一种氧化锆分析仪校验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种氧化锆分析仪校验系统，属于仪器仪表校验设备技术领域，包括标定气体箱，还包括架设在炉膛外侧的竖向转轴、与竖向转轴固定连接的转盘、以及架设在转盘上端面的升降机构，转盘上沿圆周方向均匀设置有至少两个竖向的通孔，通孔内插装有具有弯折自由度的标定气输送管，标定气输送管与标定气体箱一一对应连接，标定气输送管的上端借助伸缩管与固定在转盘上的标定气体箱连通，标定气输送管与升降机构连接具有升降自由度，使标定气输送管的下端穿过固定在转盘下方的导向管延伸到氧化锆型氧传感器内部。可以实现现场标定，而且可以降低因为不同浓度的标定气体混合而产生的浓度差，可以提高标定的准确度，结构简单，操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锆分析仪校验系统
本技术属于仪器仪表校验设备
，具体涉及到一种氧化锆分析仪校验系统。
技术介绍
锅炉燃烧系统中，烟气中的氧体积分数是发电厂、石化生产装置生产过程严格控制的操作参数。锅炉烟气氧体积分数主要用于锅炉炉膛风量的流量控制，以此判断燃烧是否充分。炉膛供风量不足，致使燃料燃烧不充分，烟气中含有大量的一氧化碳和碳，被烟气从烟道中带走，造成环境污染。炉膛供风量过大，燃料燃烧充分，空气中的过量氧、氮与燃料中的硫生成二氧化硫、氮化物等有害物质，同时带走大量的热能，不仅造成环境污染，而且浪费热能。为了提高热能利用效率，必须对锅炉烟道中气体的氧体积分数进行监测。氧化锆分析仪可以完成烟气中氧体积的测量。氧化锆分析仪的具体结构如图1所示，包括氧化锆氧探头(检测器)和转换器(二次表)两部分，氧化锆氧探头包括检测室和接线室，检测室内固定有氧化锆型氧传感器，检测室侧壁上设置有参比气输送管，氧化锆型氧传感器的进出口端与检测室外部连通，氧化锆型氧传感器外围设置有加热器，氧化锆型氧传感器内侧设置有热电偶，加热器、热电偶和氧化锆型氧传感器的信号引线都延伸到转换器的接线室内并与固定在接线室外部的接线端子一一对应连接。转换器的接线室内设置有主电路板，接线室的外侧还设置有操作面板，主电路板由氧浓差电势信号放大器、热电偶电势信号放大器、测温单元、中央处理单元、显示及输出单元等组成。氧化锆分析仪的工作原理是：氧化锆型氧传感器采用氧化锆固体电解质氧浓差电池原理进行氧体积分数的测量。在氧化锆固体电解质的两侧，用多孔铂层作为电极，再在电极上焊上铂丝作为引线，就构成了氧浓差电池，如图2所示。电池左侧通入参比气体，电池右侧通入被测气体，在600℃以上高温时，氧化锆型氧传感器变成了良好的氧离子导体，当电解质两侧氧体积分数不同时，高浓度侧的氧气会向低浓度侧扩散。在铂电极的催化作用下，氧离子从浓度高的一侧迁移到浓度低的一侧。这样在两个电极间便产生了一定的电势，即氧浓差电势。氧浓差电势的大小与氧化锆固体电解质两侧的氧分压和工作温度成函数关系，用能斯特方程表示：式中，--浓差电池电势，单位mV；R--想气体常数，R＝8.314J/(mol·K)；T--力学温度，单位为K，T＝t+273.15；n--加反应的电子数，对氧而言，n＝4；F--拉第常数；--比气体氧分压；--测气体氧分压。如果被测气体的总压力与参比气体的总压力相同，则式(1)可改写为如下所示的式(2)：式中，--参比气体中氧的体积分数，该值为定值；--被测气体中氧的体积分数。式(1)和式(2)中，R、n和F均为常数，利用换底公式把自然对数换为以10为底的对数后，氧化锆氧探头输出的氧浓差电池的电势为：由此得出结论：只要测出氧浓差电池的即可得出被测气体中的氧化锆分析仪在使用一段时间后就会产生偏差，所以要重新校准。现在的校准办法就是把氧化锆氧探头放入到不同浓度的标定气体里，进行标定。这样做的缺点是每次要标定的时候都要到专门的标定部门去标定，无法在现场完成标定。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术的缺陷，设计了一种氧化锆分析仪校验系统，可以实现现场标定，而且各个浓度的标定气体都是通过专属的标定气输送管被输送到氧化锆型氧传感器内部，可以降低因为不同浓度的标定气体混合而产生的浓度差，可以提高标定的准确度，结构简单，操作方便。本技术所采取的具体技术方案是：一种氧化锆分析仪校验系统，包括标定气体箱，氧化锆分析仪的氧化锆氧探头包括检测室和接线室，检测室内固定有氧化锆型氧传感器，氧化锆型氧传感器的进出口端与检测室外部连通，关键在于：所述的校验系统还包括架设在炉膛外侧并与驱动机构连接的竖向转轴、与竖向转轴固定连接的转盘、以及架设在转盘上端面的升降机构，转盘上沿圆周方向均匀设置有至少两个竖向的通孔，通孔内插装有具有弯折自由度的标定气输送管，标定气输送管与标定气体箱的数量相等且一一对应连接，标定气输送管的上端借助伸缩管与固定在转盘上的标定气体箱连通，标定气输送管与升降机构连接具有升降自由度，使标定气输送管的下端穿过固定在转盘下方的导向管延伸到氧化锆型氧传感器内部。在标定气输送管内设置有上挡环和压力阀，标定气输送管下端固定有同轴设置的下挡环，下挡环的内径小于标定气输送管的内径，压力阀位于上挡环与下挡环之间并与标定气输送管形成滑动配合。转盘上的通孔直径和导向管的直径都大于标定气输送管的直径，下挡环的外径等于标定气输送管的外径，在标定气输送管与下挡环的连接处外围固定有弹性密封圈，弹性密封圈的下端面为楔形面，弹性密封圈与导向管之间形成密封结构。在转盘上端面固定有支架，升降机构的上端与支架固定连接，升降机构的下端与标定气输送管固定连接。所述的导向管包括与氧化锆型氧传感器同轴设置的水平部、以及向水平部上方弯折延伸的弧形部，弧形部的开口朝向氧化锆型氧传感器方向。在标定气输送管的上端连接有定位管，定位管与升降机构连接，定位管借助伸缩管与固定在转盘上的标定气体箱连通。在氧化锆型氧传感器内部固定有同轴设置的密封板，密封板与氧化锆型氧传感器之间的密闭腔为标定气体容纳腔，导向管穿过密封板与标定气体容纳腔连通，密封板上设置有单向阀。本技术的有益效果是：在氧化锆氧探头处增设一套本技术的校验系统，通过标定气输送管将标定气体输送到氧化锆型氧传感器内部，通过转动转盘，更换浓度不同的标定气体，可以实现现场标定，而且各个浓度的标定气体都是通过专属的标定气输送管被输送到氧化锆型氧传感器内部，导向管内不会有残留的标定气体，与所有的标定气体共用一个输送管相比，本技术的这种输送结构可以降低因为不同浓度的标定气体混合而产生的浓度差，可以提高标定的准确度，结构简单，操作方便。附图说明图1为现有氧化锆氧探头的结构示意图。图2为氧浓差电池的原理图。图3为本技术的结构示意图。图4为本技术中升降机构与转盘之间的另一种结构示意图。附图中，1代表竖向转轴，2代表转盘，3代表升降机构，4代表标定气输送管，5代表导向管，6代表下挡环，7代表弹性密封圈，8代表定位管，9代表检测室，10代表接线室，11代表氧化锆型氧传感器，12代表支架，13代表加热器，14代表热电偶，15代表参比气输送管，16代表接线端子，17代表压力阀，18代表密封板。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做详细说明：具体实施例，如图3和图4所示，一种氧化锆分析仪校验系统，包括标定气体箱，氧化锆分析仪的氧化锆氧探头包括检测室9和接线室10，检测室9内固定有氧化锆型氧传感器11，氧化锆型氧传感器11的进出口端与检测室9外部连通，所述的校验系统还包括架设在炉膛外侧并与驱动机构连接的竖向转轴1、与竖向转轴1固定连接的转盘2、以及架设在转盘2上端面的升降机构3，转盘2上沿圆周方向均匀设置有至少两个竖向的通孔，通孔内插装有具有弯折自由度的标定气输送管4，标定气输送管4与标定气体箱的数量相等且一一对应连接，标定气输送管4的上端借助伸缩管与固定在转盘2上的标定气体箱连通，标定气输送管4与升降机构3连接具有升降自由度，使标定气输送管4的下端穿过固定在转盘2下方的导向管5延伸到氧化锆型氧传感器11内部。升降机构3的安装方式有两种，一种是如图3所示，升降机构3的固定端直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化锆分析仪校验系统，包括标定气体箱，氧化锆分析仪的氧化锆氧探头包括检测室(9)和接线室(10)，检测室(9)内固定有氧化锆型氧传感器(11)，氧化锆型氧传感器(11)的进出口端与检测室(9)外部连通，其特征在于：所述的校验系统还包括架设在炉膛外侧并与驱动机构连接的竖向转轴(1)、与竖向转轴(1)固定连接的转盘(2)、以及架设在转盘(2)上端面的升降机构(3)，转盘(2)上沿圆周方向均匀设置有至少两个竖向的通孔，通孔内插装有具有弯折自由度的标定气输送管(4)，标定气输送管(4)与标定气体箱的数量相等且一一对应连接，标定气输送管(4)的上端借助伸缩管与固定在转盘(2)上的标定气体箱连通，标定气输送管(4)与升降机构(3)连接具有升降自由度，使标定气输送管(4)的下端穿过固定在转盘(2)下方的导向管(5)延伸到氧化锆型氧传感器(11)内部。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锆分析仪校验系统，包括标定气体箱，氧化锆分析仪的氧化锆氧探头包括检测室(9)和接线室(10)，检测室(9)内固定有氧化锆型氧传感器(11)，氧化锆型氧传感器(11)的进出口端与检测室(9)外部连通，其特征在于：所述的校验系统还包括架设在炉膛外侧并与驱动机构连接的竖向转轴(1)、与竖向转轴(1)固定连接的转盘(2)、以及架设在转盘(2)上端面的升降机构(3)，转盘(2)上沿圆周方向均匀设置有至少两个竖向的通孔，通孔内插装有具有弯折自由度的标定气输送管(4)，标定气输送管(4)与标定气体箱的数量相等且一一对应连接，标定气输送管(4)的上端借助伸缩管与固定在转盘(2)上的标定气体箱连通，标定气输送管(4)与升降机构(3)连接具有升降自由度，使标定气输送管(4)的下端穿过固定在转盘(2)下方的导向管(5)延伸到氧化锆型氧传感器(11)内部。2.根据权利要求1所述的一种氧化锆分析仪校验系统，其特征在于：在标定气输送管(4)内设置有上挡环和压力阀(17)，标定气输送管(4)下端固定有同轴设置的下挡环(6)，下挡环(6)的内径小于标定气输送管(4)的内径，压力阀(17)位于上挡环与下挡环(6)之间并与标定气输送管(4)形成滑动配合。3.根据权利要求2所述的一种氧化锆分析仪校验系统，其特征在于：转盘(2)上的通孔直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：常寿兵，童杰林，王凤艳，王鹏，
申请(专利权)人：沃森测控技术河北有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13