1、氧化鋯分析儀的工作原理
玻璃行業(yè)目前常用氧分析儀主要有電化學(xué)式氧分析和氧化鋯式氧分析儀2種類型。
電化學(xué)式氧分析儀采用氧電解池，氧氣在電解池陰極上產(chǎn)生電解反應(yīng)而被還原，產(chǎn)生與氧體積分?jǐn)?shù)成正比的電流，從而測(cè)得氧氣體積分?jǐn)?shù)。氧化鋯氧分析儀依據(jù)氧化鋯測(cè)氧電池來(lái)測(cè)量氧含量。當(dāng)溫度>550℃，就會(huì)發(fā)生一個(gè)重要的自然現(xiàn)象，那就是以氧化釔為穩(wěn)定劑的氧化鋯能夠引導(dǎo)氧離子的移動(dòng)，促使氧離子移動(dòng)的動(dòng)力是氧化鋯兩側(cè)不同氧分壓，即被檢測(cè)氣體與參比氣不同的氧含量偏差。
檢測(cè)時(shí)，根據(jù)氣體擴(kuò)散原理，氧化鋯兩側(cè)會(huì)發(fā)生氧離子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，使用已知含量的空氣作為參比氣，氧離子會(huì)從高壓側(cè)向低壓側(cè)通過氧化鋯轉(zhuǎn)移，通過氧化鋯兩側(cè)的鉑金電極收集被轉(zhuǎn)移的氧離子，就會(huì)在氧化鋯兩側(cè)形成一個(gè)電壓。這個(gè)電壓信號(hào)是氧化鋯兩側(cè)氧濃度的一個(gè)函數(shù)。
德國(guó)物理化學(xué)家 Nernst 的“熔池理論”揭示了化學(xué)電池電壓的算法，并推導(dǎo)出了氧含量和氧化鋯電勢(shì)的公式關(guān)系。由于使用空氣作為參比氣，空氣中氧含量是固定的，故測(cè)量氧化鋯安裝位置的煙氣溫度后，即可依據(jù)方程式計(jì)算得到煙氣中的氧含量生成的電壓，從而得到氧含量信息。
電化學(xué)式氧分析儀為便攜式設(shè)備，測(cè)量位置選擇性靈活，測(cè)量過程中煙氣從被測(cè)量地點(diǎn)抽出，煙氣經(jīng)過冷卻、過濾過程進(jìn)入分析儀得到分析數(shù)據(jù)。
由于電解池?zé)o法不間斷測(cè)量，煙氣每次冷卻分離出的水分不定量，故造成測(cè)量精度不高，無(wú)法隨時(shí)得到氧量反饋。相比于電化學(xué)式樣分析儀，氧化鋯氧分析儀屬于高溫型分析儀，可直接固定安裝在窯爐上，與燃燒后的煙氣直接接觸，在線監(jiān)測(cè)氧量變化，具有較高的測(cè)量精度以及較短的響應(yīng)時(shí)間，因此，我們嘗試在玻纖窯爐上使用高溫型氧化鋯氧分析儀。
2、在線氧分析儀的組成結(jié)構(gòu)
在窯爐煙道合適位置進(jìn)行開孔，將高溫氧化鋯探頭直接安裝在煙氣流經(jīng)區(qū)域內(nèi)。在單元窯內(nèi)燃燒充分后的煙氣流量氧探頭，與參比氣形成氧電壓，輸入到氧量?jī)x表，被DCS系統(tǒng)讀取，用于指導(dǎo)窯爐燃燒工藝調(diào)整。
該在線氧分析儀由高溫氧化鋯氧探頭、參比氣控制單元、電氣控制單元組成。在線氧分析儀系統(tǒng)組成如圖1所示。
