氧化鋯氧量分析儀的基本原理是：以氧化鋯作固體電解質(zhì)，高溫下的電解質(zhì)兩側(cè)氧濃度不同時形成濃差電池，濃差電池產(chǎn)生的電勢與兩側(cè)氧濃度有關(guān)，如一側(cè)氧濃度固定，即可通過測量輸出電勢來測量另一側(cè)的氧含量。 在600~1200℃高溫下，經(jīng)高溫焙燒的氧化鋯材料對氧離子有良好傳導(dǎo)性。在氧化鋯管兩側(cè)氧濃度不等的情況下，濃度大的一側(cè)的氧分子在該側(cè)氧化鋯管表面電極上結(jié)合兩個電子形成氧離子，然后通過氧化鋯材料晶格中的氧離子空穴向氧濃度低的一側(cè)泳動，當(dāng)?shù)竭_(dá)低濃度一側(cè)時在該側(cè)電極上釋放兩個電子形成氧分子放出，于是在電極上造成電荷累積，兩電極之間產(chǎn)生電勢，此電勢阻礙這種遷移的進(jìn)一步進(jìn)行，直至達(dá)到動平衡狀態(tài)，這就形成濃差電池，它所產(chǎn)生的與兩側(cè)氧濃度差有關(guān)的電勢，稱作濃差電勢。
這樣，如果把氧化鋯管加熱至一大于600℃的穩(wěn)定溫度，在氧化鋯兩側(cè)分別流過總壓力相同的被測氣體和參比氣體，則產(chǎn)生的電勢與氧化管的工作溫度和兩側(cè)的氧濃度有固定的關(guān)系。如果知道參比氣體濃度，則可以根據(jù)氧化鋯管兩側(cè)的氧電勢和氧化鋯管的工作溫度計算出被測氣體的氧濃度。
為了正確測量煙氣中氧含量，使用氧化鋯氧量分析儀時必須注意以下幾點：
?。?）為確保輸出不受溫度影響，氧化鋯管應(yīng)處于恒定溫度下工作或在儀表線路中附加溫度補(bǔ)償措施。
?。?）使用中應(yīng)保持被測氣體和參比氣體的壓力相等，只有這樣，兩種氣體中氧分壓之比才能代表兩種氣體中氧的百分容積含量（即氧濃度）之比。因為當(dāng)壓力不同時，如氧濃度相同，氧分壓也是不同的。
?。?）必須被測氣體和參比氣體都有一定的流速，以便不斷更新。
常見故障及其處理方法
一、故障現(xiàn)象儀表示值偏低。
原因1：氧氣中可能存在可燃?xì)怏w。氧化鋯氧分析儀固體電解質(zhì)工作在600~850度高溫下，如果樣氣中存在碳?xì)浠衔锏瓤扇冀M分，將發(fā)生燃燒反應(yīng)而耗氧，故導(dǎo)致儀表示值偏低。
處理方法：抽樣檢查樣氣，如果樣氣中的確有可燃?xì)怏w存在，則應(yīng)調(diào)整工況除去可燃?xì)怏w，或者在樣氣中加裝凈化器除去可燃?xì)怏w組分。
原因2：探頭過濾器堵塞、氣阻增大，影響被測氣體中氧分子的擴(kuò)散速度。
處理方法：反向吹掃、清洗過濾器，如果不能疏通，則更換過濾器。
原因3：爐溫過高。
處理方法：檢查校正爐溫。
原因4：量程電勢偏高。
處理方法：利用給定電勢差校正量程電勢。
二、故障現(xiàn)象儀表示值偏高
原因1：鋯管破裂漏氣。
處理方法：檢查更換鋯管。
原因2：鋯管產(chǎn)生小裂紋，導(dǎo)致電極部分短路滲透。
處理方法：檢查更換。
原因3：鋯管老化。
處理方法：測量鋯管內(nèi)阻，方法是在儀表規(guī)定的工作溫度下，用數(shù)字萬用表檢測兩電極引線間的阻值，一支新的鋯管內(nèi)阻應(yīng)小于50歐姆，如果鋯管內(nèi)阻大于100歐姆時，可適當(dāng)提高爐溫繼續(xù)使用。若儀表誤差過大，出允許誤差范圍時，應(yīng)更換鋯管。
原因4：爐溫過低，造成鋯管內(nèi)阻過高。
處理方法：檢查校正爐溫。
三、故障現(xiàn)象儀表無指示。
原因1：電爐未加熱。
處理方法：檢查溫度控制電路的加熱器、熱電耦等，找出電爐不加熱的原因，處理之。
原因2：信號輸出回路開路。
處理方法：檢查輸出回路接線，確保接觸良好。
原因3：鋯管多孔鉑電極斷路。
處理方法：用數(shù)字萬用表檢查鋯管內(nèi)阻，在儀表規(guī)定的工作溫度下，如果鋯管兩電極引線間的阻值大于100歐姆，則應(yīng)更換鋯管。
四、故障現(xiàn)象儀表無論置于任何一檔，示值均指示滿量程。
原因1：電極信號接反。
處理方法：正確連接。
原因2：鋯管電極脫落，或經(jīng)使用后鉑電極蒸發(fā)。
處理方法：檢查鋯管兩極間電阻，如果過100歐姆，則應(yīng)更換鋯管。
五、故障現(xiàn)象表頭指針抖動。
原因1：放大器放大倍數(shù)過高。
處理方法：檢修放大器，調(diào)整放大倍數(shù)。
原因2：接線接觸不良。
處理方法：檢查并緊固接線端子。
原因3：插接件接觸不良。
處理方法：清洗插接件。
六、故障現(xiàn)象輸出信號波動大
原因1：取樣點位置不合適。
處理方法：和工藝配合檢查、更改取樣點位置。
原因2：燃燒系統(tǒng)不穩(wěn)定，負(fù)荷運行或有明火沖擊鋯管，氣樣流量變化大。
處理方法：和工藝配合檢查，調(diào)整工藝參數(shù)，檢查、更換氣路閥件。
原因3：樣氣帶水并在鋯管中汽化。
處理方法：檢查樣氣有無冷凝水或水霧，鋯管出口稍向下傾斜改進(jìn)樣氣預(yù)處理系統(tǒng)。
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