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ZO---Ⅲ型 智能氧化锆氧量变送器使用说明书

目 录

一．简介… … … … … … … … … … … … … … … … … … … (2)
二．工作原理… … … … … … … … … … … … … … … … … （2）
三．仪表结构… … … … … … … … … … … … … … … … （3）
四．安装、调试… … … … … … … … … … … … … … … … …（7）
五．故障与维修… … … … … … … … … … … … … … … … （9）

六．校验… … … … … … … … … … … … … … … … … … （10）
七．装箱单… … … … … … … … … … … … … … … … …… （10）
八．氧含量电势、电流对照表… … … … … … … … … … … …（12）

一、 简介：
ZO系列氧化锆智能氧量变送器，是一种直接插入式氧气传感器，氧化锆测量头装在探头前端直接插入燃烧生成的气流中。它可以用于电力、石油化工、冶金建材等各种大、中型工业锅炉，对锅炉尾气含氧量连续测量和控制；确定最佳燃烧工况，提高燃烧效率，节约能源，减少环境污染，为生产自动化提供可靠的测量数据。
ZO—III型氧化锆智能氧量变送器，采用了较先进的AVR系列单片机－AT Mega16、可编程放大器、开路检测电路、输入切换电路等，使得仪表性能、精度和稳定性大大得以提高。采用了与以往仪表不一样的硬件设计和单片机程控控温算法，因此具有相应稳定的控温能力和长使用寿命。具有智能调节功能，使数据显示、功能控制更具有人性化；可与各类型DCS数据接入设备连接。使仪表的操作变的简单，容易掌握。
在氧化锆测量探头上，对氧化锆浓差电池，采用了先进纳米的生产技术，在电极涂层上添加抑制电极老化的添加剂。大大提高了氧化锆测量探头的使用寿命。

二、 工作原理：
氧化锆是一种高温电解质浓差电池，在数百度的高温环境下，具有能产生氧离子迁移的导电性能，由于被测气体（烟气或其它气体）与参比气体（空气或其它气体）在氧化锆两侧铂电极的氧分压不同，在两极间有一定数量的氧离子迁移而产生了氧浓差电势，其电势值与氧浓度的关系，可以用能斯特（Nernst）公式来表示：
E=RT/4F×LnP1/P2
式中：E—氧浓差电势（V）
R—理想气体常数（8.314J/moLK）
T—绝对温度值（K）
F—法拉第常数（96500c/moL）
P1—参比气体分压（空气）
P2—被测气体分压
变送器把所测量出的数据，经单片机计算转换，将氧含量在显示屏上显示出来，同时转换成电流信号供计算机或计录仪使用。
三、 仪表结构：仪表由测量和显示两部分组成。
1、 测量部分：
即氧化锆氧量检测仪（又称一次仪表）。它包括氧化锆电极、 加热器、电偶、陶瓷过滤器及不锈钢外套等。在使用中将氧化锆氧量检测仪直接安装在锅炉尾部气流平稳不漏气的地方即可进行连续测量，不须要其它的采样系统。但锅炉的种类不同，安装的位置及方式不同，分直插式和旁路烟道式及引出式。规格有L：1200mm、900mm、500mm、350mm等。氧化锆氧量检测仪带有标准气检验孔，可以在工作现场直接对一次仪表进行检验。氧化锆氧量检测仪结构及安装法兰图如图（一）。

※注意：安装法兰图应距锅炉墙体100mm

安装法兰
结构及安装法兰图（一）
氧化锆氧量检测器（一次仪表）主要技术指标：
（1）、测 氧 范 围：0.1—100% PPm级
（2）、精 度：±3%
（3）、响 应 时 间：30秒超过过程变化的90%
（4）、加热 器 功率：100W
（5）、被测烟气温度：小于750℃ 大于750℃外加引出系统
（6）、工 作 温 度：700±10℃
（7）、热电偶分度号：K
（8）、开孔法兰尺寸：内孔Ø65—Ø70mm 外圆Ø160mm
固定螺丝孔在Ø130分度圆上4—Ø15（均分）
法兰盘距炉壁100mm （见图1）
(9)、校 验 气 体：压力：0.7Kg/cm2 流量：1.4—2.8L/min
建议标气浓度(O2)：2.0% 6.0% 10.0%
注意：如在室外安装，接线盒应安装有防雨装置安装位置无强震动
2、 显示、控制部分：
既氧化锆智能氧量变送器（又称二次仪表），它是由以单片机为核心的电子部件组成，包括数据处理，氧量、温度、报警等显示，加热器控制，电流输出、报警输出等。可随时对测量误差进行修正，改变输出、控制方式和报警点等。
氧化锆智能氧量变送器（二次仪表）主要技术指标：
（1）、工 作 电 源： 220V±10% AC 50Hz 200W
电 源 保险容量：3A
（2）、显 示 方 式： 6位数码管显示＋6LED指示
温 度 显 示： 0℃－999℃
氧 浓 度 显 示： 0.0%－99.9%
氧 电 势 显 示： ±200.0mV
（3）、温度控 制精度： ±3℃
（4）、氧含量变送输出： 4－20mA（默认）或0－10mA(RL<=300Ω)
（5）、氧含量变送满度： 20.6%，20%（默认），10%，5%
（6）、氧含量变送精度： ±1%
（7）、升温时间（从室温）：约60分钟
（8）、报警输出接点容量：AC250V 5A/ DC30V 3A
（9）、工 作 温 度： 0℃－40℃
（10）、安 装 尺 寸： 盘表开口尺寸152×76（A2、B2型），
152×152（A3、B3型）插入深度120 mm2
挂表外型尺寸250×200×90（A1、B1型）
（11）、接 线 说 明：
AC 220V：接220V AC50Hz电源（隔离电源），导线截面积不小于1.5mm2
加热器： 接氧化锆探头内的加热器，导线截面积不小于1mm2
K＋、K－： 接氧化锆探头内的K型热电偶（注意极性）
O＋、O－： 测氧探头氧信号输入（注意极性），必须用屏蔽线
mA＋、mA－：氧浓度电流变送输出
AH： 氧量高报警输出接点
AL： 氧量低报警输出接点

接 线 图
仪表使用说明
1、仪表面板上有4个按键，功能如下：
进入参数设置状态，进入参数输入状态，保存当前参数；
参数输入状态时的移位，退出；
切换显示模式，选择前一个参数，当前闪烁位数字－1；
切换显示模式，选择后一个参数，当前闪烁位数字+1；
2、仪表面板指示灯
O2% 表示当前数码管显示为氧量百分比浓度；
℃ 表示当前数码管显示为工作温度；
mV 表示当前数码管显示为氧电势mV；
AH 点亮时表示当前氧量高于高报警点；
AL 点亮时表示当前氧量低于低报警点；
Run 点亮并伴有快速的闪烁表示仪器工作正常；
3、显示方式：仪表有以下4种显示模式：
方式0 自动，当温度高于600℃时显示氧含量，O2%指示灯点亮，数码管左侧显示“o”；温度低于600℃时显示温度，℃指示灯点亮，数码管左侧显示“t”；
方式1 工作温度显示，℃点亮，数码管左侧显示“t”；
方式2 氧电势mV显示，mV指示灯点亮，数码管左侧显示u”；
方式3 加热器功率显示，O2%、℃、mV指示灯均不点亮，数码管左侧显示“HP”；
4、显示模式的切换：，通过按 键可以在不同模式间顺次切换；
5、用户参数：
输入操作密码；一般操作无需密码；
设定氧量高报警点，达到报警点，继电器输出接点接通；
设定氧量低报警点，达到报警点，继电器输出接点接通；
本底电势修正：将当前氧电势作为本底电势清除；
氧含量修正：根据输入的数值修正氧浓度显示；如：当前显示为8%，实际氧量为9%，则可以输入9.00%，而后在运行状态下显示就会变为9.00%；
设定冷端温度，将仪表所在处的温度正确输入即可；
退出到运行状态；
6、设定参数的步骤：
(1).本底修正: 在被测气体为空气状态下;按 键,仪器显示 再按 键或 键; 仪器显示 时, 按 键四次,仪表将自动修正本底电势。
(2). 氧量修正:按 键,仪器显示 ,再按 键或 键; 仪器显示 时, 按 键,将仪器显示值，修正为已知值；再按 键，氧量修正完毕。
（如：用6%标气标定仪表；仪表显示为7%，可将7修定为6即可）。
(3). 高报警设定:按 键,仪器显示 ,再按 键或 键; 仪器显示 时, 按 键,将仪器显示值，修正为报警值；再按 键，报警值设定完毕。
(4). 低报警设定:按 键,仪器显示 ,再按 键或 键; 仪器显示 时, 按 键,将仪器显示值，修正为报警值；再按 键，报警值设定完毕。
(5). 冷端温度设定:按 键,仪器显示 ,再按 键或 键; 仪器显示 时, 按 键,将仪器显示值，修正为值冷端温度；再按 键，冷端温度值设定完毕。(出厂时设置完)
(6). 恢复默认参数:按 键,仪器显示 ,再按 键,将仪表显示设定为“8368”时, 按 键,仪表恢复出厂默认参数。该项功能用于参数设置混乱后的快速恢复
(7).退出设置状态：在设置状态下，按 键或 键; 仪器显示
时, 按 键或按 键,仪器退出到运行状态。
四、 安装、调试：
1、 检测器安装（一次仪表）：
检测器安装图（三）
检测器安装点要求烟气有代表性，无强震动、燃烧充分、无明
火、气流稳定、无漏风现象及操作维护方便。一般选在烟气出口或过热器后。安装方式分直插式、旁路烟道式和高温引出式被测点的烟温应小于750℃。大于750℃时，用引出式或旁路烟道式。室外安装时，应有防水、防雨设施。具体安装方法如图（三）
※注意：检测器插入烟道时，应缓慢插入，标气孔朝下方
2、 变送器的安装（二次仪表）：
变送器的安装位置要求应无腐蚀性气体、无强磁场干扰，环境温度在0—40℃、相对湿度15—80%的场所。
3、 选线：
a、 电极引线用铜芯屏蔽导线
b、 热电偶选用补偿屏蔽导线 分度号：K
c、 加热器选用≥1m2铜芯导线。空气开关或保险丝容量：3A
※ 注意：电极、电偶导线要与强信号线分开
盘式前、后面板图如图（二）

挂式面板及接线图（二）

五、 故障与维修注意事项：如表（一）
分 类
故 障
现 象 分 析
处 理

一

次

仪

表

故

障
电偶断或电偶导线未接好
FAUFT指示灯亮，
状态：电偶断，加热器不加热。
更换电偶，检查导线。
加热器故障
加热器不加热，测量加热器阻值为无穷大。
更换探头
超温
仪表上电短时间温度超700℃。原因：a：仪表没有隔离电源。b: 二次仪表可控硅烧毁。
a：隔离电源。
b: 与生产厂家联系。
电极老化
电极内阻大于1K，本底电势高，响应时间长。
调整本底电势，或提高加热器温度。
环境漏气
氧量显示高，随风量变化迟缓。
检查连结法兰和被测点周围有无漏风点。
电极损坏
氧量无变化，接近空气含量。
更换电极。
灰堵
氧量变化迟缓、滞后。通标气显示正常。
清扫过滤器灰尘。

干

扰
环境干扰
二次仪表显示不正常，用万能表测一次表输出正常。
检查连接导线，强、弱信号线是否分开。弱信号线是否用屏蔽导线。
二次仪表故障
二次仪表故障
二次仪表显示不正常，用万能表测一次表输出正常。
与生产厂家联系。

注意事项
1、氧含量变送输出的负载电阻不要大于300欧姆，否则会影响变送精度。
2、仪表工作电源若电压变化幅度较大，应加以稳压。
3、加热器不分极性，但是不可以短路。
六、 校验：
1、 工具：四位半万能表一块，1—10%（氧含量）标气1—3瓶，Ø6通气管一根。
2校验（简单）：将仪表按要求连接完毕后，上电恒温（700℃）四小时，在空气中用万能表测量一次仪表电极输出（mV）值，此值为本底电势。再通入标气（流量200 ml/min），用万能表测量一次仪表电极输出（mV）值，并与理论值比较其误差，应小于10%。
详细测量按<<中华人民共和国国家计量检定规程>>JJG535—执行。校验连接图如图（四）

校验连接图（四）
七、装箱清单：
1、 氧化锆氧量变送器一台；
2、 氧化锆氧量检测器一支；
3、 使用说明书一份；
4、 出厂检验合格证一份
注：以上规格如有变动，以随表附带的说明书为准，恕不另行通知。
如有特殊要求，请与厂家联系。

表（二）：氧含量电势、电流对照表
显示（O2%）
电势（mV）
电流输出（4_20mA）
O2： 0.1_10%
O2：0.1_20%
20.6
0

20.0
0.62

20.0
19.0
1.695

19.2
18.0
2.828

18.4
17.0
4.026

17.6
16.0
5.297

168
15.0
6.650

16.0
14.0
8.096

15.2
13.0
9.649

14.4
12.0
11.330

13.6
11.0
13.150

12.8
10.0
15.150
20.0
12.0
9.0
17.360
18.4
11.2
8.0
19.830
16.8
10.4
7.0
22.620
15.2
9.6
6.0
25.860
13.6
8.8
5.0
29.680
12.0
8.0
4.0
34.350
10.4
7.2
3.0
40.380
8.8
6.4
2.0
48.880
7.2
5.6
1.0
63.410
5.6
4.8
0.1
111.680
4.0
4.0

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