氧化锆

SGA-O-13C EX 系列氧化锆氧量分析仪是一种实用可靠的防爆式在线氧量自动分析仪表，由氧量检测器（传感器）和显示仪表（变送器）构成的测量及显示系统，其检测器可以采用耐高温，耐腐蚀材料制成，可直接插入烟道内进行氧量的测量，显示仪采用单片机控制，能与各种电动机单元组合仪表，常规显示记录仪及DCS集散控制系统配合使用。

SGA -O-13C EX系列氧化锆氧量分析仪用于锅炉，窑炉，加热炉等燃烧设备在燃烧过程中所产生的烟气含氧量进行快速，正确的在线测量分析，，以实现低氧燃烧控制，达到节能及减少环境污染的目的。

特 点

·传感器采用耐高温，耐腐蚀材料，可靠性好；

·特殊的结构设计，不必外加气泵，参比气能自行对流；

·传感器设有标准气接口，可在现场运行时进行标定校验，维护方便；

·采用单片机控制及数据处理，响应速度快，测量准确，性能稳定。

命名方法

SGA – O – X

产品类型及设计序号 检测器（传感器）长度

功能

安装方式

一、功能

SGA -O-13C 1型：检测器不带温度控制，测点温度600~800℃(又名直插式)

SGA -O-13C 2型：检测器带温度控制，测点温度<600℃（测氧温度可自行选择调定）

SGA -O-13C 3型：检测器不带温度控制，测点温度800~1200℃（又名高温型）

二、安装方式

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技术参数 工作原理

H----横式 Z----竖式 Q----方型 G----壁挂型

技术参数

测量范围：0-20.6% O2

精 度：≤±2%FS

被测烟气温度：<600℃（低温宜选用ZOH-2加热型）；600-800℃（直插型）；

800-1200℃（高温型）

被测烟气空气过剩系数范围：0.1-99； 响应时间：≤3秒（90%响应）； 电流输出：0-10mA或4-20mA; 电 源：220V±10% 50HZ±5% 工作条件：环境温度；0-50℃；

相对湿度：<85%

氧化锆检测器加热炉升温时间：约20分钟； 外形及开孔尺寸 型式

外形尺寸mm

开孔尺寸mm(高X宽)

横式（H） 160X80X260 １５２Ｘ７６ 竖式（Z） 80X160X260 ７６Ｘ１５２ 方型（Q） 160X160X260 １５２Ｘ１５２ 壁挂型（G）

220ｘ170ｘ７５（高Ｘ宽Ｘ厚）

工作原理

系统工作原理

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技术参数 工作原理

被测气体通过检测器过滤器，进入氧化锆管内侧，参比气（空气）通过自然对流进入检测器的外侧，当锆管内外侧的氧浓度不同时，在氧化锆管内外侧产生氧浓度差电动势（在产比起确定的情况下，氧化锆检测器输出地氧浓度差电动势与检测器工作温度和被测气体浓度成函数对应关系）。该氧浓差电动势经显示仪表（变送器）转换成与氧量呈线性关系的标准信号供显示和输出。

测量原理

氧量分析的核心部件是固体氧化锆材料，耐碱，耐高温的陶瓷

材料，在高

温下它还是一种氧离子导体，在氧化锆元件的两侧涂以多孔铂金电极，当两侧通一不同的含氧量时，就形成了氧浓差电动势，这种氧浓差电动势用伦斯特（Nernst）公式表示为：

= EZ RT/Nf INPa/Po

式中：Ez----氧浓差电动势，单位Mv;

R----理想气体参数，8.314焦耳、度·克分子； T----绝对工作温度K，273.16+T℃； n---参加反应的电子数，为4； F---法拉第常数，96500库伦；

Pa---参比气体（空气）浓度取20.6%； Po---被测气体（烟气）浓度，单位%；

在参比气确定的情况下，氧化锆检测器输出的氧浓差电动势Ez仅与检测器工作温度和被测气体浓度成函数对应关系。 如图：

1. 显示4位LED数字显示

正常工作时，可显示氧含量，电极电势、电机温度； 设置时，显示多功能参数。 2. 功能键

正常测量时，四按键分别为设置、温度、电势、氧量，按一下时，分别进入对应状态。

后面板：

1、 壁挂式

输入信号：

1、2接氧电极，1脚为正； 3、4接热电偶，3脚为正；

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技术参数 工作原理

5、6接冷补偿电阻Cu50。 输出信号：

7、8脚为电流输出，7脚为正； 9、10脚为电炉加热输出；

11、12、13脚为下限报警输出端，12、13脚为常闭触点； 14、15、16脚为上限报警输出端，15、16脚为常闭触点； 17、18、19脚接交流220V电源，17脚为地线。

2、盘装式

输入输出信号见示意图，与盘装式一致。 电源：18,、19、20脚输入。

测量显示：

在正常工作状态下，仪表显示氧量值，同时右边对应的’%”指示灯亮；按一下 “电势”键，显示氧电极的实际输出电势，同时右边对应的“mV”指示灯亮；按一下“温度”键，显示电极温度，右边对应的“℃”指示灯亮。

状态显示：

加热灯亮：此时仪表正在给电极加热。

低温灯亮：此时电极温度低于正常工作温度状态。 高温灯亮：此时电极温度高于正常工作温度状态。

上限报警灯亮：氧量值大于上限报警值，上限继电器吸合。 下限报警灯亮：氧量值小于下限报警值，下限继电器吸合。

故障指示：

正常测量时：“——0”闪烁，表现此时氧电极未接或断路。

“——Ｃ” 闪烁，表明此时热电偶未接或断路。

“＿＿Ｃ” 闪烁，表明此时Cu50冷补偿电阻未接或断路。

仪表操作：

在正常测量状态下，按一下“氧量”、“电势”或“温度”键分别显示对应的

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技术参数 工作原理

数值。并且对应的单位指示灯亮，按一下“设置”键，仪表进入参数设置状态：仪表显示密码提示符“Ｌｏｃ”，再按一下“设置”键，输入开机密码

后，按“设置”键进入具体设置状态，在设置中任何时刻按一下

“工作”键，均保存设置而返回到测量状态，若有１０秒钟未有键按下也将自动回到测量状态，各项符号意义如下：

Ｅｏ：本底电势（mV）

ＯＬ：电流输出零点氧量（％） ｏＨ：电流输出满度氧量（％） ＡＬ：上限报警值（％） ＡＨ：下限报警值（％） ｔ：电极工作为温度（℃） Ｏｆ：电流输出方式

（１）Ｅｏ：电极本底电势修改。仪表显示Ｅｏ时，按“设置”键，仪表显示以前的本底电势值。按“▼”键修改数字，按“▲”键轮流显示“－１”、“－”、“０”、“１”用于设置数值符号。本仪表本底电势设定范围为－１９．９９ｍＶ～＋１９．９９ｍＶ，本底电势测量或修正的具体数值参见系统校验栏。

（２）ｏＬ、ｏＨ：电流输出零点氧量和满度氧量设定。电流输出０ｍＡ或 ４ｍＡ对应ｏＬ值，１０ｍＡ或２０ｍＡ对应ｏＨ值，设置对应保证ｏＨ＞ｏＬ，且在０～２０．６范围。

（３）ＡＬ、ＡＨ：下限和上限报警值设定。设置时应保证ＡＨ＞ＡＬ且在０～２０．６范围。

（４）ｔ：电极工作温度设定，此参数设置氧化锆电极正常工作的温度，一般设置在５００℃－７５０℃范围内。例如设置ｔ＝６５０℃时，仪表在低于６４５℃为低温状态，加热到６５０℃时停止加热，６５０℃－６５５℃之间正常工作，６５５℃以上为超温状态。

（５）ＯＦ：设定电流输出方式。设为“０”时，仪表电流输出为４－２０ｍＡ，设为“１”时电流输出为０－１０ｍＡ。

８０８氧化锆检测器的安装

１） 安装点的选择

安装点的烟气温度应符合小于600℃的要求，一般来说，烟气温度低，检测器使用寿命长，烟气温度高，使用寿命短。检测器不能安装在烟气流动很快的地方（如有些旁路气道的扩容腔内）。

另外要求烟道漏气较小，检测器安装维修方便，对于中、小型锅炉，建议安装在省煤器前过热器后，应为锅炉系统烟气的流向从炉膛到气泡，经过过热器、省煤器、空气预热器，由引风机经回收处理后从烟囱排放。如果测点过于靠近烟气炉膛出口，由于温度过高，流速较快，将对检测器不锈钢外壳形成冲刷腐蚀，减短使用寿命；如果测点过于偏后，由于烟道系统中漏气现象，将造成测点处氧

量值偏高，不能如实反映炉膛中的烟气氧量。

２） 炉墙上的检测器固定法兰

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技术参数 工作原理

用钢材做成如图形状的过渡架的法兰能直接焊在炉墙上或埋入炉墙中，但要

求气密牢固。过渡架另一端法兰是为固定检测器而设，因此必须与检测器固定法兰的螺孔相匹配。如选用Φ12mm安装孔，则将过渡架法兰的Φ130mm圆上均匀分布四个Φ12mm的安装孔，使用4个M10x40的螺丝，将它与检测器的固定法兰紧固，为防止漏气，两法兰间可填充橡胶纸板密封圈。

３） 检测器的安装

检测器的参比气是靠空气自然对流提供的，检测器需水平安装，参比气和标准气接口相应朝下，检测器安装法兰和过渡架法兰之间必须填橡胶纸板，以免空气漏入烟道，影响测量准确度。

检测器端头必须离锅炉内壁150mm以上，使过滤器的多孔陶瓷暴露部分背对烟气的流向（过滤器方向单独转动）以避免陶瓷体受气体冲刷，延长使用寿命。

当检测器推入热的烟道时，为防止锆管爆裂，宜分段逐步推入，一般以10~20厘米/分钟为好。

显示仪安装

根据所选购型号显示仪的开孔尺寸，将显示仪进行固定。

仪表连接

按系统接线图将连线正确、牢固地连接。 氧电极和热电偶信号线应加屏蔽。

本底电势调节

（1）探头在空气里：仪表接线正确无误后通电，仪表开始对电极进行加热，加热过程约需20分钟左右（加热的快慢可由仪表内的电位器W1来调整，顺时针变快，逆时针变慢，一般保证加热时间至少10分钟以上），等仪表达到正常工作温度后，稳定30分钟，查看此时氧电极电势，即为此电极的本底电势，一般在±3mv以内，修改参数Eo为此数值即可。

（2）探头在烟道中，并且在动态测氧：准备一瓶已知氧含量百分比的标准气，拧开探头标准气螺钉，通入标准气，流量为100～200ml/min，稳定一分钟看二次表氧含量，若偏离标准气，修正参数Eo，使显示值相等即可，（若通入标准气后，电极实测势为E实在根据此标准气的百分数查此时温度下此百分比对应的理

。例如，在650℃时，通入10%的标准气，论电势值E理，则Eo应设为E实-E理）

查表此时的理论输出电势E理应为14.36mV，而电极实际输出电势E实-E理

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技术参数 工作原理

=14.03-14.36=-0.33mV。

（3）本底电势设定完成后，可将含量分别为1%，5%，9%左右的标准气输入氧化锆探头，待读数稳定后，误差应在±0.3%范围。

二次表的检验

（1）温度检验：氧电极输入端短路或固定mV值信号，热电偶输入端接27.022mV，冷补端接Cu50热电阻，仪表显示650℃，并伴有“___C”闪烁，允差±2℃。 （2）氧电极测量检验：热电偶输入接电位差计；冷补端接Cu50;氧电极输入mV信号，氧电极端输入±150mV以内的mV信号，仪表上均应能正确显示，允差±0.05mV.

(3)氧量检验：将本底电势Eo设置为0，调节热电偶输入端信号，使温度为650℃，氧电极输入端分别输入73.96mV、28.15mV、14.36mV、6.3mV和0.58mV，对应氧量应分别为0.5%、5.0%、10.0%、15.0%和20.0%，允差±0.1%。

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