氧化锆管(转载--氧化锆测量常见问题有哪些？)

Posted 2023-05-30

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氧化锆管(转载--氧化锆测量常见问题有哪些？)

来源：热控圈

氧化锆氧量分析仪的基本原理是：以氧化锆作固体电解质，高温下的电解质两侧氧浓度不同时形成浓差电池，浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关，如一侧氧浓度固定，即可通过测量输出电势来测量另一侧的氧含量。

在600~1200℃高温下，经高温焙烧的氧化锆材料对氧离子有良好传导性。在氧化锆管两侧氧浓度不等的情况下，浓度大的一侧的氧分子在该侧氧化锆管表面电极上结合两个电子形成氧离子，然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧泳动，当到达低浓度一侧时在该侧电极上释放两个电子形成氧分子放出，于是在电极上造成电荷累积，两电极之间产生电势，此电势阻碍这种迁移的进一步进行，直至达到动平衡状态，这就形成浓差电池，它所产生的与两侧氧浓度差有关的电势，称作浓差电势。

这样，如果把氧化锆管加热至一大于600℃的稳定温度，在氧化锆两侧分别流过总压力相同的被测气体和参比气体，则产生的电势与氧化管的工作温度和两侧的氧浓度有固定的关系。如果知道参比气体浓度，则可以根据氧化锆管两侧的氧电势和氧化锆管的工作温度计算出被测气体的氧浓度。

为了正确测量烟气中氧含量，使用氧化锆氧量分析仪时必须注意以下几点：

（1）为确保输出不受温度影响，氧化锆管应处于恒定温度下工作或在仪表线路中附加温度补偿措施。

（2）使用中应保持被测气体和参比气体的压力相等，只有这样，两种气体中氧分压之比才能代表两种气体中氧的百分容积含量（即氧浓度）之比。因为当压力不同时，如氧浓度相同，氧分压也是不同的。

（3）必须保证被测气体和参比气体都有一定的流速，以便不断更新。

常见故障及其处理方法

一、故障现象仪表示值偏低。

原因1：氧气中可能存在可燃气体。氧化锆氧分析仪固体电解质工作在600~850度高温下，如果样气中存在碳氢化合物等可燃组分，将发生燃烧反应而耗氧，故导致仪表示值偏低。

处理方法：抽样检查样气，如果样气中的确有可燃气体存在，则应调整工况除去可燃气体，或者在样气中加装净化器除去可燃气体组分。

原因2：探头过滤器堵塞、气阻增大，影响被测气体中氧分子的扩散速度。

处理方法：反向吹扫、清洗过滤器，如果不能疏通，则更换过滤器。

原因3：炉温过高。

处理方法：检查校正炉温。

原因4：量程电势偏高。

处理方法：利用给定电势差校正量程电势。

二、故障现象仪表示值偏高

原因1：锆管破裂漏气。

处理方法：检查更换锆管。

原因2：锆管产生小裂纹，导致电极部分短路渗透。

处理方法：检查更换。

原因3：锆管老化。

处理方法：测量锆管内阻，方法是在仪表规定的工作温度下，用数字万用表检测两电极引线间的阻值，一支新的锆管内阻应小于50欧姆，如果锆管内阻大于100欧姆时，可适当提高炉温继续使用。若仪表误差过大，超出允许误差范围时，应更换锆管。

原因4：炉温过低，造成锆管内阻过高。

处理方法：检查校正炉温。

三、故障现象仪表无指示。

原因1：电炉未加热。

处理方法：检查温度控制电路的加热器、热电耦等，找出电炉不加热的原因，处理之。

原因2：信号输出回路开路。

处理方法：检查输出回路接线，确保接触良好。

原因3：锆管多孔铂电极断路。

处理方法：用数字万用表检查锆管内阻，在仪表规定的工作温度下，如果锆管两电极引线间的阻值大于100欧姆，则应更换锆管。

四、故障现象仪表无论置于任何一档，示值均指示满量程。

原因1：电极信号接反。

处理方法：正确连接。

原因2：锆管电极脱落，或经长期使用后铂电极蒸发。

处理方法：检查锆管两极间电阻，如果超过100欧姆，则应更换锆管。

五、故障现象表头指针抖动。

原因1：放大器放大倍数过高。

处理方法：检修放大器，调整放大倍数。

原因2：接线接触不良。

处理方法：检查并紧固接线端子。

原因3：插接件接触不良。

处理方法：清洗插接件。

六、故障现象输出信号波动大

原因1：取样点位置不合适。

处理方法：和工艺配合检查、更改取样点位置。

原因2：燃烧系统不稳定，超负荷运行或有明火冲击锆管，气样流量变化大。

处理方法：和工艺配合检查，调整工艺参数，检查、更换气路阀件。

原因3：样气带水并在锆管中汽化。

处理方法：检查样气有无冷凝水或水雾，锆管出口稍向下倾斜改进样气预处理系统。