加热加热加热加热炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案HM-OSTHM-OSTHM-OSTHM-OST氧含量检测系统氧含量检测系统氧含量检测系统氧含量检测系统技技技技术术术术方方方方案案案案2013-04-25加热加热加热加热炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案一．概述我公司针对加热炉的需求开发出了HM系列气氛残氧检测自动控制系统。系统检测元件采用世界上目前技术最先进的澳大利亚进口SirO2氧化锆传感器和陶瓷加热器为核心。氧化锆氧传感器是利用氧化锆陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧分压，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保护气氛防氧化检测、保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期节约能源和保护环境。二、系统方案：系统均采用澳大利亚进口SirO2氧化锆传感器为检测元件，我公司自主研发的OA300型氧含量变送器为显示变送元件，配置HM-OS维护仪为系统提供参比气等功能，将显示变送器集成在维护仪内，成为一整体，直接壁挂安装在测量现场。分析数据现场显示记录，并通过4-20MA标准模拟信号将分析数据远传至炉子中控室参与控制。整套系统结构简单，显示直观，操作维护方便，使用寿命长。系统配置如下：图（1）HM—OST氧含量在线分析系统配置图－HMT氧探头PSZ01B维护仪氧含量4-20mA输出OA200Z分析仪~220V电源信号（四芯屏蔽电缆）吹扫控制（二芯电缆）截止阀吹扫电磁阀滤水器仪表气源吹扫气截止阀标定气现场控制室吹扫控制（二芯电缆）信号（四芯屏蔽电缆）图例：电气连接气路连接截止阀参比气加热加热加热加热炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案三、系统介绍：1.氧传感器工作原理氧传感器是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压(即氧浓度)时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧的引出电极，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。它服从能斯特(Nernst)方程：式中E为氧传感器输出的氧电势(mv)，Tk为被检测气氛的绝对温度（K），P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。实际应用时，将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本（通常为空气），我们称之为参比气。另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛，详见图1。碳势传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。参比气为空气时，可表示为：式中E为氧传感器输出氧电势；Tk为被检测气氛的绝对温度；P02为气氛的氧分压（即氧含量）。HME氧传感器内置自加热装置，通电后温度恒温在700度，这样Tk数值基本是恒定的，从而通过上式可以直接测量气氛氧分压浓度。2、HM-OST系统系统由HMT氧探头、OA300分析变送器和HM-OS维护仪三部分组成。)PP(T.Ek21ln02150=E.T.PkO=0021502092ln参比气(空气)＋－氧电势内电极氧化锆外电极图1氧传感器工作原理图被测气体（炉气）加热加热加热加热炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案炉氧含量检测系统技术方案1）HMT氧探头HMT氧探头采用的澳大利亚进口的SIRO2氧化锆氧传感器，是真正的直插式结构，不带加热器，不需要采样装置，直接插入650-1700℃的气氛中测量氧含量，结构简单，故障率极低。内置温度传感器测量被测气氛的温度，即使气氛温度波动，也不会对氧含量计算造成影响由于传感器直接插入被测气氛，没有加热器，没有任何外界因素干扰，因此可以测量到极低的氧含量（测量渗碳气氛时，可以测量到10-23ppm的氧含量）。而且反应速度快（<1秒）。特别适用于需要快速反应，进行闭环控制的场合。保护管材质为高温合金或钢...
