氧化鋯探頭使用年限

A. 有沒有聽說過一體式氧化鋯探頭的車間里有一台，這玩意怎麼操作啊。

這對話暈菜了。傳統的氧探頭好麻煩啊。一體式的我用過，探頭上就能顯示氧毫伏值，不像以前那樣又接線又接表，很麻煩的。武漢華敏就是做這個的。

B. 氧化鋯氧量分析儀原理

OXYZ系列氧化鋯煙氣氧量分析儀是近幾十年發展起來的新型測氧器，因其具有結構簡單、維護方便、反應速度快、測量范圍廣等特點，而廣泛應用於石油化工、電力、冶金、供暖、建材、電子等部門，分析各種工業鍋爐及窯爐中煙氣的氧含量，提高燃燒效率，節約能源，減少環境污染。

OXYZ氧化鋯氧量分析儀由氧化鋯氧量檢測器(俗稱氧探頭)和氧量變送器組成， 在氧化鋯氧量檢測器的核心元件氧化鋯濃差電池上，採用了納米材料和先進的生產工藝，在電極塗層上添加抑制電極老化的添加劑。大大提高了氧化鋯測量探頭的精度和使用壽命。氧量檢測器採用直插式探頭結構，不需取樣系統，能及時反映鍋爐內燃燒狀況，如與自控裝置配合使用，可有效地控制燃燒狀況。轉換器採用單片機智能化設計，中文液晶顯示，使數據顯示、功能控制更具有人性化;可與各類型 DCS 數據接入設備連接。使儀表的操作變得簡單，容易掌握。

C. 儀器儀表-氧化鋯資料！！

上海美凱友迪自動化工程有限公司是一家專業的氧化鋯氧量分析儀生產廠商。MKZO氧化鋯氧感測器，系直插加熱式，全不銹鋼結構. 具有靈敏度高、響應速度快、穩定性好等特點。它不僅可測量鍋爐燃燒過程中殘余氧量，而且還可用於熱力學的研究，氣體製造廠氧含量的連續監測、均熱爐燃燒過程的控制、化工廠等生產過程中氧量的控制分析等。它在減少環境污染、節能提高燃燒效率方面起著積極的作用，還作為工程管理和質量控制的重要手段，在電力、石化、冶金、化肥等生活鍋爐工業領域得到廣泛應用。此感測器具有測量精度高，重現性與互換性好，結構牢固，使用壽命長等特點，深受用戶歡迎.
氧化鋯分析儀
MKZO
• 量程：0～20.6％O2
• 儀表精度:≤0.5%F.S
• 溫度顯示範圍：0~1300℃
• 測量溫度：0~600℃（低溫型） 600~800℃（直插型） 800~1300℃（高溫型）
• 本底修正：－100mV～+100mV
• 輸出信號：0－10mADC或4-20mADC
• 環境條件：-10～50℃，相對濕度< 85％
• 電源：85~264VAC50Hz
• 檢測器加熱爐升溫時間：約20min
• 加熱溫度：PID自整定控制≤±1℃（恆溫點任意設定）
• 響應時間：約3S （90％響應）
• 數顯形式：LED四位數碼管雙排顯示
• 通訊介面：RS232
氧化鋯分析儀探頭
MKZO
• 測量范圍：O.1～20.6％O2
• 基本誤差：±2.0％F.S
• 長時間漂移：±2.5％F.S(±O.5％O2)
• 重復性誤差：±1.3％F.S(±0.3％O2)
• 響應時間：≤5S
• 加熱電壓：30～110V
• 加熱功率：約150W
• 絕緣電阻≥40MΩ
• 預熱時間：≤30min
• 介質氣氛：為保證鉑電極不在還原氣氛中受到毒化，介質必須是氧化性氣氛.
• 鋯管壽命：在整個時間內均為氧化條件的氣氛中，典型壽命二年.

D. 為什麼一般的氧化鋯氧分析儀不能用於可燃性氣體含量較大的煙氣氧分析

氧化鋯氧量分析儀工作原理及維護使用：
一、前言
由於氧探頭與現有測氧儀表(如磁氧分析器、電化學式氧量計、氣象色譜儀等)相比，具有結構簡單，響應時間短(0.1s～0.2s)，測量范圍寬(從ppm到百分含量)，使用溫度高(600℃～1200℃)，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。
二、氧探頭的測氧原理
在氧化鋯電解質(ZrO2管)的兩側面分別燒結上多孔鉑（Pt）電極，在一定溫度下，當電解質兩側氧濃度不同時，高濃度側(空氣)的氧分子被吸附在鉑電極上與電子（4e）結合形成氧離子O2-，使該電極帶正電，O2-離子通過電解質中的氧離子空位遷移到低氧濃度側的Pt電極上放出電子，轉化成氧分子，使該電極帶負電。兩個電極的反應式分別為：
參比側：O2+4e——2O2-
測量側：2O2-－4e——O2
這樣在兩個電極間便產生了一定的電動勢，氧化鋯電解質、Pt電極及兩側不同氧濃度的氣體組成氧探頭即所謂氧化鋯濃差電池。兩級之間的電動勢E由能斯特公式求得：可
E= (1)
式中，EmV―濃差電池輸出，
n 4―電子轉移數，在此為
R理想氣體常數，8.314 W·S／mol —
T （K） F96500 C;PP1——待測氣體氧濃度百分數0——參比氣體氧濃度百分數 —法拉第常數，—絕對溫度
該分式是氧探頭測氧的基礎，當氧化鋯管處的溫度被加熱到600℃～1400℃時，高濃度側氣體用已知氧濃度的氣體作為參比氣，如用空氣，則P，將此值及公式中的常數項合並，又實際氧化鋯電池存在溫差電勢、接觸電勢、參比電勢、極化電勢，從而產生本地電勢CmV）實際計算公式為：（0 =20.6%
EmV）=0.0496Tln（0.2095/P1）±CmV）（（
C本地電勢(新鎬頭通常為±1mV) =
可見，如能測出氧探頭的輸出電動勢E和被測氣體的絕對溫度T，即可算出被測氣體的氧分壓（濃度）P1 ，這就是氧化鋯氧探頭的基本檢測原理。
三、氧化鋯氧探頭的結構類型及工作原理
按檢測方式的不同，氧化鋯氧探頭分為兩大類：采樣檢測式氧探頭及直插式氧探頭。
1、采樣檢測式氧探頭
采樣檢測方式是通過導引管，將被測氣體導入氧化鋯檢測室，再通過加熱元件把氧化鋯加熱到工作溫度（750℃以上）。氧化鋯一般採用管狀，電極採用多孔鉑電極。其優點是不受檢測氣體溫度的影響，通過採用不同的導流管可以檢測各種溫度氣體中的氧含量，這種靈活性被運用在許多工業在線檢測上。其缺點是反應時間慢；結構復雜，容易影響檢測精度；在被檢測氣體雜質較多時，采樣管容易堵塞；多孔鉑電極容易受到氣體中的硫，砷等的腐蝕以及細小粉塵的堵塞而失效；加熱器一般用電爐絲加熱，壽命不長。
在被檢測氣體溫度較低（0℃～650℃），或被測氣體較清潔時，適宜采樣式檢測方式，如制氮機測氧，實驗室測氧等。
2、直插檢測式氧探頭
直插式檢測是將氧化鋯直接插入高溫被測氣體，直接檢測氣體中的氧含量，這種檢測方式適宜被檢測氣體溫度在700℃～1150℃時（特殊結構還可以用於1400℃的高溫），它利用被測氣體的高溫使氧化鋯達到工作溫度，不需另外用加熱器（如圖3）。直插式氧探頭的技術關鍵是陶瓷材料的高溫密封和電極問題。以下列舉了兩種直插式氧探頭的結構形式。
（1）整體氧化鋯管
該形式是從采樣檢測方式中採用的氧化鋯管的形式上發展起來的，就是將原來的氧化鋯管加長，使氧化鋯可以直接伸到高溫被測氣體中。這種結構無需考慮高溫密封問題。
（2）直插式氧化鋯氧探頭
由於需要將氧化鋯直接插入檢測氣體中，對氧探頭的長度有較高要求，其有效長度在500mm～1000mm左右，特殊的環境長度可達1500mm。且檢測精度，工作穩定性和使用壽命都有很高的要求，因此直插式氧探頭很難採用傳統氧化鋯氧探頭的整體氧化鋯管狀結構，而多採取技術要求較高的氧化鋯和氧化鋁管連接的結構。密封性能是這種氧化鋯氧探頭的最關鍵技術之一。目前國際上最先進的連接方式，是將氧化鋯與氧化鋁管永久的焊接在一起，其密封性能極佳，與采樣式檢測方式比，直插式檢測有顯而易見的優點：氧化鋯直接接觸氣體，檢測精度高，反應速度快，維護量較小。
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。采樣檢測式由於氧探頭的溫度由加熱器控制，因此測量精度高，工作可靠，但響應時間取決於氣體的流量。
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（如圖4），作此用途的氧探頭多採用管狀結構，此管可以兩端開口，也可以單端開口，目前市場出現最多的是後一種。ZrO2管內外壁上塗有多孔Pt電極，由內外電極分別向管端引伸並在端部接出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、 氧感測器的安裝
合理的安裝是保證氧感測器可靠運行的關鍵，許多使用問題均由於氧感測器安裝不當造成的，
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，以保證氧感測器 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，這些部位的氣體處於劇烈反應中，會造成氧感測器檢測值劇烈波動失真；也不要過於靠近風機等產氣設備，以免電機的震動沖刷損壞感測器；
（3） 避免放在可能碰撞的位置，以免碰撞損壞探頭，保證感測器的安全；
2、氧感測器的安裝、連接方式
（1）氧探頭的安裝可採用水平或垂直方式，其中垂直安裝較理想。不管採用何種方式，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。然後在系統通電加熱探頭以後，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最終確定比較好的引導方向。
（2）氧感測器安裝所用接頭為專用法蘭接頭，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）氧感測器的信號引出線最好用屏蔽線，以消除干擾。最佳方式是使用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，即對所採用的壓縮空氣必須進行氣水分離處理。
六、 氧感測器的使用和維護
1、連接加熱控制
采樣檢測式氧探頭，只有在氧感測器連接了加熱控制以後才能正常工作，冷態下輸出的是隨機信號，不代表任何意義，氧感測器在接入加熱控制以後，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，加熱探頭以後，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、新裝或更換氧感測器時的注意事項
新裝或更換氧感測器時，均應校正氧分析儀的氧濃度顯示值。不進行此項工作，更換新的感測器後，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
氧感測器直接測量輸出的是被測氣體的濃度與標准空氣差電勢數值，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准氣體進行標定，方法是將計量核定確認的標准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准氣體濃度相同，存在偏差則修正儀表線性參數，標准計量要求最少使用三種不同濃度標准氣體標定系統，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。
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

E. 氧化鋯探頭標定前應注意哪些

1、切記應將標准氣流量計流量調至200ml/分-300ml/分。流量不能大，否則會造成校對時的誤差並對感測器造成損壞。

2、快速擰開感測器校對堵頭，將標准氣插上五分鍾後，待數據穩定時，即校對完成。

3、去除標准氣皮管，快速將堵頭擰上（堵頭擰下後，不能長時間放在空氣中，因為空氣溫度低，感測器是在高溫下工作，會吸入大量的空氣，造成溫差太大，感測器斷裂）

F. 工業用氧化鋯的鋯電池壽命一般為幾年我們用的ABB氧化鋯，基本兩年就

按照國家有關規定，工業用氧化鋯的鋯電池壽命至少要一年以上。但是由於材料、工藝和使用環境等原因，常常很容易壞，所以一般廠家都會在一年內予以多次更換來彌補質量缺陷。

G. 如何對儀器儀表進行老化測試和環境試驗

1、老化測試：

一般的老化測試時對部分儀器儀表進行長時間通電運行，並測量其平均無故障工作時間，分析總結這些儀器儀表的故障特點，找出它們的共性問題加以解決。

2、環境試驗：

環境試驗一般根據儀器儀表的工作環境而確定具體的試驗內容，並按照國家規定的方法進行試驗。環境試驗一般只對小部分產品進行，常見的環境試驗內容和方法如下：

（1）溫度試驗。溫度試驗用以檢查溫度環境對儀器儀表的影響，確定儀器儀表在高溫和低溫條件下工作和儲存的適應性，它包括高溫和低溫負荷試驗、高溫和低溫儲存試驗。高溫試驗用以檢查高溫環境對儀器儀表的影響，確定儀器儀表在高溫條件下工作和儲存的適應性。它包括高溫負荷試驗和高溫儲存試驗。低溫試驗用以檢查低溫環境對儀器儀表的影響，確定儀器儀表在高溫條件下工作和儲存的適應性。它包括低溫負荷試驗和低溫儲存試驗。溫度負荷試驗是將樣品在不包裝、不通電和正常工作位置狀態下，把儀器儀表放入溫度試驗箱內，進行額定使用的上、下限工作溫度的試驗。

（2）振動和沖擊試驗。振動試驗檢查儀器儀表經受振動的穩定性。其方法是將樣品固定在振動台上，經過模擬固定頻率（50HZ）、變頻（5-2KHZ）等各種振動環境進行試驗。在一定頻率范圍內進行一次循環結束後，按規定進行檢驗。比如說氧化鋯氧氣含量分析儀，就必須避免振動和沖擊，實驗證明因為由於氧化鋯探頭內部鋯管極易受振動而損壞，氣體分析儀器就不能工作。

沖擊試驗用以檢查儀器儀表經受非重復機械沖擊的適應性。其方法是將樣品固定在試驗台上用一定的加速度和頻率，分別在樣品的不同方向沖擊若干次。沖擊試驗後檢查其主要技術指標是否仍符合要求，有無機械損傷。

（3）運輸試驗。運輸試驗是檢查儀器的包裝，儲存，運輸能力。方法樣品固定在試驗台上，也可安裝在卡車運行，具體方法按照相關標准。運輸試驗根據規定檢測儀的主要技術指標及性能。