氧化锆氧分析仪原理(氧化锆氧分析仪常见故障其应用)
一、氧化锆测氧工作原理
氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质，是在纯氧化锆中掺以一定量的氧化钙或氧化钇经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。由于在它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此，在高温条件下它是良好的氧离子导体。
利用它的这一特性，在一定的温度下，当传感器两侧的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池。如果在氧化锆管内外涂制纯铂电极，用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触氧分压不同的气体，氧化锆管就成为一个氧浓差电池，在两个铂电极上将发生如下反应：
在空气侧（参比侧）电极上：O 2+4e→2O2-
在低氧侧（被测侧）电极上：2O2-→O2+4e
当这两种迁移达到平衡后，便在两电极间产生一个与氧浓差有关的电势信号E。氧电势值E符合能斯特方程：
式中：R-气体常数
T-锆管的绝对温度
F-法拉第常数
P X-被测气体氧浓度百分数
P A-参比气氧浓度百分数，一般为20.6％
二、氧化锆氧分析仪构成
该仪器由四部分组成：氧化锆检测器（探头）、氧化锆转换器．变压器、取样装置
1检测器
检测器结构，见图3，氧传感器安装在检测器头部，用四条不锈钢螺钉固定。检测器设有两条气路：标准气入口、参比气入口。从标准气入口通入不同的标准气样，即可由转换器对系统进行在线的标定操作。图中所注“标气入口”即为校准操作时使用。如不进行校准操作，请务必将“标准气入口”堵死，以防止空气泄漏进去，引起测量误差。如不进行校准操作，请务必将“标准气入口”堵死，以防止空气泄漏进去，引起测量误差。其“参比气入口”在任何时间都要开放，保持与大气的畅通。
检测器接线盒内共有8根引线端子，见图4，检测器安装有温度传感器（AD590），所以由检测器向转换器传送热电偶信号时不必使用补偿导线。检测器安装有温度传感（AD590），所以由检测器向转换器传送热电偶信号时不必使用补偿导线。检测器标准长度有六种：180mm，400mm，600mm，800mm，1000mm，1200mm
2．氧化锆转换器
CE系列氧化锆转换器，根据安装方式的不同，分为两种型号：CE-2D（盘装式）CE-2C（墙挂式），其中盘装式有横装和竖装两种规格可供选型。转换器采用16位ATMEL单片微机系统处理数据，功能强，精度高。采用了先进的菜单式操作管理，查看数据、在线标定都十分的方便快捷。由于采用了3点标定模式，并且可以对工况点进行时时修正校准，使维护操作人员大大减轻了维护工作强度。转换器除提供精准的4-20mA输出外，还可选装上下限节点输出、485通信输出，使用户的使用更加简便。
（1）盘装式转换器（CE-2D）
（2）壁挂式转换器（CE-2C）
3.取气装置
取气装置可分为防尘管、导流管、防尘罩、金属过滤器、高温取气四种形式。
三、系统调试
1.CE-2D盘装式仪表系统连接图
盘装式仪表系统由检测器（探头）、CE－2D转换器、变压器和连接导线组成
2.CE-2C壁挂式仪表系统连接图
外挂式仪表系统由检测器（探头）、CE－2C转换器、变压器和连接导线组成
3系统调校方法
（1）*显示部分：由4个数码管和8个LED指示灯组成。数码管用来显示氧含量、温度、氧电势等参数。
LED指示灯指示仪表当前的工作状态。分为：“氧含量”、“氧电势”、温度“、校准”、“运行“、“通信”、“上限”、“下限”。
*面板按键：有“确定“键、“返回”键、及“∧”键、“∨”键、“＜”键“∧”键、“∨”键、“＜”键。
*确定键：按此键可选择进入仪器调校菜单或对校准数值进行确认操作。
*返回键：按下此键，操作可返回上一级菜单
*∧键：按下此键，可在当前子菜单或数值上进行“加”的操作。
*∨键：按下此键，可在当前子菜单或数值上进行“减”的操作。
*＜键：按下此键，可在当前主菜单上进行“加”的操作。此键还具有“移位”功能，可通过此键对需要调整数值的位数进行选择。
（2）操作说明及调校方法
常按任意键超过十秒钟，系统重启。
运行
1、锆温低于600度，显示锆温。
2、大于600度，显示氧含量。
3、正常工作状态下，按“∧”“∨”键，切换“氧含量”显示/“锆温”显示。锆温显示超过2分钟，仪表将自动切换到“氧含量”显示。
校准
1、按下“确定”键，用“∧”“∨”“＜”键输入密码“0001”，再按“确定”键进入校准界面。仪表显示如下：
2、通过按下“＜”键，使仪表显示如下界面：
此界面即为氧含量的在线校准界面。可进行氧含量空气校准（仪表显示为3—1）、氧含量量程校准氧含量量程校准（仪表显示为3—2）、氧含量用户工况点校准（仪表显示为3—3）。在其闪烁状态时，按下“∧”键来选择子菜单，在菜单分别显示为“3--1”、“3--2”、“3--3”。按下“确定”键进行确认进入的状态。氧含量的校准（注：确定锆头温度处于正常工作值700±5℃.）
氧含量空气校准[即修正零点电势]将检测器“标准气入口”打开，通入空气，稳定后按下“确定”键确认。显示20.6
氧含量量程校准将检测器“标准气入口”打开，通入0.5-2.5％的标准气，稳定后，输入标准气值，按下“确定”键确认。
氧含量用户工况点校准（3％-18％）确认仪表正常运行，稳定后，输入用户确定正确的工况氧量值，按下“确定”键确认。
注意：当您仅对其中任意一点进行校准时，其余两点保留上一次的校准值不变。当您
仅对其中的任意两点进行校准时，转换器将自动在这两点上生成运算斜率，其余一点的上一次校准值则会产生微小偏差。建议您在进行两点校准操作时尽量使用与您的工况相近的标准气氛进行“氧含量用户工况点校准”（注意：当您仅对其中任意一点进行校准时，其余两点保留上一次的校准值不变。当您仅对其中的任意两点进行校准时，转换器将自动在这两点上生成运算斜率，其余一点的上一次校准值则会产生微小偏差。建议您在进行两点校准操作时尽量使用与您的工况相近的标准气氛进行“氧含量用户工况点校准”（3—3）标定。标定完成后一定要按“返回键”返回到运行状态。
（3）错误代码集
ＥＥ０１传感器电炉丝短路
ＥＥ０２传感器电炉丝断路
ＥＥ０３传感器不匹配（非原厂）
Ｅ０００校准菜单密码输入错误
Ｅ１０１温度零点校准输入信号错误或未接信号
Ｅ１０２温度量程校准输入信号错误或未接信号
Ｅ２０１氧电势零点校准输入信号错误或未接信号
Ｅ２０２氧电势量程校准输入信号错误或未接信号
Ｅ３０１氧含量零点校准输入信号错误或未接信号
Ｅ３０２氧含量量程校准输入信号错误或未接信号
Ｅ３０３氧含量用户任意一点校准输入信号错误或未接信号
四、常见故障
1.锆管工作温度低于700℃
（1）保险丝断，更换保险丝
（2）电炉引线断，修复或更换
（3）电炉丝断，电炉电阻在80Ω左右为正常，如果炉丝断应返回厂家修复
（4）热电偶故障，正常状况下偶丝阻值不大于5Ω，如有异常返回厂家修复
（5）热电偶丝断，确认热电偶丝已断（非接触故障）。应返回厂家修复
（6）升温过程缓慢，1小时内达到700℃，离要求700℃差几十度时，可能是电炉供电功率不够，应调整变压器的输出接头，提高输出电压。
2.锆管工作温度高于780℃
应检查电炉工作电压，如电压值总是90VAC（变压器输出电压）以上，说明仪器控温电路发生故障，应先更换双向可控硅。
3.温补电路故障
显示“E---”时，表示温度补偿回路故障，此时应先检查温度传感器（AD590）及其导线接触是否良好、极性是否正确，其次可更换温度传感器（AD590）。
4.氧含量显示异常
如果发生以下情况，即标气孔螺丝未紧、检测器上未装石棉垫、检测器安装螺丝未紧时，由于空气的渗入，产生扰动会导致氧含量的显示异常。当锆管使用寿命到，锆管内阻大于800Ω时，导致氧含量显示异常。
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