第(dì)一部分 氧化锆(gao)氧傳感器工作(zuò)原理
一、産品簡(jiǎn)介：
氧化锆氧傳(chuan)感器是利用氧(yǎng)化锆陶瓷敏感(gan)元件測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量各類(lèi)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(dá)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(fàng)達标的測量元(yuán)件，廣泛應用于(yú)各類煤燃燒、油(you)燃燒、氣燃燒等(děng)爐體的氣氛控(kong)制。它是目前最(zui)佳的燃燒氣氛(fēn)測量方式，具有(yǒu)結構簡單、響應(ying)迅速、維護容易(yi)、使用方便、測量(liàng)準确等優點。運(yun)用該傳感器進(jìn)行燃燒氣氛測(cè)量和控制既能(neng)穩🔞定和提高産(chan)品質🔞量，又可縮(suō)短生産周期，節(jie)約能源。
二、氧傳(chuan)感器工作原理(li)：
氧傳感器是利(li)用穩定的二氧(yang)化锆陶瓷在650℃以(yǐ)上的環境中産(chǎn)生🛀🏻的氧離子導(dao)電特性而設計(ji)的。在一定的溫(wen)度條件下，如果(guo)♋在二氧化锆塊(kuài)狀陶瓷兩側的(de)氣體中♉分别存(cun)🙇🏻在着不同的氧(yǎng)👌分壓(即💋氧濃度(du))時，二氧化锆陶(táo)瓷内部将産生(shēng)一系列的反應(ying)，和氧離子的遷(qian)移。這時通過二(èr)氧化锆兩側的(de)引出電極，可測(ce)到穩定的毫伏(fú)級信号，我們稱(chēng)之爲氧電勢。它(ta)服從能斯特(Nernst)方(fāng)程：式中🐆E爲氧傳(chuán)感器輸出♋的氧(yǎng)電勢(mv)，Tk爲爐内的(de)絕對溫度（K），P1和P2分(fèn)❓别爲二氧化锆(gào)兩側氣體的氧(yang)分壓。實際應用(yong)時，将二氧化锆(gào)的一側通入已(yi)知氧濃度的氣(qi)本（通常爲空氣(qì)），我們稱之爲參(can)比氣。另一側則(zé)是被測氣體，就(jiù)是我們要檢測(ce)的爐内的氣氛(fēn)，詳見圖1。氧傳感(gǎn)器輸出的信号(hao)😘就是氧電勢信(xin)号，通👄過能斯特(te)方程我們就可(ke)以得到被測爐(lú)氣氛中的🌐氧分(fèn)壓和氧電勢的(de)關系。參比氣爲(wèi)空氣時，可表示(shì)🌏爲：式中E爲氧傳(chuan)感器輸出氧電(dian)勢；Tk爲爐内的絕(jué)對溫度；P02爲爐内(nèi)的氧分壓。我們(men)的氧傳感器産(chan)品帶有自加熱(rè)裝置，一般溫度(dù)保證在700℃，這樣TK數(shu)值基本是恒定(dìng)的，從而通過上(shàng)式可以直接測(cè)量出爐内氧分(fèn)壓濃度。 工程應(yīng)用中采用标準(zhǔn)氣體來标定氧(yǎng)傳感器輸出氧(yang)電勢E和氧分壓(ya)濃度PO2的對應關(guān)系，這種方法也(ye)是目前公認的(de)最準确、最直接(jie)的标定方法。

第(dì)二部分 HMP系列氧(yang)傳感器
一．HMP氧傳(chuán)感器基本結構(gòu)：
HMP氧傳感器的核(he)心部件采用進(jin)口氧化锆氧傳(chuán)感器㊙️（詳見圖2），該(gāi)氧🥰化锆氧傳感(gan)器自帶智能加(jia)熱裝置，提✌️供穩(wen)壓恒🛀🏻定控制信(xìn)号即可快速達(dá)到使用溫度，并(bing)保證傳感器在(zai)該恒定♉溫度下(xià)連續、穩⭐定工作(zuo)。安裝🍉該探頭需(xū)要調整引🔞導闆(pǎn)方向，盡量使引(yǐn)🐆導闆正對氣流(liú)方向，這🙇‍♀️樣才能(néng)形成✍️對檢測氣(qì)氛的氣體自導(dǎo)流。進口氧化🈲锆(gào)氧傳感器典型(xing)🐕性能特性如下(xia)❤️：零點誤差：￡±0.2mv ；交流(liú)電阻（1500赫茲）：（700℃）￡100 千歐(ōu)；（1100℃）￡ 5 千歐。響應時間(jiān)（700-1300℃）：￡1秒
二．HMP氧傳感器(qì)采樣、維護方式(shi)：　　
HMP氧傳感器采用(yòng)氣氛自導流方(fāng)式，導入被檢測(ce)氣氛，考慮工程(cheng)現場的環境因(yīn)數，設計有吹掃(sǎo)清除通道，可方(fāng)便地對采樣引(yǐn)導管道進行吹(chui)掃工作，以避免(mian)爐内或管道内(nei)的灰塵、煤灰、油(you)雜質等等堵塞(sāi)采樣😍管，請參考(kao)圖3。
三．技術性能(néng)：
使用溫度：室溫(wen)～1100℃； 氧電勢顯示範(fan)圍：－50～1240mV；氧電勢輸出(chū)精度：±0.5mV； 響應時間(jian)：≤1秒；正常使用使(shǐ)用壽命：≥18個月。　　

第(dì)三部分 氧傳感(gan)器的安裝
合理(li)的安裝是保證(zheng)氧傳感器可靠(kao)運行的關鍵，許(xǔ)多🤞使用問題均(jun)由于氧傳感器(qi)安裝不當造成(chéng)的，希望用戶一(yī)定要💁特别注意(yì)這一點，安裝氧(yǎng)傳感器請盡量(liàng)考慮氧傳感器(qi)的安裝要求：
一(yi)、采樣測量點：
确(que)定測量點是首(shou)要的工作。應遵(zūn)循如下幾項原(yuán)則：
（1） 選擇的測量(liàng)點要求能正确(què)反映所需要的(de)爐内氣氛💘，以💰保(bao)證氧🔴傳感器 輸(shū)出信号的真實(shí)性，盡量避開回(huí)風死角；
（2） 測量點(diǎn)不可太靠近燃(rán)燒點或噴頭等(děng)部位，這些部位(wèi)❤️氣氛處于劇烈(liè)反應中，會造成(chéng)氧傳感器檢測(ce)值👌劇烈波動失(shī)真；也不要過于(yu)靠近風機等産(chǎn)氣設備，以免電(dian)💞機的震動沖刷(shuā)損壞傳感器；
（3） 避(bi)免放在可能碰(pèng)撞的位置，以免(mian)碰撞損壞探頭(tou)，保⛱️證💰傳👈感器的(de)安全；
二．氧傳感(gan)器的安裝、連接(jie)方式：
（1）HMP氧探頭的(de)安裝可采用水(shuǐ)平或垂直方式(shi)，垂直安裝是比(bǐ)較理想的安裝(zhuāng)方式。不管采用(yong)何種方式，探頭(tou)采樣💋管引導闆(pan)的方向應該盡(jìn)量正對被測氣(qi)流的方向，在初(chū)始安裝的時💜候(hòu)可以通過了解(jiě)工藝确定基本(ben)方向⚽。最終确定(dìng)比較好的引導(dǎo)方向，需要在系(xi)統通電加熱探(tan)頭以後，旋轉采(cai)樣管方向，使用(yong)數字㊙️萬用表觀(guān)察輸出氧電勢(shì)的波動情況來(lai)确定。
（2） 氧傳感器(qi)安裝所用接頭(tou)爲專用法蘭接(jiē)頭。如用戶有其(qi)它類型的接頭(tou)，隻要安裝尺寸(cùn)相同，符合密封(fēng)要求也可🈲替代(dài)本接🚩頭。氧傳感(gan)器的專用接頭(tóu)上，按要求需📧要(yao)配裝石棉墊壓(ya)接，以🔱确保密封(fēng)，否則因爲一般(bān)爐内⚽爲負壓，該(gāi)處法蘭接✔️頭處(chu)漏氣會影響測(cè)量精度或造成(chéng)信号波動。
（3）氧傳(chuán)感器的信号引(yin)出線最好用屏(ping)蔽線，可以消除(chú)幹擾。最佳方式(shì)是使用2根2芯電(diàn)纜，一根2芯屏蔽(bì)電纜接氧電勢(shì)輸出信号🐅，一根(gēn)💰2芯KVV控制電纜接(jiē)探頭加熱🏃‍♀️連接(jie)端；如果現場條(tiáo)件不具備可直(zhí)接使用一根4芯(xīn)KVV電纜連接探頭(tóu)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(huáng)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(zhù)意該毫伏信号(hào)連接的正、負極(jí)，4腳白色線爲♌正(zheng)㊙️、3腳黑色線爲負(fù)，信号線也可直(zhi)接與引出✌️線對(duì)焊連接。（4）HMP氧探頭(tou)的标氣口一般(ban)檢測的時候封(fēng)閉，隻是在标定(ding)氣體的時候使(shǐ)用；吹掃氣口連(lián)接氣泵或者壓(yā)縮空氣管👄路，吹(chui)掃口進氣一般(ban)用一個電磁閥(fa)等閥門控制，一(yī)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(yǒu)其他氣體進入(ru)采樣管。在此特(te)别說明一點，使(shǐ)用廠方的壓縮(suo)空氣吹掃探頭(tóu)必須😘保證壓縮(suo)空氣中不含有(you)水份，即對所采(cai)用的㊙️壓縮空氣(qi)必須進行氣水(shui)分離㊙️處理。
　
第四(sì)部分 HMP氧傳感器(qì)的使用和維護(hu)
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(kòng)制以後傳感器(qì)才🙇‍♀️能正常工作(zuo)，冷态下輸出的(de)是随機信号，不(bu)代表任何意義(yi)！HMP氧傳感器在接(jie)入加熱控制以(yǐ)後📱，在室溫條件(jiàn)下既可以開始(shǐ)正常的氣氛檢(jiǎn)測。一般的探頭(tóu)調零就是在室(shì)溫下，加熱探頭(tóu)以後通過對🧡空(kong)氣的測量，用數(shu)字萬用表測量(liang)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(líng)位偏差來修正(zhèng)儀表顯示的氧(yǎng)濃度。
二．新裝或(huo)更換氧傳感器(qi)時的注意事項(xiàng)：
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(yi)的氧濃度顯示(shi)值。不進行此項(xiàng)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(yu)實際濃度産生(sheng)偏差，從而影響(xiǎng)🌈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(dian)勢，該電勢數值(zhí)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(shì)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(tou)信号進行标定(dìng)修正就是很必(bì)要的工作，否則(ze)顯示氧濃度與(yǔ)實際被測氣氛(fen)的氧濃度就會(hui)存在較大偏差(chà)，滿足不了現場(chǎng)生産的需要，甚(shèn)至誤導控制影(yǐng)響生産。
修正參(cān)數時可以參考(kao)最後附表提供(gong)的理論數值（該(gāi)表🏃‍♂️爲純理論計(ji)算數值，工程應(yīng)考慮偏差），對應(yīng)工程實際對測(ce)量🚶‍♀️系統進行相(xiàng)應調校。具體的(de)修正一般通過(guò)🔴标準氣體标定(dìng)進行，方法是将(jiāng)計量核定确⛱️認(ren)的标準氣體通(tōng)過标氣口通入(ru)探頭，測量此時(shi)輸出氧電勢及(jí)儀表顯示氧濃(nóng)度，儀表顯示氧(yǎng)濃度應該與标(biāo)準氣體濃度相(xiang)同，存在偏差則(zé)修正儀🏒表線性(xìng)參數；标🌏準計量(liàng)要求最少使用(yòng)三種不同标準(zhǔn)氣體标定系統(tǒng)，這樣經過三次(ci)标定重複💃修正(zheng)好系統線性，保(bao)證系統正常工(gong)作。　　
三．積塵對氧(yǎng)傳感器的影響(xiang)及吹掃清除方(fāng)法：
由于氧傳感(gǎn)器是長期在線(xiàn)檢測測量的器(qì)件，鍋爐❄️等設備(bèi)（尤其🌈是煤燃燒(shao)爐或者燒粉窯(yao)爐等）産生的🔞粉(fěn)塵❤️會堵塞導氣(qì)采樣管道，造成(chéng)測量的氣氛數(shù)值失真甚至無(wu)法🙇🏻測量氣氛，此(cǐ)時🔅必須定期對(duì)采樣管中的積(ji)塵進行吹掃處(chu)理，吹掃🌍時間的(de)長👣短視積灰程(chéng)度确定，這種吹(chuī)掃方法要求氧(yang)分析🤟儀具有相(xiang)應功能或者配(pei)套♉使用氧傳感(gǎn)器的維護裝置(zhì)，如🆚果用戶沒有(you)這些裝置隻能(neng)安裝手動閥門(mén)控制壓縮空氣(qì)或氣泵定期通(tong)入吹掃氣口對(dui)探頭❄️進行除塵(chen)工作，但此時必(bì)須注意以下情(qíng)況：
（1）由于在吹掃(sao)的過程中，氧傳(chuán)感器的氧電勢(shì)會下降，最低❓有(you)可能會降到1、2mv，這(zhè)時檢測的氧電(dian)勢不代表爐内(nèi)的氣氛💜，此點必(bì)須要注意；
（2）吹掃(sao)空氣的流量要(yao)保證能夠去除(chu)積灰，吹掃過程(cheng)中🤞可注意氧傳(chuán)感器的氧電勢(shi)輸出值，如果氧(yang)電勢🔴值始終沒(méi)有下降，表🏃‍♀️明空(kong)氣流量太小，積(jī)塵沒有清💜理，應(yīng)予以調節👅或者(zhe)檢查吹掃管道(dào)，可🧑🏾‍🤝‍🧑🏼能吹掃管道(dào)已經堵死；
（3）吹掃(sǎo)口的通道是與(yu)爐内直接相通(tong)的，每次在吹掃(sao)⭕完畢後👅，應💋關閉(bì)閥門堵死吹掃(sao)孔，防止因爐内(nèi)負壓空氣進入(ru)，影響氧傳感器(qì)的檢測；
由于燒(shāo)碳黑工作在現(xian)場環境下較爲(wei)複雜，容易産生(sheng)人爲誤🔅操作。爲(wèi)了提高碳勢傳(chuan)感器檢測的準(zhun)确性和使用壽(shou)命，降低人爲操(cao)作失誤，建議最(zui)好采用我公司(si)生産的專門爲(wèi)我公司氧傳感(gǎn)🔴器設計的HM-OS系列(liè)氧分析♌系統，該(gāi)系統儀表可以(yǐ)提供定期吹掃(sǎo)功能，控制電磁(ci)閥定期通斷吹(chui)掃（詳細情況請(qing)參見有關資料(liao)或向我公司咨(zī)詢）。
特别提醒：在(zai)分析氧傳感器(qì)的好壞時應将(jiāng)其視爲一個🐪單(dan)💜獨的檢測部件(jian)。在檢測氧傳感(gan)器的氧電勢時(shí)應✊把與氧傳感(gan)器連接的所有(yǒu)導線斷開，用高(gao)内阻的數字表(biǎo)在氧傳感器的(de)輸出端直接檢(jiǎn)測氧電勢。通過(guo)檢測氧電勢，與(yu)正常使用時的(de)數值相比較✂️。

四(si)．确保氧傳感器(qì)在保質期内正(zhèng)常地爲您工作(zuo)：
氧傳感器是一(yi)種很精密的檢(jian)測裝置，它的核(he)心部件爲陶瓷(cí)，而且長期在線(xiàn)工作，正确地使(shǐ)用和精心的維(wei)護對保證氧傳(chuán)感器正常工作(zuò)是非常必要的(de)。用戶應按照本(ben)說明書的要求(qiu)嚴格安裝，正确(què)使用和維護氧(yǎng)傳感器。如果氧(yang)傳感器出現故(gu)障，用戶無法自(zi)行解決時，請立(lì)即與我們聯系(xì)，我們将與您共(gòng)同分析故障原(yuan)因，及時予以維(wéi)修。禁止用戶自(zi)行拆開氧傳感(gan)器，否則會造成(cheng)無法修複的損(sun)壞，并将使保質(zhì)期失效。

五．氧傳(chuán)感器的保修：
本(ben)公司對所有本(ben)公司銷售的氧(yang)傳感器均有一(yī)年免費保修🧡期(qī)，對于符合保修(xiū)條件的傳感器(qi)我們均予以免(miǎn)費⚽維修。對于因(yin)用戶沒有按照(zhào)本說明書的要(yào)求安裝、使用和(hé)維護而造成損(sun)壞的傳感器，本(běn)公司不承擔保(bǎo)修義務，隻負責(ze)有償維修，視具(jù)體情況收取維(wéi)修費📱用。

對于出(chu)現以下故障的(de)傳感器，本公司(si)将不負責免費(fèi)☂️保修：
1． 因安裝不(bú)當、疏于維護或(huo)設備故障，造成(cheng)傳感器嚴重積(jī)碳，無♊法🏃‍♂️通過正(zheng)常燒碳黑恢複(fú)的傳感器。
2． 沒有(you)按照說明書的(de)要求安裝，造成(cheng)外電極管變形(xíng)、腐蝕的傳感器(qì)。
3． 因保護不當，造(zao)成内部瓷管斷(duàn)裂的傳感器。
4． 用(yong)戶自行拆卸過(guo)的傳感器。
5． 其他(ta)因沒有按照本(běn)說明書要求安(ān)裝、使用或維護(hu)，而造🏃‍♀️成損壞的(de)傳感器。
特别提(ti)醒：我公司所有(yǒu)發出的傳感器(qì)均有專門設計(ji)的🚶‍♀️包裝箱和可(ke)靠的保護填充(chōng)減震物，通過正(zhèng)常運輸過程，包(bao)裝箱完好的情(qing)況下，傳感器不(bu)會産生損壞，請(qǐng)用戶在☂️搬運過(guo)❌程中一定要使(shǐ)用原包裝。當用(yòng)戶需要💰将損壞(huai)的傳感器發回(hui)本公司維修時(shi)，請🤩務必采用我(wǒ)公司傳感器的(de)原包裝箱和原(yuán)填充減☀️震物，可(kě)靠包裝🔅好，不要(yao)采用其他的包(bāo)裝。請通過鐵路(lu)或航空發運，不(bu)要通過郵局發(fā)運！
如果因用戶(hù)搬運不當，或返(fan)修傳感器包裝(zhuāng)、發運不當，造成(cheng)新購或返修傳(chuan)感器内部瓷管(guǎn)斷裂的，我們将(jiāng)不承擔免費保(bǎo)修㊙️的義務！
附表(biao)：700℃時氧毫伏與氧(yǎng)濃度（O2％）理論對應(ying)數值：
氧毫伏數(shù) O2％濃度 氧毫伏數(shù) O2％濃度 氧毫伏數(shu) O2％濃度 氧毫伏數(shù) 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
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