一、工作原理:
本儀器所使用的氧化鋯測氧傳感器材料是一種氧化鋯固體電解質(zhì),是在純氧化鋯中摻入氧化釔或氧化鈣,在高溫下燒結(jié)成的穩(wěn)定氧化鋯。在600℃以上高溫條件下,它是氧離子的良好導(dǎo)體,一般做成管狀。見圖1。
如果氧化鋯管內(nèi)外兩側(cè)的溫度高于700℃時(shí),其內(nèi)外壁接觸氧分壓不同的氣體,氧化鋯管就成為一個(gè)氧濃差電池,在兩個(gè)鉑電極上將發(fā)生如下反應(yīng):在空氣側(cè)(參比側(cè))電極上:O2+4e→2O2- 在低氧側(cè)(被測側(cè))電極上:2O2-→O2+4e
即空氣中一個(gè)氧分子奪取電極上四個(gè)電子而變成兩個(gè)氧離子。氧離子在氧濃差電勢的驅(qū)動(dòng)下,通過氧化鋯傳感器遷移到低氧側(cè)電極上,留給該電極四個(gè)電子而復(fù)原為氧分子,電池處于平衡狀態(tài)時(shí),兩電極間電勢值E恒定不變。氧電勢值E符合能斯特方程:式中:R-氣體常數(shù)T-鋯管的溫度F-法拉第常數(shù)PX-被測氣體氧濃度百分?jǐn)?shù)PA-參比氣氧濃度百分?jǐn)?shù),一般為20.6%。 如果把氧化鋯管加熱至大于600℃的穩(wěn)定溫度,在氧化鋯管兩側(cè)分別流過被測氣體和參比氣體,則產(chǎn)生的電勢與氧化鋯管的工作溫度和兩側(cè)的氧濃度有固定的關(guān)系。如果知道參比氣體的濃度,則可根據(jù)氧化鋯管兩側(cè)的氧電勢和氧化鋯管的工作溫度計(jì)算出被測氣體的氧濃度。表1:氧化鋯傳感器工作特性表
溫度
氧化鋯傳感器工作狀態(tài)
600℃以下時(shí)
絕緣電阻大,不遵守能斯特方程
700℃以上時(shí)
絕緣電阻小,遵守能斯特方程
CY系列氧分析儀工作溫度為750℃±2℃
二、技術(shù)規(guī)格:
1、測量對象:各種工業(yè)爐窯煙氣,混合氣體
2、測量元件:氧化鋯管
3、測量范圍:顯示0-20.6VOL%O2
4、輸出電流:4-20mA, 對應(yīng)氧量:0-5、0-10、0-20.6、0-25VOL%O2
5、檢測器加熱爐升溫時(shí)間:為15分鐘
6、檢測器標(biāo)準(zhǔn)長度 :180mm,400mm,600mm,800mm, 1000mm,1200mm。特殊要求面議
7、按檢測點(diǎn)溫度分類:低溫型≤600℃ 中溫型≤900℃ 高溫型≤1400℃
8、重復(fù)性:滿量程的±0.5%
9、基本誤差:≤2%(滿量程)
10、穩(wěn)定性:≤±1%(儀表連續(xù)檢定4小時(shí))
11、響應(yīng)時(shí)間:當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)氣體從檢測器入口引入時(shí)計(jì),5秒內(nèi)達(dá)到90%的響應(yīng)
12、轉(zhuǎn)換器開孔尺寸: 盤裝CY-2DA 75+1×150+1mm,外形尺寸80×160mm
現(xiàn)場壁掛式CY-2C 200+2×272+2mm
13、電源及功耗: 電源220±10%VAC,功耗大為150W