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氧化锆氧分析儀器的組成結構

編輯:中证所時間:2019-01-23

  氧化锆氧分析儀主要由氧化锆探頭和氧量變送器兩部分組成。

  一、氧化锆探頭。氧化锆探頭是氧分析器的檢測部件,其核心就是氧化锆固體電解質氧濃差電池。它的作用是将被測氣體的氧含量轉換成氧濃差電勢。

  要使氧化锆探頭輸出的濃差電勢信号和待測氣體的氧濃度成單值函數聯系,必須使探頭的工作溫度保持穩定。現常用的辦法有兩種;一種是在探頭内部設置溫度控制系統,使探頭置于穩定的工作溫度之中;另一種是選用熱電偶来檢測探頭感觸的實踐工作溫度,然後把此熱電勢信号送至氧量變送器,在變送器中進行溫度補償運算,以消除溫度對濃差電勢信号的影響。依據所選用的辦法不同,氧化锆探頭結構有直插式、直插加熱恒溫式和恒溫抽氣式三種。其中直插式探頭選用溫度補償運算辦法,後兩種探頭選用恒溫的辦法。

  國産氧化锆氧分析儀器多數選用直插式氧化锆探頭,其内部結構如圖1所示。它主要由氧化锆固體電解質材料、鉑電極,碳化矽過濾器、铠裝熱電偶(此圖中未表示出来)氧化鋁管及金屬套管等組成,碳化矽過濾器用于濾去粉塵,熱電偶用来檢測探頭感觸的實踐工作溫度,金屬套管則是为了使檢測部件免受機械損傷。

  二、氧量變送器。氧量變送器的作用就是把濃差電勢轉挨成0-10mA或4-20mA直流電流,輸出給顯示外表或調節器。

  氧量變送器的根本組成框圖如圖2所示。它由下列幾部分組成。

  (1)高阻抗改換器。氧化锆探頭檢測部件是一個氧濃差電池,其本身具有較大的内阻,为了使濃差電池發生的電勢信号全部(或接近全部)輸出給氧量變送器,必須使流過濃差電池的電流为零或接近于零。为此,氧量變送器的輸入回路選用高輸入阻抗的阻抗改換級,以确保流過濃差電池的電流近似为零。

  (2)溫度改換級。这是为在後面的除法器電路中,進行探頭溫度補償運算而設置的。氧量變送器選用相似兩函數式相除,将其公因式相消来進行溫度補償運算。