文档介绍：ZOA系列氧化锆氧分析仪说明书
华北电力集团华北电科院
北京博望东源科技有限公司
目录
一、概述（3）
二、工作原理（3）
三、仪器组成和特点（4）
四、主要技术指标（5）
五、仪器设计说明（5）
六、安装（7）
七、调试及投运方法（13）
八、故障检验及排除（15）
九、附表（17）
1．热电偶分度表（17）
2．氧电势与氧含量（E-P）对照表（750℃）（18）
3．氧电势与氧含量（E-P）对照表（700℃）（19）
4．电流输出与氧含量对照表（20）
一、概述
氧化锆氧分析仪是六十年代初逐渐发展起来的一种工业自动化控制仪表。它广泛用于电力、冶金、石油、化工、轻纺、造纸等工业领域的各种燃烧控制，收到节约能源、减少污染的目的，引起各界的广泛重视。
用于工业炉窑燃烧尾气氧量测量的氧化锆氧分析仪是通过控制风燃比，达到系统最佳燃烧，抑制NOx和SOx的生成，来实现节能和环保之目的。较比其它测量方法它具有结构简单，使用方便，直接插入烟道测量，反应速度快，测量范围宽，耐高温等一系列优点。该仪器已被列为国际国内标准化设计项目。
当前，国内已经有几种型号的氧化锆氧分析仪在运行中，〈包括引进的产品〉，大多数传感器在寿命和准确度上不尽人意。我们在研究国内使用环境的同时，引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，率先研制出ZOA系列新型氧化锆氧分析仪，生产许可证：京制，为工业现代化服务作出贡献。该系列仪表具有如下特点
1．结构品种齐全，具有直插式和导流直插式检测器结构，取样准确。
2．检测器采用全金属过滤器，能够有效过滤烟道粉尘，长期不堵，减少现场维护（）。
3．检测器内置电极保护网，延长使用寿命（）
4．首创定温式和浮温式一体的转换器设计，大大扩大使用范围和整机使用寿命。
5．转换器采用智能化设计，功能强，精度高，并设有各种功能键，随时检验仪器运行状态，具有自检、故障报警、保护功能。
6．仪器采用全浮空结构，提高稳定性和抗干扰能力。
7．仪器设有在线校准气路，随机可配标气，校准操作方便简捷。
二、工作原理
氧化锆氧分析仪的核心是由氧化锆氧固体电解质构成的一个浓差电池，即传感器：
其表达式：
氧化锆氧固体电解质在高温下（600℃以上）对氧离子表现导电性，若将其加热到600℃以上，并使其两侧接触不同氧分压（浓度）时，在氧分压较高的一侧（比如空气）电极上（阳极），氧分子获得电子成为氧离子，氧离子进入氧化锆固体电解质的氧离子空穴中，从而使该电极带正电，氧离子通过氧化锆的氧离子空穴迅速迁移到氧分压（浓度）低的一侧（阴度）电极上，释放电子还原为氧分子。使该电极带负电。其电极反应如下：
阳极边：（Po）O2＋4e→202-
阴极边：（Px）O2-－4e→02
总反应：（Po）O2→（Px）O2
电极反应达到平衡后，就形成一个浓差电势E，根据能斯特定律，其值为：
（1）
式中：E—— 电势（mV）
R—— 气体常数（=／度·克分子）
F—— 法拉弟常数（=23060卡／伏·克当量）
T—— 热力学温度（K）
Po——参比气体氧浓度百分数，％02
Px——被测气体氧浓度百分数（％）
选定T=750℃（T=1023K），将有关数值代入，得出公式：
（2）
根据（2）式可知氧电势E和被测氧浓度Px成单值对应关系，即Px=f（E）习惯上称这种测氧方法为定温式或自温式测氧；若只检测氧化锆传感器温度而并不对其进行控制，则被测气体氧浓度Px由T和E两者决定，即Px=f（）习惯上称这种测氧方法为浮温式或它温式测氧。
就这两种测氧方法而言，定温式适用于被测气样温度较低的场合（低于600℃）而浮温式则对于中高温场合表现出更大的灵活性。ZOA系列氧化锆氧分析仪将这两种方式融为一体，应认为是氧化锆测氧技术的一个进步。
三、仪器组成和特点
氧化锆氧分析仪主机由检测器和转换器及防尘罩组成。ZOA系列氧表属于直插式，（特殊环境可制成导流直插式）其构成如下：
主机
附件
1、检测器
1、标准气体
2、转换器
2、防磨保护管
3防尘罩或过滤器
3、安装法兰
图1 系统组成示意图
成套仪表上述主机单元必备，附机部分用户可根据需要自备或订购。
1．仪表属直插式结构，扩散式采样，由于传感器不直接经受样气冲刷，传感器寿命较长。
2．首先提出采用低温测量，便于选取