CY 系列氧化锆氧分析仪 使用说明书
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前言
氧化锆氧分析仪适用于工业炉窑烟气中氧量的连续监测，作为操作人员调节燃 风配比的依据，或与自控系统连接，实现低氧合理燃烧，达到降低燃耗、稳定工艺、 提高产品质量、减少环境污染等目的。具有显著的经济效益和社会效益。
2．2 转换器分为盘装式和壁挂式两种结构形式
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2.2.1 盘装式转换器（CY-2DA）
图 5 CY－2DA 转换器尺寸图
图 6 CY－2DA 转换器端子图
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2．2．2 壁挂式转换器（CY-2C）
图 7 CY－2C 转换器尺寸图
图 8 CY－2C 转换器端子图 3．取气装置 取气装置可分为防尘管、导流管、过滤器高温取气四种形式。
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V/F 转换及光电耦合器，实现了输入、输出以及电源三隔离，使整套仪器以及与其相 连的自控系统长期稳定运行有了可靠保证。
温度补偿信号由 AD590（温度传感器）提供。该元件安装在检测器接线盒内。（如 果检测器与转换器间的热电偶信号用补偿导线传送，则应将 AD590 移至转换器接线 端子“CJ”处），AD590 为一电流型元件。温度变化时输出电流相应改变。
4.成套配置 4．1 选择气样有代表性的位置，炉体密封性好，开口处气流通畅，避开不流畅 区,检测器安装点最佳温度为 400--500℃。以电厂锅炉为例，安装点在省煤气和预热 器中间。 4．2 选择检测器长度可采用以下方法 * 直插式长度为：400mm 以上+炉墙厚度 * 导流时：导流管长度为 400mm 以上+炉墙厚度,探头长度为不应小于炉墙厚度。 4. 3 下面介绍以下几种取样方式 * 直插式，高粉尘场合，检测器应加外套防尘管，见图 15
氧电势值 E 符合能斯特方程：
E=R4TFLn
PA PX
式中：R-气体常数 T-锆管的绝对温度 F-法拉第常数 PX-被测气体氧浓度百分数 PA-参比气氧浓度百分数，一般为 20.6％。
这样，如果把氧化锆管加热至大于 600℃的稳定温度，在氧化锆管两侧分别流过 被测气体和参比气体，则产生的电势与氧化锆管的工作温度和两侧的氧浓度有固定
生产的 CY 系列氧化锆氧分析仪检测器，采用获得国家发明专利的新技术(专利号 87104586)，在提高探头寿命方面有显著作用，探头寿命最高可达 2－3 年，维护量 甚微，该仪器自 86 年面世以来，已在全国大多数省市、自治区的大中企业中运行， 应用的行业有冶金、化工、电力、建材、轻工、城市小区供热锅炉、环保监测车等。 并在替代进口产品方面取得显著成绩。
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4.4.2 电缆导管 建议用外直径为 22mm 的管子或外径为 19mm 的软管做电缆导管。 电源线或接地线导管与信号线导管应尽量分开，以免引起噪声干扰。 4.5 成套配置及备件表
序 产品名称 型号及类别 单位 号
技术条件及规格
A01 氧化锆分 低温 A 型 析仪
1 套 检测器：180mm、400mm、600mm 耐烟量 <600℃转换器：A：CY-2DA 输出 0-10mA 或 4-20mAB:CY-2H 输出 0-10mA 或 4-20mAC:CY-2C 输出 0-10mA 或 4-20mA 显 示范围：80VA（最大 120VA）防尘管：插 入长度 250mm、500mm、700mm
2．1 转换器由以下 5 部分组成： 2.1.1 输入信号处理转换部分 安装在现场的检测器有两种测量信号输出，即氧电势 E(mV)和热电偶信号(mV)， 为了解决系统连接时的电位匹配，抑制可能来自检测器及系统各部分的干扰，串扰， 屏蔽若干个装置之间的地电位等问题，两路信号分别采用了高精度小信号放大器，
2．1.3 控温电路
本仪器采用恒温控制，浮温计算的方法。即氧传感器工作温度恒定为一常量， 故转换器需要对检测器内部的电炉控温，本仪器设定温度值为 750℃，运算程序采用 模糊控制算法并由单片机的高速输出口输出控制信号，经光电隔离、驱动后控制双 向可控硅触发极，实现温度稳定控制。
2．1.4 模拟量输出部分
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四、安装
1. 转换器 1．1 转换器的安装部位应满足下列条件： * 尽量避免机械震动 * 避免腐蚀性气体 * 周围环境温度应在标准范围之内 * 避免强磁场干扰 * 避免动力线、马达、励磁继电器、泵等的干扰 * 提供充足的维护空间 * 转换器应尽量安装在靠近检测器处，距离不超过 100m 为宜 1.2 盘装式转换器(CY-2DA)安装
该仪表转换器采用了 16 位的 INTEL80C196 系列单片微处理器，具有很高的运算 速度，锆头控温更加稳定，测量精度大大提高。小信号处理采用隔离放大电路，数 据更加可靠，还增加了浮温氧含量计算，以及数据保持专用芯片。这是仪器长期运 行的重要保证。
一、氧化锆测氧工作原理
仪器所使用的氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质，是在纯氧化锆中掺入氧化 钇或氧化钙，在高温上烧结成的稳定氧化锆。在 600℃以上高温条件下，它是氧离子 的良好导体，一般做成管状。见图 1、图 2
三、氧化锆氧分析仪构成
该仪器由三部分组成：氧化锆检测器、氧化锆转换器和取气装置 1．检测器
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检测器为直插式结构，见图 3，氧传感器安装在检测器头部。检测器设有标准气 路，可由转换器对检测器进行在线标气操作。图 1 中所注“标气入口”即为校准操 作时使用。如不进行校准操作，请务必将此口堵死，以防止空气泄漏进去，引起测 量误差。其“参比气入口”在任何时间都要开放，保持与大气相通。
转换器开孔尺寸： 75+1× 150+1 1.3 壁挂式转换器(CY-2C)安装：
图 9 CY-2C 转换器安装图
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* 表盘安装：取下转换器两侧的固定板块，将其插入机柜面板，面板开孔尺寸 如图，用固定板块将其固定。
* 墙壁安装：将固定板块倒过来，转换器壳底部紧靠墙壁并固定。 * 管子安装：将转换器用管安装附件固定在管子上。 2.炉体法兰安装：建炉体或检修时，首先预埋焊炉墙埋管。当安装氧分析仪时， 炉体法兰焊接在炉墙埋管上，见图 14。其中 L>20,D>110。
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的关系。如果知道参比气体的浓度，则可根据氧化锆管两侧的氧电势和氧化锆管的 工作温度计算出被测气体的氧浓度。
CY 系列氧分析仪的控制温度范围为 750℃±2℃。
二、氧化锆氧分析仪技术规格
* 测量对象：各种工业炉窑烟气，混合气体浓度 * 测量元件：氧化锆管 * 测量范围：显示 0-20.6VOL%O2
图 3 氧化锆检测器结构图 （以检测器标准长度 400mm 为例） 检测器接线盒内共有 8 根引线端子图 4，检测器有温度传感器（AD590），所以 由检测器向转换器传送热电信号时不必用补偿导线，如果使用了补偿导线，在安装 本仪器时，应将温度传感器（AD590）移至转换器的接线端子“CJ”处。 检测器标准长度有六种：180mm，400mm，600mm，800mm，1000mm，1200mm
见安装图 15
A02 氧化锆分 低温 B 型 析仪
1 套 检测器、转换器、变压器同上导流管： 800mm、1m、1.2m
中温型≤900℃ 高温型≤1400℃ * 重复性：满量程的±0.5% * 基本误差≤±2%（满量程） * 稳定性≤±1%（仪器连续检定 4h） * 响应时间：当标准气体从检测器入口引入时计，5 秒内达到 90%的响应 * 环境温度：检测器 -10℃～80℃ 转换器 0℃～40℃ * 电源及功耗：电源 220±10%VAC，功耗最大为 150W * 检测器约 5Kg，转换器约 5Kg
本仪器的模拟量输出是利用 80C196 单片机的 PWM 信号。此信号首先通过光电耦 合，经平滑滤波后变为模拟信号，再经 V/I 转换电路，最后输出与被测氧含量相对 应的电流信号。
2．1.5 键盘、显示部分
键盘、显示部分主要由可编程键盘\显示器接口芯片 8279 和部分驱动电路组成。 8279 芯片对显示器自动扫描，能识别键盘上闭合键的键码。CPU 只需对 8279 送显示 数据和读取键码。所以使用 8279 后提高 CPU 的工作效率。
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图 4 检测器端子图 2．氧化锆转换器 转换器由氧量输入及转换单元、盘显示及控制单元、检测器炉温控制单元、氧 含量对应电流输出单元等组成。采用微处理器控制，仪表系统的稳定性、可靠性及 安全性都大为提高，运算程序采用模糊控制算法的恒温（750℃）控制，浮温计算的 方式。配合计算机数字调校功能，保证了仪表准确、可靠运行。转换器的主要作用 是将检测器测得的氧电势信号 E(mV)转换成数字量。CPU 对数值运算、处理得到氧含 量值送到显示器显示，并且输出与氧含量对应的电流值（4-20mA 或 0-10mA），同时 转换器要对检测器内工作电炉进行控温，使氧化锆管工作温度稳定在 750℃（±2℃）， 除此之外，转换器还可以通过按键选择显示温度值（℃）、氧电势值(mV)、以及对检 测器进行在线校准操作等。
图 13 高温引流式安装
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图 14 高温抽气式安装 4．4 配线与配管 4.4.1 表选择电源电缆和信号电缆，需注意仪器安装处的环境温度，导线电阻及 噪声源，还要考虑检测器与转换器之间的布线路径，使用电缆可参考下表选用。
60℃以下
60-80℃
80-150℃
信号电缆 六芯电缆，每芯截 六芯电缆，每芯截 六芯电缆，每芯截
（1）氧电池信号 面 1 平方毫米，带 面 1 平方毫米，带 面 1 平方毫米，带
（2）热电偶信号 聚氯乙烯绝缘保护 耐热聚氯乙烯保护 600V 级硅橡胶及玻
(3）补偿信号
层
层
璃纤维辨带保护层
加热炉电缆
两根截面为 1 平方 两根截面为 1 平方 两根截面为 1 平方
毫米的导线
毫米的导线
毫米的导线
对于信号线，用屏蔽线更好，将屏蔽线接地，如果信号电缆不是屏蔽线，安装 时应尽量远离加热炉导线或大型马达供电线。