[其他]固體電解質氧量計

無效

• 申請號: 87212282
• 申請日: 1987-08-31
• 公開（公告）號: CN87212282U
• 公開（公告）日: 1988-04-27
• 發明（設計）人: 張仲生;郭士海;佟富順;邵長貴;劉運生
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 核工業部專利法律事務所
• 代理人: 吳景夏,石俊

本實用新型屬于一種應用電化學方法分析氧含量的器件，特別是一種氧化鋯固體電解質式氧含量計。

這類氧量計是利用氧化鋯固體電解質在高溫下導氧離子的特性組成一個氣體測氧電池來測定工業爐煙氣中氧含量?，F有的這種氧量計都不同程度存在一些缺陷，影響推廣使用，特別不易用于燃煤爐。如美國專利4339319公開的一種氧量計。其氧化鋯管固定在探頭頂端，在氧化鋯管底部內、外壁上涂制有鉑電極。利用空氣泵通過導氣管將空氣抽入管內作為參比氣體；煙氣通過安裝在探頭頂部的過濾器后進入由加熱爐組成的測量室內。利用探頭中的熱電偶和變送器中的溫控部分將氧化鋯管加熱到一定的溫度。在該溫度下，氧化鋯管是良好的氧離子導體，根據兩電極間的電信號，利用能斯特方程可推出煙氣中氧含量。在探頭中，設有在線校準裝置，將標氣通過校準導氣管流入測量室內進行校準。利用爐體法蘭和螺栓將探頭安裝在爐墻上。由于該氧量計探頭長，設有一個空氣泵，因此壇加探頭造價和維護量；由于空氣流量隨泵的狀態而變，因此降低測量的穩定性；由于氧化鋯管和過濾器均依靠粘接固定在探頭中，因此不易更換氧化鋯管，一旦氧化鋯管損壞便成整個探頭報損；并且加熱爐處于煙氣腐蝕之中，易出現加熱爐斷絲現象。

還如美國專利4430192公開的又一種氧量計。其氧化鋯探頭安裝在一根長導流管中，長導流管裝在爐墻上。在導流管上設有兩個導流孔，使煙氣導至探頭頂端，因此縮短探頭的插入長度。測氧電池也由氧化鋯元件和加熱爐組成，安裝在探頭頂端。氧化鋯元件由氧化鋯管粘接在元件法蘭上構成，用四個螺釘固定在探頭端部。在氧化鋯管底部涂有內、外鉑電極，內電極通過引線從探頭外殼接出；外電極通過電極接出環接出。在探頭中采用隔板，便于空氣對流。雖然因此可省去空氣泵，但是煙氣流經氧化鋯管，又由于氧化鋯探頭安裝在導流管內，因此探頭端部難以安裝過濾器，這樣在燃煤爐上使用時，很快出現灰堵現象；由于采用探頭殼體作內電極引線，安裝時必須設一根地線才能排除外界的電磁干擾，帶來安裝上的麻煩；由于采用電極接出環接出外電極，在長期使用中易出現接觸不良現象；其次，導電管往往出現煙氣在兩個導流孔間倒流的現象，使取樣代表性差。

本實用新型的目的在于采用一種改進的探頭結構和利用本底電勢校準原理設計的變送器，提供一種改進的固體電解質氧量計，以克服上述現有技術所存在的缺點。

為實現上述目的，采取的技術方案：

為解決灰堵現象，采用長的氧探頭直接插入爐中，氧電池安裝在探頭端部。氧電池由氧化鋯元件和加熱爐構成。氧化鋯元件由一根試管狀的氧化鋯管用高溫粘接劑粘接在一個金屬法蘭上組成，在該氧化鋯管底的內、外壁上分別涂制有內、外鉑電極。用四個螺釘將該氧化鋯元件安裝在探頭頂端法蘭座上，可方便地拆卸更換。

為克服電磁干擾（特別在火力發電廠使用），氧化鋯管的內、外電極分別電一根與探頭外殼絕緣的鉑絲引出金屬法蘭之外，再通過一個帶鉑球的接線柱引出。這樣不必專設地線。

氧化鋯元件安裝在探頭上，其氧化鋯管正好插入所述的加熱爐中，加熱爐由氧化鋯元件隔離在空氣中，不受煙氣腐蝕。加熱爐由多根小陶瓷管粘合成圓筒形爐膛，螺旋形的鎳鉻絲順氧化鋯管軸向裝入上述小陶瓷管中，用保溫材料封裝保護。加熱爐由變送器中的溫控部分通過插入爐中的熱電偶將爐溫恒定。

為過濾煙塵，在探頭端部安裝一個可拆卸的陶瓷過濾器。測量時，煙氣通過濾器進入氧化鋯管內部，參比空氣自然對流到氧化鋯外部，氧化鋯內、外電極的氧含量差產生信號，信號送入變送器中直接顯示煙氣氧含量。變送器包括氧量轉換系統和溫度控制系統。

在線校準裝置由一根校準導氣管插入氧化鋯管內組成。校準時，通入標氣。

為克服空氣參比對流差的影響，根據本底電勢校準原理在氧量轉換系統的轉換器前加一個本底電勢調節橋路。其校準方法是選用一瓶接近測量范圍的氧標氣通入探頭中，調節本底電勢調節橋路中的電位器使儀器顯示標氣氧量值，這時儀器已被校準，其本底電勢值Eo可用下式計算（電池的熱力學溫度為1023°K）：

Eo＝Es－50.741g (20.6%)/(Ps)

式中Es是通入標氣Ps后的探頭信號。然后將Eo調入儀器中。