氧化鋯分析儀原理、維護(hù)與常見問題解析 

氧化鋯分析儀是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的氣體分析設(shè)備，主要用于測量氣體中的氧含量。其工作原理基于氧化鋯的氧離子傳導(dǎo)特性，在高溫下，氧化鋯兩側(cè)的氧濃度差會產(chǎn)生電勢差，通過測量該電勢差即可計算出氣體中的氧含量。準(zhǔn)確理解和掌握氧化鋯分析儀的使用方法、維護(hù)要點及常見問題處理，對于保障工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定運行和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。

一、安裝與校準(zhǔn) 

安裝后不能立刻校準(zhǔn)的原因 

在安裝調(diào)試氧化鋯分析儀時，設(shè)備處于冷機(jī)狀態(tài)，此時氧分析儀顯示數(shù)值不正常。設(shè)備出廠時一般已進(jìn)行標(biāo)氣標(biāo)定，安裝后可先接線預(yù)熱，待升溫穩(wěn)定后直接插入煙道。如需標(biāo)定，應(yīng)在投用一天后再用標(biāo)氣進(jìn)行校準(zhǔn)。這是因為冷機(jī)狀態(tài)下的氧化鋯探頭可能吸附有水分或可燃性物質(zhì)，在高溫環(huán)境中，吸附水分會蒸發(fā)，可燃性物質(zhì)會燃燒，這會消耗參比側(cè)電池中的參比空氣，使參比空氣的氧含量低于正常值20.6% ，導(dǎo)致檢測器信號偏低，甚至出現(xiàn)負(fù)信號，造成測量的氧含量值偏高，甚至大于20.6%，此時測量值不準(zhǔn)確。只有待檢測器內(nèi)部的水分和可燃性物質(zhì)被空氣置換、燃燒完畢，才能獲得準(zhǔn)確測量結(jié)果。

定期校準(zhǔn)的必要性 

氧化鋯分析儀在生產(chǎn)過程中，平穩(wěn)運行會受到多種因素干擾，如鋯管老化、積灰、SO?和SO?對電極的腐蝕等。運行一段時間后，儀器容易出現(xiàn)漂移和測量誤差。因此，需要定期對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)周期通常為1 - 3個月，具體時長取決于儀器的使用環(huán)境和使用情況。校準(zhǔn)一般采用5%氮中氧標(biāo)準(zhǔn)氣體。

二、使用注意事項

 避免輕易斷電 

鋯管屬于陶瓷材料，斷電過程中會產(chǎn)生驟冷或集熱情況，可能導(dǎo)致鋯管斷裂。此外，斷電停機(jī)時，由于鋯管上的鉑電極與氧化鋯管間的熱膨脹系數(shù)不一致，會使探頭內(nèi)阻變大，甚至損壞檢測器。所以，非必要情況下應(yīng)避免氧化鋯分析儀斷電。

檢測器恒溫判斷 

氧化鋯分析儀通常自帶溫度補(bǔ)償，一般設(shè)定恒溫700度為工作溫度。若檢查發(fā)現(xiàn)溫度低于恒定值，可能是加熱未進(jìn)行、加熱絲斷裂或溫控系統(tǒng)出現(xiàn)故障與損壞。

樣品氣及標(biāo)氣壓力控制 

樣品氣進(jìn)儀器前需進(jìn)行控壓處理，進(jìn)儀器壓力不得大于0.05MPA；標(biāo)氣二次表輸出壓不得大于0.30MPA。

氣路管線檢查與維護(hù) 

進(jìn)入儀器的所有氣路管線都必須經(jīng)過嚴(yán)格查漏，且在儀器正常工作時，每半年需進(jìn)行一次系統(tǒng)查漏。氣路進(jìn)儀器前，必須經(jīng)過10u的物理過濾器，若發(fā)現(xiàn)氣阻現(xiàn)象，可先檢查過濾網(wǎng)（過濾器）。

儀器清潔與安裝環(huán)境要求 

定期清潔分析儀風(fēng)扇過濾網(wǎng)，每季度一次，若環(huán)境惡劣則需更頻繁清理，防止因通風(fēng)不暢導(dǎo)致儀器過熱。儀器應(yīng)水平安裝，遠(yuǎn)離振動源，避免因檢測器不水平造成樣品對流不均引起誤差。分析儀周圍環(huán)境要求通風(fēng)良好，不能處于密閉空間，防止因氧量不均衡引起測量誤差，且周圍切忌有可燃性氣體，以免影響檢測器的準(zhǔn)確測量。

特殊氣體測量注意事項 

當(dāng)待測氣體中含有H?、CO、CH?等可燃性氣體時，這些物質(zhì)會與氧發(fā)生反應(yīng)，消耗部分氧，降低氧濃度，從而引起測量誤差，測量時需考慮該因素以避免測量失準(zhǔn)。若測量含有腐蝕性氣體，應(yīng)先用活性炭過濾。

三、常見故障及處理

測量值偏高 

可能原因是管路密閉，需首先檢查檢測器入口是否漏氣，或者標(biāo)氣口是否打開，另外長期未校準(zhǔn)也可能導(dǎo)致測量值偏高。

測量值偏低 

可能是儀器未校準(zhǔn)或需要校準(zhǔn)；檢測氣體內(nèi)含有可燃性氣體；放空管線背壓大。

測量值波動大 

氧化鋯檢測器老化，內(nèi)阻大、電極接觸不良；樣品氣中濕度大或有水滴，在檢測器內(nèi)氣化。

測量值極限漂移，信號超量程 

可能是氧化鋯檢測器有部件損壞，如鋯管斷裂或者有裂紋、氧化鋯鋯池電極引線開路、氧檢測器老化、溫度補(bǔ)償電阻斷裂（氧含量顯示值100%）。

氧化鋯探頭老化 

氧化鋯探頭老化主要表現(xiàn)為內(nèi)阻升高和本底電勢增大。內(nèi)阻升高通常是由于探頭老化，內(nèi)阻是引線電阻、電極與氧化鋯間界面電阻及氧化鋯體積電阻三部分之和，電極揮發(fā)、電極脫落和氧化鋯電解質(zhì)的反穩(wěn)（由穩(wěn)定氧化鋯變?yōu)椴环€(wěn)定氧化鋯）都會引起內(nèi)阻升高。當(dāng)內(nèi)阻增大到接近其使用極值，會出現(xiàn)信號大跳動現(xiàn)象，有些表現(xiàn)為響應(yīng)遲緩。本底電勢是電池附加電勢，引起本底電勢增大的因素包括永存因素（如SO?和SO?的腐蝕作用、電池不對稱因素）和暫存因素（如電極積灰、空氣對流差等）。當(dāng)本底電勢E0值超過分析儀的最大調(diào)節(jié)量時，說明檢測器已損壞。