情況：
（1）由于在吹掃的過程中，氧傳感器的氧電勢會下降，zui低有可能會降到1、2mV，這時檢測的氧電勢不代表爐內的氣氛，此點必須要注意；
（2）吹掃空氣的流量要保證能夠去除積灰，吹掃過程中可注意氧傳感器的氧電勢輸出值，如果氧電勢值始終沒有下降，表明空氣流量太小，積塵沒有清理，應予以調節或者檢查吹掃管道，可能吹掃管道已經堵死；
（3）吹掃口的通道是與爐內直接相通的，每次在吹掃完畢后，應關閉閥門，堵死吹掃孔，防止因爐內負壓空氣進入，影響氧傳感器的檢測。
在分析氧傳感器的好壞時應將其視為一個單獨的檢測部件。在檢測氧傳感器的氧電勢時應把與氧傳感器連接的所有導線斷開，用高內阻的數字表在氧傳感器的輸出端直接檢測氧電勢。通過檢測氧電勢，與正常使用時的數值相比較。
七、實際運行情況
自2003年以來，我廠裂解爐采用了ZO系列高溫型直插式氧化鋯分析儀，主要用于煙氣氧含量測量，參與裂解爐的燃燒控制，運行穩定可靠，2005年5月，發現指示值偏差較大，均為正偏差，判斷為氣路泄漏，在標準氣管路上通零點氣，發現轉子流量計泄漏，由于測量狀態下系統內呈負壓而使外界空氣進入，因空氣中氧的體積分數高，使得測量值偏高，處理后正常。實踐中總結幾點注意事項：
⑴鋯管要求在750℃下才能正常工作，因此儀表應保持恒溫； ⑵氣體管路不得泄漏；
⑶保持噴射器氣源壓力穩定在0.15MPa；
⑷標準氣校驗時應關閉噴射器氣源，測量時打開；
⑸測量氣中存在H2、CO、CH4 等可燃氣體會使測量結果偏低。
八、結論
氧化鋯測氧儀具有結構簡單，響應時間短，測量范圍寬，使用溫度高，運行可靠，安裝方便，維護量小等優點，因此在冶金、化工、電力、陶瓷、汽車、環保等工業部門得到廣泛的應用
