第(di)一部分 氧化锆(gao)氧傳感器工作(zuo)原理
一、産品簡(jiǎn)介：
氧化锆氧傳(chuan)感器是利用氧(yang)化锆陶瓷敏感(gan)元件測量各類(lei)加🍓熱爐或排氣(qì)管道中的氧電(dian)勢，由化學平衡(heng)原🈲理計算出對(dui)應的氧濃度，達(da)到監測和控制(zhi)爐内燃燒空然(ran)比，保證産品質(zhì)量及尾氣🔴排放(fang)達标的🈲測量元(yuan)件🙇‍♀️，廣泛應用于(yu)各類煤🐪燃燒、油(you)燃燒、氣燃燒等(děng)爐體的氣氛控(kong)制。它是目前佳(jiā)的燃燒氣氛測(cè)量方式，具有結(jie)構💯簡單、響應迅(xun)速、維護容易、使(shǐ)用方便🏃🏻、測量準(zhun)确等優點。運用(yòng)該傳感器進行(háng)燃燒氣氛測量(liàng)和控制既能穩(wěn)定和提高産品(pin)質量，又可縮短(duan)生産周期，節👨‍❤️‍👨約(yue)能源。
二、氧傳感(gǎn)器工作原理：
氧(yǎng)傳感器是利用(yong)穩定的二氧化(hua)锆陶瓷在650℃以上(shàng)的環境中産👅生(sheng)㊙️的氧離子導電(diàn)特性而設計的(de)。在一定的溫🐆度(du)條件下，如果在(zài)二氧化锆塊狀(zhuang)陶瓷兩側的氣(qi)體中分别存在(zài)着不同的氧分(fen)壓(即氧濃度)時(shí)，二氧化锆陶瓷(ci)内部将産生一(yī)系列的反應，和(hé)氧離子的遷移(yí)。這時通過二氧(yǎng)化锆兩側的引(yǐn)出電極，可測🈲到(dào)穩定的毫伏級(ji)信号，我們稱之(zhī)爲氧電勢。它服(fu)從能斯特(Nernst)方程(cheng)：式中E爲氧傳感(gan)器輸出✏️的氧電(diàn)勢(mv)，Tk爲爐内的絕(jue)對溫度（K），P1和P2分别(bie)爲二氧化锆兩(liang)側氣體的氧分(fèn)壓。實際應用時(shí)，将二氧化锆🎯的(de)一側通入已知(zhī)氧💘濃度的氣本(běn)（通常爲空氣💛），我(wǒ)們稱之爲參比(bǐ)氣。另一側則是(shì)被測🔴氣體，就是(shi)我們要檢測的(de)爐内的氣氛，詳(xiáng)見💛圖1。氧傳感器(qi)輸出的🔱信号就(jiu)是氧電勢信号(hao)，通過能斯特方(fang)程我們就可以(yi)得到被測爐氣(qi)氛中的氧分壓(yā)和氧電❄️勢的關(guan)系。參比氣爲🈲空(kong)氣時，可表示💔爲(wèi)：式中E爲氧傳感(gǎn)器輸出氧電💋勢(shi)；Tk爲爐内的絕對(dui)溫度；P02爲爐内的(de)♍氧分壓。我們的(de)氧傳感器産品(pǐn)帶有自加熱裝(zhuang)置，一般溫度保(bǎo)證在700℃，這樣TK數值(zhí)基本是恒定💜的(de)，從而通過上式(shì)可以直接測量(liàng)出爐☀️内氧分壓(yā)濃度。 工程應用(yong)中采用标準氣(qì)體來标定氧傳(chuan)感器🌈輸出氧電(diàn)勢E和氧分壓濃(nong)度PO2的對應關系(xi)，這種方法也是(shì)目前公認的準(zhun)确、直接的标🔞定(dìng)方法。

第二部分(fen) HMP系列氧傳感器(qi)
一．HMP氧傳感器基(jī)本結構：
HMP氧傳感(gan)器的核心部件(jiàn)采用進口氧化(huà)锆氧傳感器（詳(xiáng)見💘圖2），該氧化锆(gao)氧傳感器自帶(dai)智能加熱裝置(zhì)，提供穩🥰壓恒定(dìng)控制信号即可(kě)快速達到使用(yong)溫度，并保證傳(chuan)感器在該恒定(ding)溫度下連續、穩(wen)定工作。安裝該(gāi)探頭需💰要調整(zhěng)引導闆方向，盡(jin)量使引導闆正(zheng)對氣流方向，這(zhe)樣才能形成對(dui)檢測氣氛的氣(qì)體自導✌️流。進口(kǒu)氧化锆㊙️氧傳感(gǎn)器典型💃性能特(tè)性如下：零點誤(wù)差：￡±0.2mv ；交流電阻（1500赫(hè)茲）：（700℃）￡100 千歐；（1100℃）￡ 5 千歐。響(xiang)應時間（700-1300℃）：￡1秒
二．HMP氧(yǎng)傳感器采樣、維(wei)護方式：　　
HMP氧傳感(gan)器采用氣氛自(zi)導流方式，導入(ru)被檢測氣氛，考(kao)🐪慮工程現場的(de)環境因數，設計(ji)有吹掃清除通(tong)道，可方便地對(dui)采樣引導管道(dào)進行吹掃工作(zuo)，以避免🐆爐内或(huò)管道内的灰塵(chén)、煤灰、油雜質等(děng)🐆等堵塞采樣❄️管(guan)，請參考圖3。
三．技(jì)術性能：
使用溫(wen)度：室溫～1100℃； 氧電勢(shì)顯示範圍：－50～1240mV；氧電(diàn)勢輸出精度：±0.5mV； 響(xiǎng)應時間：≤1秒；正常(chang)使用使用壽命(mìng)：≥18個月。　　

第三部分(fen) 氧傳感器的安(ān)裝
合理的安裝(zhuāng)是保證氧傳感(gan)器可靠運行的(de)關鍵，許多使用(yòng)問題均由于氧(yang)傳感器安裝不(bu)當造成的，希望(wàng)用戶一定要特(tè)别注意這一點(diǎn)，安裝氧傳感器(qi)請盡量考慮氧(yang)傳感器的安裝(zhuang)要求：
一、采樣測(cè)量點：
确定測量(liàng)點是首要的工(gong)作。應遵循如下(xià)幾項原則：
（1） 選擇(ze)的測量點要求(qiu)能正确反映所(suo)需要的爐内氣(qi)氛，以保證氧傳(chuan)感器 輸出信号(hao)的真實性，盡量(liàng)避開回風死角(jiao)；
（2） 測量點不可太(tai)靠近燃燒點或(huò)噴頭等部位，這(zhe)些部位氣🛀🏻氛處(chù)于🔞劇烈反應中(zhong)，會造成氧傳感(gan)器檢測值💯劇烈(liè)波動失真；也不(bú)要過于靠近風(feng)機等産氣設備(bei)，以免電機的震(zhen)動沖刷損壞傳(chuán)💔感器；
（3） 避免放在(zài)可能碰撞的位(wèi)置，以免碰撞損(sǔn)壞探頭，保證傳(chuan)感器的安全；
二(er)．氧傳感器的安(an)裝、連接方式：
（1）HMP氧(yǎng)探頭的安裝可(kě)采用水平或垂(chuí)直方式，垂直安(ān)裝是比較理想(xiǎng)的安裝方式。不(bu)管采用何種方(fāng)式，探頭采樣管(guan)引🍓導闆的方🌏向(xiang)應該盡量正對(dui)被測氣流的方(fāng)向，在初始安裝(zhuang)的時候可以通(tōng)過了解工藝确(que)定基本方向。終(zhong)确定比較好的(de)引導方向，需🈲要(yào)在系統📧通電加(jia)熱探頭以後，旋(xuan)轉采樣管方向(xiang)，使用數字萬用(yòng)表觀察輸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻出氧(yang)電勢的波動情(qing)況來确定。
（2） 氧傳(chuán)感器安裝所用(yòng)接頭爲專用法(fǎ)蘭接頭。如用戶(hù)有其🌈它類型的(de)接頭，隻要安裝(zhuāng)尺寸相同，符合(he)密封🍉要求也可(ke)替代本接頭。氧(yǎng)🔞傳感器的專用(yong)接頭上，按要求(qiu)需要配裝石棉(mián)墊💛壓接，以确保(bao)密封，否則因爲(wèi)一般爐内🌐爲負(fù)壓，該處法蘭接(jiē)頭處漏氣會影(ying)響測量精度或(huo)造⭐成信号波動(dòng)。
（3）氧傳感器的信(xin)号引出線好用(yòng)屏蔽線，可以消(xiao)除幹擾💜。佳✔️方式(shì)是使用2根2芯電(diàn)纜，一根2芯屏蔽(bi)電纜接氧電勢(shi)輸出🏃🏻信号，一根(gen)2芯KVV控制電纜接(jiē)探頭加熱連接(jiē)端；如果現場條(tiáo)件不具備可直(zhi)接使用一根4芯(xīn)KVV電纜連接探頭(tou)氧電勢信号和(hé)加熱端。航空插(cha)頭焊腳說明如(rú)下（見圖4）：1． 加熱控(kong)制信号連接探(tan)頭航插1、2腳，我們(men)🤞已經引出紅、黃(huang)兩種顔色線，控(kòng)制線可直接焊(han)接連接；2． 探頭測(cè)量氧電勢輸出(chu)信号連接3、4腳，注(zhu)意該毫伏信号(hào)連接的正、負極(ji)，4腳白色線爲正(zhèng)、3腳黑色線爲負(fu)㊙️，信号線也可直(zhí)接與引👣出線對(dui)焊連接。（4）HMP氧探頭(tou)的标氣口一般(bān)檢測的時候封(fēng)閉，隻是在标定(dìng)❓氣體的時候使(shǐ)用；吹掃氣口連(lián)接氣泵或者壓(ya)縮空氣管路，吹(chuī)🤩掃口進氣一般(bān)用一個電🥰磁閥(fa)等閥門控制，一(yi)定周期開啓一(yi)次，通入氣體吹(chui)掃采樣管，探🔴頭(tou)㊙️正常檢測時閥(fa)門關閉，不能有(you)其他氣體進入(rù)采樣管。在此特(te)别說明一點，使(shi)用廠♻️方的壓縮(suo)空氣吹掃探頭(tóu)必須保證🌈壓縮(suō)空氣中不含有(you)水份，即對所采(cǎi)用的壓縮空氣(qì)必須進行氣水(shui)分離處理。
　
第四(sì)部分 HMP氧傳感器(qi)的使用和維護(hù)
一．連接加熱控(kong)制：
特别提醒：隻(zhī)有在氧傳感器(qì)連接了加熱控(kong)制以後😍傳感器(qi)才能正常工作(zuo)，冷态下輸出的(de)是随機信号，不(bú)代表任何意❓義(yì)！HMP氧傳感器在接(jie)入加熱控制以(yǐ)後，在室溫💞條件(jian)下既可以開始(shǐ)正👣常的氣氛檢(jiǎn)測。一般的探頭(tou)調🐉零就是在👈室(shi)溫下，加熱探頭(tóu)以後通過對‼️空(kong)氣的測量，用數(shù)字萬用表測量(liàng)此時探頭輸出(chū)毫伏值，此數值(zhí)就是該探頭的(de)零位偏差數值(zhi)，在💃🏻顯示儀表中(zhong)需要加入該零(ling)位偏差來修正(zhèng)儀表顯示的氧(yang)⚽濃度。
二．新裝或(huò)更換氧傳感器(qì)時的注意事項(xiang)：
特别提醒：用戶(hu)新裝或更換氧(yang)傳感器時，均應(ying)校正氧分析儀(yí)✂️的氧濃度顯示(shi)值。不進行此項(xiang)工作，更換新的(de)傳感器後，氧分(fen)析儀檢測的氧(yǎng)濃度可能會與(yǔ)👌實際濃度産生(shēng)偏差，從🧑🏾‍🤝‍🧑🏼而影響(xiang)🙇‍♀️生産。
氧濃度的(de)修正原理及方(fang)法：
HMP氧傳感器直(zhí)接測量輸出的(de)是被測氣氛的(de)濃度與标準空(kong)氣差電勢數值(zhi)，我們稱爲氧電(diàn)勢，該電勢數值(zhi)在零點（即空💁氣(qì)測📱量）時🔞不同的(de)探頭起始輸出(chū)電🏃🏻勢就存在偏(pian)差，而輸出電勢(shi)經過模型轉換(huan)輸出氧濃度時(shí)也可能存在誤(wu)差，因此在氧分(fèn)析⭐儀中對探☔頭(tóu)信号進行标定(ding)修正就是很必(bì)要的工作，否則(ze)顯示氧濃度與(yu)實際被測氣氛(fen)的氧濃度就會(huì)存在較🥵大偏差(chà)，滿足不了現場(chǎng)生産的需要，甚(shen)至誤導控制影(yǐng)響生産。
修正參(can)數時可以參考(kǎo)後附表提供的(de)理論數值（該表(biǎo)爲純理論計算(suan)數值，工程應考(kao)慮偏差），對應工(gong)程實際對測量(liàng)系統進行相應(ying)調校。具體的修(xiū)正一般通過标(biāo)👨‍❤️‍👨準氣體标定進(jìn)行，方法⚽是将計(ji)量核定确認的(de)标準氣體通過(guò)标氣口通入探(tàn)頭，測量此時輸(shū)出🍓氧電勢及儀(yi)表顯示氧濃度(dù)，儀表顯示氧濃(nong)度應該與标準(zhun)氣體濃度相同(tóng)，存在偏差則修(xiū)正儀表線性參(can)數；标準計量要(yao)✂️求少使用三種(zhong)不💋同标準氣體(ti)标定系統，這樣(yàng)經過三🐇次标定(ding)重複修正好🌐系(xì)統線性，保證系(xì)統正常工作。　　
三(san)．積塵對氧傳感(gan)器的影響及吹(chui)掃清除方法：
由(you)于氧傳感器是(shi)長期在線檢測(cè)測量的器件，鍋(guo)爐等設備😄（尤其(qi)是煤燃燒爐或(huo)者燒粉窯爐等(deng)）産生的粉塵會(huì)堵🆚塞導🈲氣采樣(yàng)管道，造成測量(liàng)的氣氛數值失(shī)真甚至無法測(ce)量氣氛，此時㊙️必(bì)須定期對采樣(yàng)管中的積塵進(jin)行吹掃處理，吹(chuī)掃時間的長短(duǎn)視積灰程度确(que)定，這種吹掃方(fāng)法要求氧分析(xi)儀具有相應🚶功(gong)能或者配套使(shi)用氧傳感器的(de)維護裝置，如✏️果(guo)用戶沒有這些(xie)裝置隻能安🤟裝(zhuang)手動閥門控制(zhì)壓縮空氣或氣(qì)泵定期通入♈吹(chui)掃氣口對探頭(tou)進行除塵工作(zuò)，但此時必須注(zhu)意以☁️下情況⛱️：
（1）由(yóu)于在吹掃的過(guo)程中，氧傳感器(qi)的氧電勢會下(xia)降，低有可能會(hui)降到1、2mv，這時檢測(ce)的氧電勢不代(dai)表爐内的氣氛(fen)，此點必須要注(zhù)意；
（2）吹掃空氣的(de)流量要保證能(neng)夠去除積灰，吹(chuī)掃過程中可注(zhu)意氧傳感器的(de)氧電勢輸出值(zhí)，如果氧電勢🌍值(zhi)始終沒有下降(jiàng)，表明空氣流量(liàng)太小，積塵沒有(yǒu)清理，應予以調(diao)節或者檢查吹(chuī)掃管道，可能吹(chuī)掃管道已經堵(du)死；
（3）吹掃口的通(tong)道是與爐内直(zhi)接相通的，每次(cì)在吹掃完畢後(hou)，應🈲關閉閥門堵(du)死吹掃孔，防止(zhi)因爐内負壓空(kong)氣進入，影響氧(yang)傳感器的檢測(cè)；
由于燒碳黑工(gong)作在現場環境(jing)下較爲複雜，容(róng)易産生✂️人🛀🏻爲誤(wu)操作。爲了提高(gāo)碳勢傳感器檢(jiǎn)測的準确性和(hé)使用⛷️壽命，降低(di)人爲操作失誤(wù)，建議好采用我(wǒ)公司生❤️産的專(zhuān)門爲我‼️公司氧(yǎng)傳感器設計的(de)HM-OS系列氧分析系(xi)⛷️統，該系統儀表(biǎo)可以提供定期(qi)🆚吹掃功能💛，控制(zhì)電磁閥定期通(tōng)斷吹掃（詳細情(qíng)況💃🏻請參見有關(guan)💚資料或向我公(gōng)司咨詢）。
特别提(ti)醒：在分析氧傳(chuán)感器的好壞時(shí)應将其視爲一(yi)♉個單獨的檢測(cè)部件。在檢測氧(yang)傳感器的氧電(diàn)勢時應把與氧(yang)傳感器連接的(de)所有導線斷開(kāi)，用高内阻的數(shu)字表在氧傳感(gǎn)器的輸出端直(zhí)接檢測氧電勢(shi)。通過檢測氧電(diàn)勢，與正常使用(yòng)時的數值相比(bǐ)較❌。

四．确保氧傳(chuan)感器在保質期(qī)内正常地爲您(nín)工作：
氧傳感器(qì)是一種很精密(mi)的檢測裝置，它(ta)的核心部件爲(wèi)陶瓷，而且長期(qi)在線工作，正确(que)地使用和精心(xin)的維護對保證(zheng)氧傳感器正常(chang)工作是非常必(bi)要的。用戶應按(an)照本說明書的(de)要求嚴格安裝(zhuang)，正确使用和維(wei)護氧傳感器。如(rú)果氧傳感器出(chu)現故障，用戶無(wú)法自行解決時(shí)，請立即與我們(men)聯系，我們将與(yǔ)您共同分析故(gu)障原因，及時予(yu)以維修。禁止用(yòng)戶自行拆開氧(yǎng)傳感器，否則會(huì)造成無法修複(fu)的損壞，并将使(shi)保質期失效。

五(wǔ)．氧傳感器的保(bǎo)修：
本公司對所(suo)有本公司銷售(shòu)的氧傳感器均(jun)有一年免費保(bao)修期🌈，對于符合(hé)保修條件的傳(chuan)感埔們均予以(yǐ)免費維🙇🏻修。對于(yú)因用戶沒有按(àn)照本說明書的(de)要求安裝、使用(yong)和維護而🚶‍♀️造成(chéng)損壞的傳感器(qi)，本公司不承擔(dān)保修義務，隻負(fù)責有償維修，視(shì)具體情況收取(qu)維修費用。

對于(yu)出現以下故障(zhàng)的傳感器，本公(gōng)司将不負責免(mian)🔅費保修：
1． 因安裝(zhuāng)不當、疏于維護(hù)或設備故障，造(zao)成傳感器嚴重(zhòng)積碳，無🔴法通過(guo)正常燒碳黑恢(hui)複的傳感器。
2． 沒(mei)有按照說明書(shu)的要求安裝，造(zao)成外電極管變(biàn)形、腐蝕的傳感(gan)器。
3． 因保護不當(dāng)，造成内部瓷管(guan)斷裂的傳感器(qi)。
4． 用戶自行拆卸(xiè)過的傳感器。
5． 其(qi)他因沒有按照(zhao)本說明書要求(qiú)安裝、使用或維(wéi)護，而造成損壞(huai)的傳感器。
特别(bié)提醒：我公司所(suo)有發出的傳感(gǎn)器均有專門設(shè)計的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻包裝🌂箱和(he)可靠的保護填(tian)充減震物，通過(guo)正常運輸過程(cheng)，包裝箱完好的(de)情況下，傳感器(qì)不會産生損壞(huai)，請用戶在搬運(yun)過程中一定要(yao)使☀️用原包裝。當(dang)🤩用戶需要将損(sǔn)壞的傳感器發(fa)回本公司維修(xiu)時，請🤟務必采用(yong)我公司傳感器(qì)的原包裝箱和(he)原填充減🤩震物(wù)，可靠包裝好，不(bu)要采用其他的(de)包裝。請通過鐵(tiě)路或航空發運(yun)，不👌要通過郵局(ju)發運！
如果因用(yòng)戶搬運不當，或(huo)返修傳感器包(bao)裝、發運不當，造(zào)成新購或返修(xiū)傳感器内部瓷(ci)管斷裂的，我們(men)将不🤩承擔免費(fèi)保修的義務！
附(fù)表：700℃時氧毫伏與(yǔ)氧濃度（O2％）理論對(dui)應數值：
氧毫伏(fu)數 O2％濃度 氧毫伏(fú)數 O2％濃度 氧毫伏(fu)數 O2％濃度 氧毫⭐伏(fú)數 O2％濃度
1 19.97 51 1.83 101 0.168 151 0.0154
2 19.04 52 1.74 102 0.160 152 0.0146
3 18.15 53 1.66 103 0.152 153 0.0140
4 17.30 54 1.59 104 0.145 154 0.0133
5 16.50 55 1.51 105 0.138 155 0.0127
6 15.73 56 1.44 106 0.132 156 0.0121
7 14.99 57 1.37 107 0.126 157 0.0115
8 14.29 58 1.31 108 0.120 158 0.0110
9 13.63 59 1.25 109 0.114 159 0.0105
10 12.99 60 1.19 110 0.109 160 0.0100
11 12.38 61 1.13 111 0.104 161 0.0095
12 11.80 62 1.08 112 0.099 162 0.0091
13 12.17 63 1.03 113 0.094 163 0.0087
14 10.73 64 0.98 114 0.090 164 0.0083
15 12.17 65 0.94 115 0.086 165 0.0079
16 9.75 66 0.89 116 0.082 166 0.0075
17 9.30 67 0.85 117 0.078 167 0.0071
18 8.86 68 0.81 118 0.074 168 0.0068
19 8.45 69 0.77 119 0.071 169 0.0065
20 8.05 70 0.74 120 0.068 170 0.0062
21 7.68 71 0.70 121 0.064 171 0.0059
22 7.32 72 0.67 122 0.061 172 0.0056
23 6.98 73 0.64 123 0.059 173 0.0054
24 6.65 74 0.61 124 0.056 174 0.0051
25 6.34 75 0.58 125 0.053 175 0.0049
26 6.05 76 0.55 126 0.051 176 0.0046
27 5.76 77 0.53 127 0.048 177 0.0044
28 5.49 78 0.50 128 0.046 178 0.0042
29 5.24 79 0.48 129 0.044 179 0.0040
30 4.99 80 0.46 130 0.042 180 0.0038
31 4.76 81 0.44 131 0.040 181 0.0037
32 4.54 82 0.42 132 0.038 182 0.0035
33 4.33 83 0.40 133 0.036 183 0.0033
34 4.12 84 0.38 134 0.035 184 0.0032
35 3.93 85 0.36 135 0.033 185 0.0030
36 3.75 86 0.34 136 0.031 186 0.0029
37 3.57 87 0.33 137 0.030 187 0.0027
38 3.41 88 0.31 138 0.029 188 0.0026
39 3.25 89 0.30 139 0.027 189 0.0025
40 3.10 90 0.28 140 0.026 190 0.0024
41 2.95 91 0.27 141 0.025 191 0.0023
42 2.81 92 0.26 142 0.024 192 0.0022
43 2.68 93 0.25 143 0.023 193 0.0021
44 2.56 94 0.23 144 0.021 194 0.0020
45 2.44 95 0.22 145 0.020 195 0.0019
46 2.32 96 0.21 146 0.020 196 0.0018
47 2.22 97 0.20 147 0.019 197 0.0017
48 2.11 98 0.19 148 0.018 198 0.0016
49 2.01 99 0.18 149 0.017 199 0.0015
50 1.92 100