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            氧化鋯分析儀的工作原理及組成結構
            發布時間:2021-09-08 08:34:25

            1、氧化鋯分析儀的工作原理

            玻璃行業目前常用氧分析儀主要有電化學式氧分析和氧化鋯式氧分析儀2種類型。

            電化學式氧分析儀采用氧電解池,氧氣在電解池陰極上產生電解反應而被還原,產生與氧體積分數成正比的電流,從而測得氧氣體積分數。氧化鋯氧分析儀依據氧化鋯測氧電池來測量氧含量。當溫度>550℃,就會發生一個重要的自然現象,那就是以氧化釔為穩定劑的氧化鋯能夠引導氧離子的移動,促使氧離子移動的動力是氧化鋯兩側不同氧分壓,即被檢測氣體與參比氣不同的氧含量偏差。

            檢測時,根據氣體擴散原理,氧化鋯兩側會發生氧離子的擴散運動,使用已知含量的空氣作為參比氣,氧離子會從高壓側向低壓側通過氧化鋯轉移,通過氧化鋯兩側的鉑金電極收集被轉移的氧離子,就會在氧化鋯兩側形成一個電壓。這個電壓信號是氧化鋯兩側氧濃度的一個函數。

            德國物理化學家 Nernst 的“熔池理論”揭示了化學電池電壓的算法,并推導出了氧含量和氧化鋯電勢的公式關系。由于使用空氣作為參比氣,空氣中氧含量是固定的,故測量氧化鋯安裝位置的煙氣溫度后,即可依據方程式計算得到煙氣中的氧含量生成的電壓,從而得到氧含量信息。

            電化學式氧分析儀為便攜式設備,測量位置選擇性靈活,測量過程中煙氣從被測量地點抽出,煙氣經過冷卻、過濾過程進入分析儀得到分析數據。

            由于電解池無法不間斷測量,煙氣每次冷卻分離出的水分不定量,故造成測量精度不高,無法隨時得到氧量反饋。相比于電化學式樣分析儀,氧化鋯氧分析儀屬于高溫型分析儀,可直接固定安裝在窯爐上,與燃燒后的煙氣直接接觸,在線監測氧量變化,具有較高的測量精度以及較短的響應時間,因此,我們嘗試在玻纖窯爐上使用高溫型氧化鋯氧分析儀。

            2、在線氧分析儀的組成結構

            在窯爐煙道合適位置進行開孔,將高溫氧化鋯探頭直接安裝在煙氣流經區域內。在單元窯內燃燒充分后的煙氣流量氧探頭,與參比氣形成氧電壓,輸入到氧量儀表,被DCS系統讀取,用于指導窯爐燃燒工藝調整。

            該在線氧分析儀由高溫氧化鋯氧探頭、參比氣控制單元、電氣控制單元組成。在線氧分析儀系統組成如圖1所示。

            氧分析儀圖1.png

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