氧化鋯氧量分析儀的測量原理

氧化鋯氧量分析儀(又稱氧化鋯氧分析儀、氧化鋯分析儀、氧化鋯氧量計、氧化鋯氧量表)，主要用于丈量焚燒過程中煙氣的含氧濃度，相同也適用于非焚燒氣體氧濃度丈量。在傳感器內(nèi)溫度穩(wěn)定的電化學(xué)電池(氧濃差電池，也簡稱鋯頭)發(fā)生一個毫伏電勢，這個電勢直接反應(yīng)出煙氣中含氧濃度值。氧傳感器的關(guān)鍵部件是氧化鋯，在氧化鋯元件的表里兩邊涂上多孔性鉑電極制成氧濃度差電池。它坐落傳感器的頂端。為了使電池堅持額外的工作溫度，在傳感器中設(shè)置了加熱器。用氧分析儀內(nèi)的溫度操控器操控氧化鋯溫度穩(wěn)定。

氧化鋯氧量分析儀的構(gòu)成是由氧傳感器(又稱氧探頭、氧檢測器)、氧分析儀（又稱變送器、變送單元、轉(zhuǎn)換器、分析儀）以及它們之間的連接;電纜等構(gòu)成。

氧傳感器; 傳感器裝置由不銹鋼外殼、丈量電池、加熱器、熱電偶、過濾元件以及電纜接線端子等構(gòu)成。丈量電池本體分為3層：鉑(電極)─氧化鋯(電解質(zhì))─鉑(電極)。鉑電極是多孔性的。煙道氣體通過過濾器或校驗氣體通過傳導(dǎo)管進(jìn)入丈量電池被測氣體一側(cè)，而另一側(cè)為參比空氣(含氧20.60%)

兩種含氧濃度不同的氣體作用在丈量電池，便發(fā)生一個以對數(shù)為規(guī)則的電勢(兩邊的氧濃度差愈大, 電勢信號愈大)。毫伏信號經(jīng)氧分析儀轉(zhuǎn)換成4－20mA規(guī)范電流。此電流由氧分析儀接線端子輸出。

丈量電池的工作溫度設(shè)置為高于650℃-700℃的穩(wěn)定溫度, 為了堅持工作溫度穩(wěn)定，用一支Ｋ型熱電偶丈量電池的工作溫度，經(jīng)氧分析儀內(nèi)的溫度操控器調(diào)理加熱器的加熱電壓。當(dāng)丈量煙氣溫度高于700℃時，傳感器構(gòu)成中省去加熱器和測溫?zé)犭娕肌?br />
為了使丈量電池的工作溫度到達(dá)700℃，氧分析儀承受傳感器中的Ｋ型熱電偶輸出的溫度mV信號，與微處理器預(yù)置溫度(毫伏)相對比，然后操控電池溫度。氧分析儀選用環(huán)境溫度作為熱電偶冷端對比點。

氧分析儀對氧傳感器輸入的氧mV信號進(jìn)行擴(kuò)大，然后將擴(kuò)大的電壓信號通過 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。根據(jù)氧分析儀預(yù)先校準(zhǔn)或者預(yù)置的氧傳感器丈量電池的特性曲線，微處理器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氧濃度值并顯現(xiàn)在氧分析儀顯現(xiàn)屏上，一起，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性規(guī)范模擬電流信號4－20 mA輸出。