氧化鋯氧量分析儀是一種基于氧化鋯固體電解質(zhì)原理的高精度氣體分析設(shè)備，主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工業(yè)燃燒過(guò)程中的氧含量。其核心部件為氧化鋯探頭，內(nèi)置氧化鋯陶瓷管及鉑電極，在高溫環(huán)境下（通常為600-850℃），氧化鋯陶瓷因摻雜穩(wěn)定劑而具備氧離子導(dǎo)電性。當(dāng)探頭兩側(cè)氧濃度不同時(shí)，氧離子從高濃度側(cè)向低濃度側(cè)遷移，形成與氧濃度差相關(guān)的電勢(shì)差（能斯特電勢(shì)），通過(guò)測(cè)量該電勢(shì)差即可計(jì)算出氧含量。

　　該設(shè)備具有高精度（±0.1%O?）、響應(yīng)迅速（<5秒）的特點(diǎn)，適用于連續(xù)監(jiān)測(cè)。其傳感器具備防塵、防爆設(shè)計(jì)，并配備加熱裝置，確保在高溫、高粉塵等惡劣工況下穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)備支持4-20mA、RS485等信號(hào)輸出，可與DCS、PLC等控制系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)燃燒過(guò)程的閉環(huán)控制。

　　氧化鋯氧量分析儀主要由以下幾個(gè)核心部分組成，各部分協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)氧含量的準(zhǔn)確測(cè)量：

　　1、氧化鋯探頭（傳感器部分）

　　這是儀器的核心部件，通常安裝在煙道或反應(yīng)器上，直接接觸被測(cè)氣體。

　　氧化鋯管：由穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷制成（通常摻入氧化釔或氧化鈣作為穩(wěn)定劑），在高溫（650°C以上）下具有離子導(dǎo)電性，能傳導(dǎo)氧離子（O²?）。

　　鉑電極：在氧化鋯管的內(nèi)外表面燒結(jié)有鉑（Pt）多孔電極。內(nèi)側(cè)通常接觸參比氣體（如空氣），外側(cè)接觸被測(cè)氣體。電極起到收集和傳導(dǎo)電子的作用。

　　加熱爐：內(nèi)置于探頭中，用于將氧化鋯管加熱并恒定在工作溫度（通常為700°C左右），確保其具有足夠的離子導(dǎo)電性。

　　熱電偶：用于監(jiān)測(cè)氧化鋯管的實(shí)際溫度，反饋給溫控系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)精確控溫。

　　過(guò)濾器：安裝在探頭前端，用于過(guò)濾煙氣中的粉塵，保護(hù)氧化鋯管和電極。

　　安裝法蘭/螺紋：用于將探頭固定在煙道或管道上。

　　恒溫塊/保護(hù)管：保護(hù)內(nèi)部元件，并提供良好的熱傳導(dǎo)。

　　2、轉(zhuǎn)換器（變送器/二次儀表）

　　安裝在控制室或便于操作的位置，負(fù)責(zé)信號(hào)處理、顯示和輸出。

　　信號(hào)處理電路：接收來(lái)自探頭的毫伏級(jí)氧電勢(shì)信號(hào)（Nernst電壓），進(jìn)行放大、濾波和線性化處理。

　　溫度控制系統(tǒng)：根據(jù)熱電偶反饋的溫度信號(hào)，通過(guò)PID等控制算法，精確控制加熱爐的功率，使氧化鋯管溫度恒定。

　　顯示單元：數(shù)碼管或液晶顯示屏，實(shí)時(shí)顯示氧含量（%O?）、探頭溫度、故障信息等。

　　輸出接口：

　　模擬輸出：通常為4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，可接入DCS、PLC等控制系統(tǒng)。

　　數(shù)字通信：如RS485、Modbus等，用于與上位機(jī)通訊。

　　報(bào)警輸出：繼電器觸點(diǎn)，用于超限報(bào)警。

　　按鍵/操作面板：用于參數(shù)設(shè)置、零點(diǎn)/量程校準(zhǔn)、狀態(tài)查詢等操作。

　　電源模塊：為整個(gè)轉(zhuǎn)換器和探頭加熱系統(tǒng)提供所需電源。

　　3、取樣及預(yù)處理系統(tǒng)（對(duì)于抽吸式儀表尤為重要）

　　當(dāng)采用抽吸式取樣時(shí)，需要此系統(tǒng)將樣氣從現(xiàn)場(chǎng)輸送到探頭或分析單元。

　　取樣探頭：伸入煙道，采集樣氣。

　　取樣管線：連接探頭和預(yù)處理系統(tǒng)，常為伴熱管線（防止樣氣冷凝）。

　　氣體輸送泵：將樣氣抽至分析儀。

　　冷凝器/除濕器：去除樣氣中的水分，防止水蒸氣在傳感器內(nèi)冷凝損壞氧化鋯管。

　　過(guò)濾器：多級(jí)過(guò)濾，去除粉塵、油霧等雜質(zhì)。

　　流量計(jì)/流量控制器：監(jiān)控和調(diào)節(jié)樣氣流量，確保進(jìn)入傳感器的流量穩(wěn)定。

　　反吹系統(tǒng)（可選）：定期用壓縮空氣或氮?dú)夥聪虼祾咛筋^和過(guò)濾器，防止堵塞。

　　4、參比氣體

　　作用：為氧化鋯傳感器提供一個(gè)已知的、穩(wěn)定的氧分壓基準(zhǔn)。

　　來(lái)源：

　　空氣參比：最常見的方式，利用大氣中的空氣（氧含量約20.9%）作為參比氣。探頭設(shè)計(jì)有通道讓空氣自然對(duì)流或強(qiáng)制進(jìn)入內(nèi)電極側(cè)。

　　標(biāo)準(zhǔn)氣參比：在特殊應(yīng)用或高精度要求下，可通入已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體作為參比。

　　5、電纜與連接件

　　高溫電纜：連接探頭和轉(zhuǎn)換器，傳輸氧電勢(shì)信號(hào)、加熱電源和熱電偶信號(hào)。需耐高溫、屏蔽良好。

　　接線端子/航空插頭：確保電氣連接可靠。