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CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀
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品牌名稱:潤遠
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CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀 潤遠

CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀適用于工業爐窯煙氣中氧量的連續監測,作為操作人員調節燃風配比的依據,或與自控系統連接,實現低氧合理燃燒,達到降低燃耗、穩定工藝、提高產品質量、減少環境污染等目的。應用的行業有冶金、化工、電力、建材、輕工、城市小區供熱鍋爐、環保監測車等。并在替代進口產品方面取得顯著成績。

CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀
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CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀

一、CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀檢測器概述
     
CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀適用于工業爐窯煙氣中氧量的連續監測,作為操作人員調節燃風配比的依據,或與自控系統連接,實現低氧合理燃燒,達到降低燃耗、穩定工藝、提高產品質量、減少環境污染等目的。具有顯著的經濟效益和社會效益。
我公司生產的CY-IS-G系列氧化鋯氧檢測分析儀檢測器壽命*高可達2-3年,維護量甚微。該儀器自面世以來,已在國內大多數省市、自治區的大中企業中運行。應用的行業有冶金、化工、電力、建材、輕工、城市小區供熱鍋爐、環保監測車等。并在替代進口產品方面取得顯著成績。
該氧化鋯氧檢測分析儀轉換器采用了16位的Intel80C196單片微處理器,具有運算速度快,數據處理能力強的特點。配合小信號處理的隔離放大電路,電源監控及數據保護電路等方法使產品測量精度高,抗干擾能力強。有效的保證了儀表在嚴酷的工業環境下長期穩定可靠運行。
二、CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀檢測器工作原理
儀器所使用的氧化鋯測氧傳感器材料是一種氧化鋯固體電解質,是在純氧化鋯中摻入氧化釔或氧化鈣,在高溫下燒結成的穩定氧化鋯。在600℃以上高溫條件下,它是氧離子的良好導體,一般做成管狀。見下圖。
如果氧化鋯管內外兩側的溫度高于700℃時,其內外壁接觸氧分壓不同的氣體,氧化鋯管就成為一個氧濃差電池,在兩個鉑電極上將發生如下反應:在空氣側(參比側)電極上:O2+4e→2O2- 在低氧側(被測側)電極上:2O2-→O2+4e 即空氣中一個氧分子奪取電極上四個電子而變成兩個氧離子。氧離子在氧濃差電勢的驅動下,通過氧化鋯傳感器遷移到低氧側電極上,留給該電極四個電子而復原為氧分子,電池處于平衡狀態時,兩電極間電勢值E恒定不變。
氧電勢值E符合能斯特方程:
E=式中:R-氣體常數
T-鋯管的**溫度
F-法拉第常數
PX-被測氣體氧濃度百分數
PA-參比氣氧濃度百分數,一般為20.6%。 RT4FLn PAPX
如果把氧化鋯管加熱至大于600℃的穩定溫度,在氧化鋯管兩側分別流過被測氣體和參比氣體,則產生的電勢與氧化鋯管的工作溫度和兩側的氧濃度有固定的關系。如果知道參比氣體的濃度,則可根據氧化鋯管兩側的氧電勢和氧化鋯管的工作溫度計算出被測氣體的氧濃度。
氧化鋯傳感器工作特性表
溫度
氧化鋯傳感器工作狀態
600℃以下時
絕緣電阻大,不遵守能斯特方程
700℃以上時
絕緣電阻小,遵守能斯特方程
三、CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀檢測器技術規格
1、測量對象:各種工業爐窯煙氣,混合氣體
2、測量元件:氧化鋯管
3、測量范圍:0-20.6VOL%O2
4、輸出電流: 4-20mA。(輸出信號對應顯示氧量0-5、0-10、0-20.6、0-25VOL O2量程可選。)
5、檢測器加熱爐升溫時間約20分鐘。
6、檢測器標準長度:180mm,400mm,600mm,800mm,1000mm,1200mm 。特殊要求面議。
7、重復性:滿量程的±0.5%
8、基本誤差≤±2%(滿量程)
9、穩定性≤±1%(儀器連續檢定24h)
10、響應時間:當標準氣體從檢測器入口引入時計,5秒內達到90%的響應
11、環境溫度:檢測器 -10~80 
                             轉換器 -10℃~40℃
12、電源及功耗:電源220±10%VAC,功耗*大為150W
四、CY-IS-G型氧化鋯氧分析儀構成
該儀器由三部分組成:氧化鋯檢測器、氧化鋯轉換器和取氣裝置
1、氧化鋯檢測器
檢測器為直插式結構(見下圖),氧化鋯傳感器安裝在檢測器頭部。檢測器設有標準氣路,可由轉換器對檢測器進行在線標氣操作。圖2中所注“標氣入口”即為校準操作時使用。如不進行校準操作,請務必將此口堵死,以防止空氣泄漏進去,引起測量誤差。其“參比氣入口”在任何時間都要開放,保持與大氣相通。
 
檢測器接線盒內共有8根引線端子,(見圖3)。檢測器接有溫度補償器,所以由檢測器向轉換器傳送熱電偶信號時不必用補償導線,如果使用了補償導線,在安裝本儀器時,應將溫度補償器移至轉換器的接線端子“CJ”處。
檢測器長度有六種:180mm,400mm,600mm,800mm,1000mm,1200mm
2、氧化鋯轉換器
轉換器由氧量輸入轉換單元、鍵盤顯示及控制單元、檢測器爐溫控制單元、氧含量對應電流輸出單元等組成。采用微處理器控制,儀表系統的穩定性、可靠性及**性都大為提高,運算程序采用模糊控制算法的恒溫(750℃)控制,浮溫計算的方式。配合計算機數字調校功能,保證了儀表準確、可靠運行。轉換器的主要作用是將檢測器測出的氧電勢信號E(mV)轉換成數字量。CPU對數值運算、處理得到氧含量值送到顯示器顯示,并且輸出與氧含量對應的4-20mA電流信號,同時轉換器要對檢測器內工作電爐進行控溫,使氧化鋯管工作溫度穩定在750±2,除此之外,轉換器還可以通過按鍵操作實現顯示溫度值(℃)、氧電勢值(mV)、以及對檢測器進行在線校準等功能。
3、轉換器由以下5部分組成:
①、輸入信號處理轉換部分
安裝在現場的檢測器有兩種測量信號輸出,即氧電勢E(mV)和熱電偶信號(mV),為了解決系統連接時的電位匹配,抑制可能來自檢測器及系統各部分的干擾,屏蔽若干個裝置之間的地電位等問題,兩路信號分別采用了高精度小信號放大器,V/F轉換及光電耦合器,實現了輸入、輸出以及電源三隔離,使整套儀器以及與其相連的自控系統長期穩定運行有了可靠保證。 溫度補償信號由溫度補償器提供。該元件安裝在檢測器接線盒內。(如果檢測器與轉換器間的熱電偶信號用補償導線傳送,則應將溫度補償器移至轉換器接線端子“CJ”處)。 以上幾路信號均通過多路模擬開關,V/F轉換和光電隔離后送入80C196單片機,而轉換成數字量。
②、單片機系統
轉換的核心部件采用80C196單片機,本儀器利用該器件的高速輸入輸出口采集輸入信號,利用PWM輸出實現D/A轉換并控制可控硅進行檢測器的溫度控制。同時配以程序存儲器和電可擦除存儲器,使之在掉電時能有效地保留校準操作時的修正參數。
③、控溫電路
本儀器采用恒溫控制,浮溫計算的方法。即氧傳感器工作溫度恒定為一常量,故轉換器需要對檢測器內部的電爐控溫,本儀器設定溫度值為750℃,運算程序采用模糊控制算法并由單片機的高速輸出口輸出控制信號,經光電隔離、驅動后控制雙向可控硅觸發極,實現溫度穩定控制。
④、模擬量輸出部分
本儀器的模擬量輸出是利用80C196單片機的PWM信號。此信號首先通過光電耦合,經平滑濾波后變為模擬信號,再經V/I轉換電路,*后輸出與被測氧含量相對應的電流信號。
 ⑤、鍵盤、顯示部分
鍵盤、顯示部分主要由可編程鍵盤\顯示器接口芯片8279和部分驅動電路組成。8279芯片對顯示器自動掃描,能識別鍵盤上閉合鍵的鍵碼。CPU只需對8279送顯示數據和讀取鍵碼。所以使用8279后提高了CPU的工作效率。
4、轉換器分為盤裝式和壁掛式兩種結構形式
5、取氣裝置可分為防塵管、導流管、過濾器及高溫取氣方式四種形式。
五、CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀檢測器安裝
1、轉換器安裝
①、轉換器的安裝部位應滿足下列條件:
● 盡量避免機械震動
● 避免腐蝕性氣體
● 周圍環境溫度應在-10℃~40℃之內
● 避免強磁場干擾
● 避免動力線、馬達、勵磁繼電器、泵等的干擾
● 提供充足的維護空間
● 轉換器應盡量安裝在靠近檢測器處,距離不超過100m為宜
②、壁掛式轉換器(CY-2C)安裝:
● 表盤安裝:取下轉換器兩側的固定板,將其插入機柜面板,面板開孔尺寸如圖,用固定板將其固定。
● 墻壁安裝:將固定板倒過來,轉換器殼底部緊靠墻壁并固定。
● 管式安裝:將轉換器用管安裝附件固定在管子上。
● 露天安裝:轉換器必須裝在可防雨防塵的防護箱內。
2、爐體法蘭安裝:
建爐體或檢修時,首先預埋焊爐墻埋管。當安裝檢測器時,爐體法蘭焊接在爐墻埋管上。
3、檢測器、導流管、防塵管安裝
安裝前需準備好M12×50螺釘,相應螺母、墊片、墊圈以及法蘭間的密封墊圈,與爐體法蘭緊固。
注意事項:應盡量避免機械震動。
● 安裝時應使標氣口、參比氣口朝向地面。
● 周圍環境溫度應小于80℃
● 檢測器應避免高輻射熱和高溫蒸氣的影響
● 避免灰塵及腐蝕氣體
● 提供充足的維護空間
4、CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀檢測器成套安裝
①、安裝點煙氣流通要好,爐體密封性好,參比氣口處空氣通暢,檢測器安裝點
的*佳溫度為400--500。以電廠鍋爐為例,安裝點宜在省煤氣和預熱器中間。
②、選擇檢測器長度可采用以下方法
③、直插式長度為:400mm以上+爐墻厚度
④、導流式:導流管長度為400mm以上+爐墻厚度,探頭長度為不應小于爐墻厚度。
六、CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀檢測器取樣方式
1、防塵式:檢測器前端應加裝防塵過濾器
2、導流式:檢測器標準長度為180mm、400mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm。
因爐壁厚,檢測器長度不夠,需延長采樣距離。
3、高溫H型:取氣裝置要分為圖12所示的導流方式和圖13所示的引流方式。后者用于負壓大于-50Pa的場合,帶噴射泵。噴射泵所需儀表氣源壓力為0.05-0.15MPa,用空氣過濾調節閥調節。
七、CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀檢測器連接電纜
按下表選擇電源電纜和信號電纜,需注意儀器安裝處的環境溫度,導線電阻及噪聲源,還要考慮檢測器與轉換器之間的布線路徑,使用電纜可參考下表選用。
名稱
規格
備注
信號電纜
6*1mm2屏蔽電纜
氧電勢,熱電偶,溫補信號各需兩芯。屏蔽線可靠接地。
電爐電纜
4*1mm2
 
輸出信號
4*1mm2屏蔽電纜
屏蔽線可靠接地。
八、調校方法
1、檢測器冷態(未接電源)檢查:
打開檢測器接線盒,用萬用表歐姆檔測量,氧電池端子1-2之間為開路狀態,阻值超量程,熱電偶端子3-4之間阻值只有幾歐姆為正常,電爐絲端子7-8之間阻值約80Ω左右為正常。注意測量電爐絲阻值及熱電偶阻值只能在斷電狀態下進行。溫度補償器安裝在5-6端子上,端子5接溫度補償器的正極(單一管腿的為正極)。
2、熱態檢查:
按系統連接圖(參見產品說明書5.1,5.2)連好系統,檢查無誤后通電,顯示器顯示為:“□□□□”,稍后顯示溫度值,升溫過程中前面板顯示溫度。當溫度升到600℃時,若儀表處于測量狀態,程序將自動轉換到氧含量顯示狀態,其數值應在空氣氧含量20.6附近。
3、定性檢查
**步確認被控溫度是否為750℃±2℃,一般熱電偶電勢約為30mV左右。
**步用萬用表歐姆檔測量氧電勢內阻,正反方向(即測量表筆調換)各測量一次,取其平均值。新探頭電池內阻一般小于100Ω,舊探頭檢修后應控制在800Ω以內。
注意:采用上述方法測量電池內阻時,儀表應與自控系統脫開,因萬用表是有源的,有信號疊加于氧電勢上,將干擾被測氧含量。
氧化鋯檢測傳感器在制作過程中,由于材料的純度和制作工藝的分散性等影響會存在數值不等的零點電勢,為保證測量精度,轉換器可對檢測器進行在線校準操作,修正零點電勢和曲線斜率。
注意:為避免誤操作,本儀表設置了寫入操作密碼,即對校準好的數據,每次按“寫入”鍵后,將等待用戶操作輸入密碼9.000,用“給定”鍵加到相應的密碼值,再按一次“寫入”鍵則正式將該校準數據存入。
4、空氣校準 (即修正零點電勢)
進行空氣校準前,應確認檢測器鋯管溫度達到750℃±2℃進行。
首先將檢測器“標準氣入口”打開(或讓檢測器充分感受空氣,標氣通路不通暢時,應將檢測器從煙道取出,放在大氣中),通入空氣,然后按下“空氣校準”鍵,顯示器顯示20.6,即空氣中氧含量值。按“寫入”鍵,顯示“0.000”,再按“給定”鍵輸入密碼,*后按“寫入”鍵即可。
5、斜率修正
將檢測器“標準氣入口”打開,通入氧含量為0.5-2.5%(標氣流量500ml-1000ml/分鐘)的標準氣體,待顯示值穩定后(約5秒鐘),如果顯示值為輸入標準氣體標稱值(+1%),則不需要修正斜率參數,如果超差較大(±1%以上),就要進行斜率修正。操作步驟如下:先按“給定”鍵,使顯示值增(或減)到所通標準氣瓶標識的氧含量值為(0.5-2.5%),然后按“寫入”鍵,顯示“0.000”,再按“給定”鍵輸入密碼,*后按“寫入”鍵即可。
注意:正常工作或校準操作完畢后,應將儀器檢測器的“標準氣入口”用螺釘擰緊密封好,不得有空氣從此泄漏進去。
九、CY-IS-G氧化鋯氧檢測分析儀檢測器維護與檢修
為使儀器處于良好的運行狀態,必須對儀器定期進行維護與檢查。
檢查內容
1、按照轉換器面板操作方法進行各項功能檢查。
2、檢測器頭部過濾網上是否積有灰塵,如灰塵過多應將其**,否則會影響測量精度和反應時間。
3、詳細操作方法詳見隨貨產品說明書。
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