第(dì)一部分 氧化(huà)锆氧傳感器(qì)工作原理
一(yi)、産品簡介：
氧(yǎng)化锆氧傳感(gǎn)器是利用氧(yang)化锆陶瓷敏(mǐn)感元件測量(liàng)各類加熱爐(lú)或排氣管道(dào)中的氧電勢(shì)，由化學平衡(héng)原理計算出(chu)對應的氧濃(nóng)度，達到監測(ce)和控制爐内(nèi)燃燒空然比(bǐ)，保證産品質(zhi)量及尾氣排(pai)放達标的測(ce)量元件🆚，廣泛(fàn)應用于各類(lei)煤燃燒、油燃(rán)燒、氣燃燒等(děng)爐體的氣氛(fen)控制。它是目(mù)前最佳的燃(ran)燒氣氛測量(liàng)方式，具有結(jié)🚶構簡單、響應(ying)迅速、維護容(rong)易、使用方便(bian)、測量準确等(děng)優點。運用該(gai)傳感器進行(háng)燃燒氣氛測(ce)量和控制既(ji)能穩⭕定和提(tí)高産品質量(liàng)，又可縮短生(sheng)産周期⛱️，節約(yue)能源。
二、氧傳(chuán)感器工作原(yuán)理：
氧傳感器(qì)是利用穩定(dìng)的二氧化锆(gào)陶瓷在650℃以上(shàng)的㊙️環境中産(chan)生的氧離子(zǐ)導電特性而(er)設計的。在一(yī)定的溫度條(tiáo)件下，如果在(zài)二氧化锆塊(kuài)狀陶瓷兩側(ce)的氣體中分(fen)别存🔅在着不(bu)同的氧💔分壓(ya)(即氧濃度)時(shi)，二氧化锆陶(táo)瓷内部将産(chan)生一系🌈列的(de)反應，和氧離(li)子的遷移。這(zhe)時通過二氧(yǎng)化锆兩側的(de)引出電極，可(ke)測到穩定的(de)毫伏級信号(hao)，我們稱🛀之爲(wèi)氧電勢。它服(fu)從能斯特(Nernst)方(fang)✌️程：式中E爲氧(yǎng)傳感器輸出(chu)的氧電勢(mv)，Tk爲(wèi)爐内🔱的絕對(duì)溫度（K），P1和P2分别(bie)爲二氧化锆(gao)兩側氣體的(de)氧分壓。實際(jì)應用時，将二(er)氧化锆🤟的一(yi)側通入已知(zhi)氧濃度的氣(qì)本（通常爲空(kōng)氣），我們稱之(zhi)爲參比氣。另(lìng)一☁️側則是被(bèi)測氣體，就是(shì)我♈們💋要檢測(ce)的爐内的氣(qi)氛，詳見圖1。氧(yang)傳感器輸出(chū)的🚶信号就是(shì)氧電勢信号(hào)，通過能斯特(tè)方程我們就(jiù)可以得到被(bei)測😍爐氣氛中(zhōng)的氧分壓和(hé)氧電🚩勢的關(guān)系。參比氣爲(wei)空氣時，可表(biao)示🆚爲：式中E爲(wei)氧傳感器輸(shū)出氧電💁勢；Tk爲(wei)爐🆚内的絕對(duì)溫度；P02爲爐内(nèi)的氧分壓。我(wo)們的氧傳感(gǎn)器産品帶有(yǒu)自加熱裝置(zhì)，一般溫度保(bao)證在700℃，這樣TK數(shù)值基本是恒(heng)定的，從而通(tōng)過上式可以(yi)直接測量出(chu)爐内氧分壓(yā)濃度。 工程應(yīng)用中采用标(biao)準氣⭐體來标(biāo)定氧傳感器(qi)輸🚶‍♀️出氧電勢(shì)E和氧分壓濃(nong)度PO2的對應關(guan)系，這種方法(fa)也♊是目前公(gong)認的最準确(què)、最直接☎️的标(biāo)定方法。

第二(èr)部分 HMP系列氧(yang)傳感器
一．HMP氧(yǎng)傳感器基本(běn)結構：
HMP氧傳感(gǎn)器的核心部(bu)件采用進口(kou)氧化锆氧傳(chuán)感器（詳見圖(tu)2），該氧化锆氧(yang)傳感器自帶(dai)智能加熱裝(zhuang)置，提🈲供穩壓(ya)恒定控制信(xin)号即可快速(sù)達到使用溫(wen)度，并保證傳(chuán)🐆感器在🆚該恒(héng)定溫度下連(lián)續、穩🤩定工作(zuò)。安裝該探頭(tou)需要調整引(yin)🐇導闆方向，盡(jìn)量使引導闆(pǎn)正對氣流方(fāng)向，這🌈樣才能(néng)形成對檢測(cè)氣氛的氣體(tǐ)自導流。進口(kou)氧化🔴锆氧傳(chuan)感器典型性(xing)能特性如下(xià)：零點誤差：￡±0.2mv ；交(jiāo)流電阻（1500赫茲(zī)）：（700℃）￡100 千歐✏️；（1100℃）￡ 5 千歐。響(xiang)應時間（700-1300℃）：￡1秒
二(èr)．HMP氧傳感器采(cǎi)樣、維護方式(shì)：　　
HMP氧傳感器采(cǎi)用氣氛自導(dao)流方式，導入(rù)被檢測氣氛(fēn)☂️，考慮工程現(xiàn)場的環境因(yin)數，設計有吹(chuī)掃清除通道(dao)🧡，可方便地對(duì)采樣引導管(guan)道進行吹掃(sao)工作，以避免(mian)爐内或🙇‍♀️管道(dào)内的灰塵、煤(méi)灰、油雜質等(děng)等堵塞采樣(yàng)🚶‍♀️管，請參考㊙️圖(tú)3。
三．技術性能(neng)：
使用溫度：室(shi)溫～1100℃； 氧電勢顯(xian)示範圍：－50～1240mV；氧電(diàn)勢輸出精度(du)：±0.5mV； 響👅應時間：≤1秒(miǎo)；正常使用使(shǐ)用壽命：≥18個月(yuè)。　　

第三部分 氧(yǎng)傳感器的安(an)裝
合理的安(ān)裝是保證氧(yǎng)傳感器可靠(kào)運行的關鍵(jiàn)，許多使用💞問(wen)題均由于氧(yang)傳感器安裝(zhuāng)不當造成的(de)，希望用戶一(yī)定要特别注(zhù)意這一點，安(ān)裝氧傳感器(qì)請盡量考慮(lü)氧傳感器的(de)安裝要求：
一(yi)、采樣測量點(diǎn)：
确定測量點(diǎn)是首要的工(gōng)作。應遵循如(rú)下幾項原則(zé)：
（1） 選擇的測量(liàng)點要求能正(zhèng)确反映所需(xu)要的爐内氣(qi)氛，以保證氧(yang)傳感器 輸出(chū)信号的真實(shí)性，盡量避開(kāi)回風死角；
（2） 測(cè)量點不可太(tài)靠近燃燒點(dian)或噴頭等部(bù)位，這些部位(wei)🤞氣📞氛處于劇(ju)烈反應中，會(huì)造成氧傳感(gǎn)器檢測值🏃劇(ju)烈波動失真(zhēn)；也不要過于(yú)靠近風機等(děng)産氣設備，以(yi)免電機的震(zhen)動沖刷☀️損壞(huai)傳感器；
（3） 避免(mian)放在可能碰(pèng)撞的位置，以(yi)免碰撞損壞(huai)探頭，保證傳(chuan)感器的安全(quan)；
二．氧傳感器(qi)的安裝、連接(jie)方式：
（1）HMP氧探頭(tóu)的安裝可采(cai)用水平或垂(chuí)直方式，垂直(zhí)安裝是比較(jiao)理🔴想的安裝(zhuang)方式。不管采(cai)用何種方式(shi)，探頭采樣管(guǎn)引導闆的方(fang)㊙️向應該盡量(liang)正對被測氣(qi)流的方向，在(zai)初始安裝的(de)時候可以通(tong)過了解工藝(yi)确定基本方(fāng)向。最終确定(dìng)比較好的引(yin)導方向，需要(yào)在系🌈統通電(dian)加熱探頭以(yi)後，旋轉采樣(yang)管方向，使用(yong)數字😘萬用表(biǎo)觀察🌈輸出氧(yǎng)電勢的波動(dong)情況來确定(ding)💋。
（2） 氧傳感器安(an)裝所用接頭(tóu)爲專用法蘭(lán)接頭。如用戶(hù)有其它類型(xing)的接頭，隻要(yào)安裝尺寸相(xiàng)同，符合密封(fēng)✊要求也可替(ti)代本接🌈頭。氧(yang)傳感器的專(zhuān)用接頭上，按(an)🥰要求需要配(pèi)裝石棉墊💘壓(yā)接，以确保密(mì)封，否則因爲(wei)一般爐内爲(wèi)負壓，該處法(fa)蘭接頭處漏(lòu)氣會影響測(cè)量精度或造(zao)成信号波動(dong)。
（3）氧傳感器的(de)信号引出線(xiàn)最好用屏蔽(bì)線，可以消除(chú)幹擾。最💚佳方(fāng)👣式是使用2根(gēn)2芯電纜，一根(gēn)2芯屏蔽電纜(lǎn)接氧電勢輸(shū)出信号📐，一根(gen)2芯KVV控制電纜(lan)接探頭加熱(re)✊連接端；如果(guǒ)現🌏場條件不(bú)具備可直接(jiē)㊙️使用一根4芯(xin)KVV電纜連接探(tàn)頭氧電勢信(xìn)号和加熱端(duan)。航空插頭焊(han)📐腳說明如下(xia)（見圖4）：1． 加熱控(kong)㊙️制信号連接(jie)探頭航插1、2腳(jiao)☎️，我們已經引(yǐn)出紅、黃兩種(zhong)顔色線，控制(zhì)線可直🈲接焊(han)🏃‍♂️接連接；2． 探頭(tóu)測量氧電勢(shì)輸出信号連(lián)接3、4腳，注意該(gai)毫伏信号連(lián)接的正❌、負極(ji)，4腳白色線爲(wei)正、3腳黑色線(xiàn)爲負，信号線(xiàn)也可直接與(yǔ)引出線對焊(han)連接。（4）HMP氧探頭(tou)🔴的标氣口一(yī)般檢測的時(shi)候封閉，隻是(shì)在标定氣體(ti)❌的時候使用(yòng)；吹掃氣口連(lian)接氣泵或者(zhe)壓縮空氣管(guan)♊路，吹🌍掃口進(jin)氣一般用一(yi)個電磁閥等(deng)閥門控制，一(yi)定周期開啓(qǐ)一次，通入氣(qì)體吹掃采樣(yang)管👣，探頭正常(chang)檢測時閥門(mén)關閉，不能有(yǒu)其他氣體進(jìn)入采樣管。在(zai)此特别說明(ming)一點，使用廠(chang)方的壓縮空(kōng)氣吹掃探頭(tóu)必須保證壓(yā)縮空氣中不(bu)含有水份，即(jí)對所采用的(de)壓縮空氣必(bi)須進行氣水(shuǐ)分離處理。
　
第(dì)四部分 HMP氧傳(chuán)感器的使用(yong)和維護
一．連(lian)接加熱控制(zhì)：
特别提醒：隻(zhī)有在氧傳感(gǎn)器連接了加(jiā)熱控制以後(hòu)傳感器才能(neng)正常工作，冷(leng)态下輸出的(de)是随機信号(hao)，不代表任何(he)意義！HMP氧傳感(gan)器在接入加(jiā)熱控制以後(hou)，在室溫條件(jiàn)下既可以開(kāi)始正常的氣(qi)氛檢測。一般(ban)的探頭調零(ling)就是在💃🏻室溫(wen)下，加熱探頭(tóu)以㊙️後通過對(dui)空氣的測量(liàng)，用數字萬用(yong)表測量此時(shi)探頭輸出毫(háo)🥰伏值，此數值(zhi)就是該探頭(tou)的零🏃‍♂️位偏差(cha)數值，在㊙️顯示(shi)儀表中需要(yao)加入該零位(wèi)偏差來修正(zheng)儀表顯示的(de)氧🏃‍♀️濃度。
二．新(xin)裝或更換氧(yang)傳感器時的(de)注意事項：
特(tè)别提醒：用戶(hu)新裝或更換(huàn)氧傳感器時(shi)，均應校正氧(yǎng)分析儀的氧(yang)濃度顯示值(zhí)。不進行此項(xiàng)工作，更換新(xīn)的傳感器後(hou)，氧分⛹🏻‍♀️析儀檢(jian)測的氧濃度(dù)可能會與實(shi)際濃🛀度産生(sheng)偏差，從而影(yǐng)響生産。
氧濃(nóng)度的修正原(yuán)理及方法：
HMP氧(yang)傳感器直接(jiē)測量輸出的(de)是被測氣氛(fēn)的濃度與🌈标(biao)準空氣差電(dian)勢數值，我們(men)稱爲氧電勢(shì)，該電勢數值(zhi)在零點（即空(kong)氣測量）時不(bú)同的探頭起(qi)始輸出電🎯勢(shi)就存在偏差(chà)，而輸出電勢(shì)經過模型轉(zhuan)換輸出氧濃(nong)度時也可能(neng)存在誤差，因(yīn)此在氧分析(xi)儀中對探頭(tou)信号進行标(biāo)定修正就是(shi)很必要的工(gong)作，否則顯示(shi)氧濃度與實(shí)際被測氣氛(fēn)的氧濃度就(jiù)會存在較大(da)偏差，滿❗足不(bú)了🈲現場生産(chan)的需要😄，甚至(zhi)誤導控制影(ying)響生産。
修正(zhèng)參數時可以(yǐ)參考最後附(fu)表提供的理(lǐ)論數值（該♻️表(biao)爲純理論計(jì)算數值，工程(chéng)應考慮偏差(chà)），對應工程實(shí)際對測量系(xì)統進行相應(yīng)調校。具體的(de)修正一般通(tong)過标準氣體(ti)标定進行，方(fang)法是将計量(liàng)核定确認的(de)标準氣體通(tong)過标氣口通(tōng)入探頭，測量(liàng)此時輸出氧(yang)電勢及儀表(biao)顯示氧濃度(dù)，儀表顯示氧(yang)濃度應☀️該與(yu)标準氣體濃(nong)度相同，存在(zai)偏差則修正(zheng)儀表線性參(cān)數；标準計量(liàng)要求最少使(shǐ)用三種不同(tóng)标準氣💋體标(biao)定系統，這樣(yang)經過三次标(biāo)定重複修正(zheng)好系統線性(xìng)，保證😄系統正(zhèng)常工作。　　
三．積(ji)塵對氧傳感(gǎn)器的影響及(jí)吹掃清除方(fang)法：
由于氧傳(chuan)感器是長期(qī)在線檢測測(cè)量的器件，鍋(guō)爐等設備（尤(yóu)其是煤燃燒(shao)爐或者燒粉(fěn)窯爐等）産生(shēng)的粉塵會堵(du)塞導氣采樣(yàng)管道，造成測(cè)量的氣氛數(shu)值失真甚至(zhi)無法測量氣(qì)氛，此時🙇‍♀️必須(xu)定期對采樣(yàng)管中的積塵(chen)進行吹掃處(chù)理，吹掃時間(jian)的長👨‍❤️‍👨短視積(jī)灰程度确定(ding)，這種吹掃方(fāng)法要求氧分(fèn)析🏃‍♂️儀具有相(xiàng)應功能或者(zhe)配套使用氧(yǎng)傳感器的維(wei)護裝置，如果(guǒ)用戶沒有這(zhe)些裝置隻能(néng)安裝手動閥(fa)門控制壓縮(suō)空❤️氣或氣泵(bèng)定期通入吹(chuī)掃氣口對探(tan)頭進行除塵(chen)工作，但此時(shí)必須注意以(yi)下情況：
（1）由于(yú)在吹掃的過(guo)程中，氧傳感(gan)器的氧電勢(shì)會下降，最低(di)有可能✨會降(jiang)到1、2mv，這時檢測(ce)的氧電勢不(bu)代表爐内的(de)氣氛，此點必(bì)須🛀要注意；
（2）吹(chui)掃空氣的流(liu)量要保證能(néng)夠去除積灰(huī)，吹掃過程中(zhōng)可注意氧傳(chuán)感器的氧電(diàn)勢輸出值，如(rú)果氧電勢值(zhi)始♌終沒🏒有下(xia)降，表👨‍❤️‍👨明空氣(qi)流量太小，積(jī)塵沒有清理(li)，應予以調節(jie)或者檢♉查吹(chui)掃管道，可能(néng)吹掃管道已(yǐ)經堵死；
（3）吹掃(sao)口的通道是(shì)與爐内直接(jie)相通的，每次(ci)在吹掃🐆完畢(bi)後，應關閉閥(fá)門堵死吹掃(sǎo)孔，防止因爐(lú)内負壓空氣(qi)進入🔞，影響氧(yǎng)傳感器的檢(jian)測；
由于燒碳(tàn)黑工作在現(xian)場環境下較(jiào)爲複雜，容易(yi)産生人爲誤(wu)😘操作。爲了提(tí)高碳勢傳感(gǎn)器檢測的準(zhun)确性和使用(yòng)壽命👄，降低人(ren)爲操作失誤(wu)，建議最好采(cai)用我公司生(sheng)産的專門爲(wèi)我公司氧傳(chuán)感器設計的(de)HM-OS系列氧分析(xī)系統，該系統(tǒng)儀表可✏️以提(tí)供定👅期吹掃(sǎo)功能，控制電(dian)磁閥定期通(tōng)斷吹掃（詳細(xi)情況請參見(jian)有關資料或(huo)向我👣公司咨(zī)詢）。
特别提醒(xǐng)：在分析氧傳(chuán)感器的好壞(huai)時應将其視(shì)爲一🔴個單獨(dú)的檢測部件(jian)。在檢測氧傳(chuán)感器的氧電(dian)勢時應把與(yǔ)氧傳感器連(lián)接的所有導(dao)線斷開，用高(gāo)内阻的數字(zi)表在氧傳感(gǎn)器的輸出端(duan)直接檢測氧(yǎng)電勢。通過檢(jiǎn)測氧電勢，與(yu)正常使用時(shi)的數值相比(bǐ)較。

四．确保氧(yang)傳感器在保(bǎo)質期内正常(chang)地爲您工作(zuò)：
氧傳感器是(shi)一種很精密(mi)的檢測裝置(zhi)，它的核心部(bu)件爲陶瓷，而(ér)且長期在線(xiàn)工作，正确地(di)使用和精心(xīn)的維護對保(bao)證氧傳感器(qi)正常工作是(shi)非常必要的(de)。用戶應按照(zhao)本說明書的(de)要求嚴格安(an)裝，正确使用(yong)和維護氧傳(chuán)感器。如果氧(yang)傳感器出現(xiàn)故障，用戶無(wú)法自行解決(jue)時，請立即與(yu)我們聯系，我(wo)們将與您共(gòng)同分析故障(zhang)原因，及時予(yu)以維修。禁止(zhǐ)用戶自行拆(chāi)開氧傳感器(qì)，否則會造成(chéng)無法修複的(de)損壞，并将使(shi)保質期失效(xiào)。

五．氧傳感器(qì)的保修：
本公(gōng)司對所有本(ben)公司銷售的(de)氧傳感器均(jun1)有一年免費(fei)保修㊙️期，對于(yu)符合保修條(tiao)件的傳感器(qì)我們均予以(yi)免費維修。對(dui)于因用💯戶沒(mei)有按照本說(shuō)明書的要求(qiu)安裝、使用和(hé)維護而造成(chéng)損壞的傳感(gan)器，本公司不(bu)承擔保修義(yi)務，隻負責有(yǒu)☀️償維修，視具(ju)體情況🌍收取(qǔ)維修費用。

對(dui)于出現以下(xià)故障的傳感(gan)器，本公司将(jiāng)不負責免費(fei)💋保⛹🏻‍♀️修：
1． 因安裝(zhuāng)不當、疏于維(wei)護或設備故(gù)障，造成傳感(gǎn)器嚴🔞重積碳(tàn)，無法通過正(zheng)常燒碳黑恢(huī)複的傳感器(qi)。
2． 沒有按照說(shuō)明書的要求(qiú)安裝，造成外(wài)電極管變形(xíng)㊙️、腐蝕的傳✌️感(gǎn)器。
3． 因保護不(bú)當，造成内部(bu)瓷管斷裂的(de)傳感器。
4． 用戶(hu)自行拆卸過(guo)的傳感器。
5． 其(qi)他因沒有按(àn)照本說明書(shū)要求安裝、使(shi)用或維護，而(er)造成損壞的(de)傳感器。
特别(bie)提醒：我公司(sī)所有發出的(de)傳感器均有(yǒu)專門設計⛷️的(de)包裝箱和可(ke)靠的保護填(tian)充減震物，通(tong)過正常🧑🏾‍🤝‍🧑🏼運輸(shu)過程💰，包裝箱(xiāng)完💃好的情況(kuàng)下，傳感器不(bú)會産生🔞損壞(huài)，請用戶在搬(bān)運過程中一(yī)定要使🍉用原(yuán)包裝。當用戶(hù)需要将損壞(huai)的傳感器發(fā)🔞回本公司💋維(wéi)修時，請🈲務必(bi)采用我公司(sī)傳感器的原(yuan)包裝箱⭐和原(yuán)填充減✍️震物(wu)，可靠包裝💋好(hǎo)，不要采用其(qi)他的包裝。請(qǐng)通過鐵路或(huò)航空發運，不(bu)要通過郵局(jú)發運❤️！
如果因(yīn)用戶搬運不(bu)當，或返修傳(chuán)感器包裝、發(fa)運不當，造成(chéng)新購或返修(xiu)傳感器内部(bu)瓷管斷裂的(de)，我們将不承(cheng)擔免費保修(xiu)的義🔞務！
附表(biao)：700℃時氧毫伏與(yǔ)氧濃度（O2％）理論(lun)對應數值：
氧(yang)毫伏數 O2％濃度(dù) 氧毫伏數 O2％濃(nóng)度 氧毫伏數(shù) 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 12.15 63 1.03 113 0.094 163 0.0087
14 10.73 64 0.98 114 0.090 164 0.0083
15 12.15 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
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50 1.92 100