專(zhuān)利名稱(chēng)：溫度補(bǔ)償式氧化鋯氧量分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改進(jìn)的氧化鋯氧 量分析儀，即不采用電爐加熱，而采用測(cè)量點(diǎn)工藝自身^it通過(guò)溫度的補(bǔ)償計(jì)算的 方法實(shí)現(xiàn)氧化鋯分析儀正常測(cè)量。
技術(shù)背景氧化鋯氧量分析儀是依據(jù)濃差電池原理構(gòu)成，和其它電池一樣，它 具有兩個(gè)半電池，而在兩電極之間，用固體電介質(zhì)氧化鋯聯(lián)結(jié)。在高溫下，當(dāng)氧化 鋯兩側(cè)有氧濃差時(shí)，就形成了氧濃差電池，電池電動(dòng)勢(shì)的大小可根據(jù)奈恩思特 (Nemst)公式計(jì)算，即
"F 尸02
式中E—濃差電池輸出，mV;
n—電子轉(zhuǎn)移數(shù)，在此為4;
R—理想氣體常數(shù)，8.314 W S / mol;
F"^去拉第常數(shù)，96500 C;
K; P" O廠(chǎng)高濃度側(cè)氧分壓；
P' C^"低濃度側(cè)氧分壓。 一般情況下通過(guò)加熱電爐將氧化鋯置于某一固定工作溫度下(如70(TC)時(shí)， 上式為
五=48 .261 lg P 02
由上式可知，在^Jt700。C時(shí)，當(dāng)固體電介質(zhì)一側(cè)氧分壓為空氣(20.6%)時(shí)，由 濃差電池輸出電動(dòng)勢(shì)E，就可以計(jì)算出固體電介質(zhì)另一偵愾分壓，這就是氧化鋯氧 量自動(dòng)分析儀的測(cè)氧原理。
經(jīng)典的氧化鋯氧量自動(dòng)分析儀都是將氧化鋯置于某一固定溫度下工作的，這就需要一個(gè)長(zhǎng)期工作的電加熱爐，同時(shí)這電加熱爐還要能適應(yīng)測(cè)量介質(zhì)的腐蝕和高溫
等影響。這對(duì)電加熱爐提出了較高要求，在這種情況下電加熱爐的壽命不超ilH個(gè)月。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是利用測(cè)量取樣點(diǎn)的工藝自身溫度來(lái)保證氧化鋯 傳感器所需的工作纟鵬，棄用了原來(lái)為保證氧化鋯傳感器所需的工作^it的電加熱 爐而提出的一種溫度補(bǔ)償式氧化鋯氧量分析儀。
本實(shí)用新型的工作原理是設(shè)置一個(gè)^^傳感器來(lái)測(cè)量這一^Jt，再通過(guò)補(bǔ)償
計(jì)算的方法實(shí)現(xiàn)氧濃度的測(cè)量。為此需將奈恩思特(Nemst)公式作如下變換
ny^7=i (1)
當(dāng)固體電介質(zhì)一偵衛(wèi)分壓為空氣(20.6%)時(shí)，由濃差電池輸出電動(dòng)勢(shì)E及氧化鋯 傳感器所處位置的溫度T，再利用分析儀內(nèi)置的微處理器按上述(2)式可以計(jì)算出 固體電介質(zhì)另一側(cè)氧分壓，這就是溫度補(bǔ)償式氧化鋯氧量分析儀的測(cè)氧原理。通過(guò) 這個(gè)方法可以舍棄原來(lái)為保證氧化鋯傳感器恒定工作溫度，所需的的電加熱爐。從 而提高儀器的工作壽命。
本實(shí)用新型是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的它主要包括氧量檢測(cè)以及信號(hào)處理兩部分，氧量 檢測(cè)部分包括全密閉結(jié)構(gòu)的殼體、殼體內(nèi)一端的防塵裝置、氧化鋯傳感器、置于氧 化鋯傳自頂端的測(cè)溫傳感器以及殼體內(nèi)另一端連接信號(hào)處理部分的接線(xiàn)盒；信號(hào) 處理部分是可實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化鋯電勢(shì)信號(hào)及溫度信號(hào)的測(cè)量并實(shí)時(shí)計(jì)算出氧濃度信號(hào) 的小型測(cè)控系統(tǒng)。
一般地防塵裝置是碳化硅過(guò)濾器；氧化鋯傳感器采用氧化鋯管；測(cè)溫傳if^采 用一個(gè)測(cè)溫K熱電偶。
信號(hào)處理部分主要包括作為中央控制系統(tǒng)的89c52單片機(jī)，外圍配有4094驅(qū)動(dòng)的三位數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示，及四位鍵盤(pán)輸入口。
根據(jù)分析儀的1OT環(huán)境，殼體的外部可以設(shè)置有安裝法蘭。
本實(shí)用新型舍棄原來(lái)為保證氧化鋯傳感器恒定工作溫度，所需的的電加熱爐， 從而大大提高了分析儀器的工作壽命。

附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例氧量測(cè)量部分結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
附圖1中，l一防塵裝置，碳化硅過(guò)濾器；2—氧化鋯傳自，氧化鋯管；3 — 測(cè)溫傳麟，測(cè)溫K熱電偶；4—?dú)んw；5 —安裝法蘭；6—接線(xiàn)盒。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型加以詳細(xì)描述。
實(shí)施例本實(shí)施例以用于硫,置的分析儀為例。
本實(shí)施例分析儀整個(gè)裝置采用全封閉型結(jié)構(gòu)，以增加整個(gè)裝置的密封性能，
提高艦壽命。殼體4采用1CM8Ni9Ti不糊材料制作，用以支撐齡儀器在500 一7(MTC高溫下工作。殼體4內(nèi)一端有防塵裝置1，本實(shí)施例是一個(gè)碳化,濾器， 在500'C以上時(shí)可以有效除去塵，并不it^灰在碳化硅表面沉積，殼體4中間有氧 化鋯管2，測(cè)溫K熱電偶3安裝于氧化鋯管2的頂端，接線(xiàn)盒6連接信號(hào)處理部分。 信號(hào)處理部分實(shí)際上是一個(gè)小型的測(cè)控系統(tǒng)，由89c52單片機(jī)作為中，制系統(tǒng)， 外圍配有4094驅(qū)動(dòng)的三位數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示，及四位鍵盤(pán)輸入口。信號(hào)處 理器實(shí)m氧化鋯電,號(hào)及MJt信號(hào)的測(cè)量，并實(shí)時(shí)將其計(jì)算出氧濃度信號(hào)。
氧化鋯管2是該檢測(cè)器的核心，由它產(chǎn)生氧濃差電勢(shì)信號(hào)，使用時(shí)應(yīng)注意避 免劇烈震動(dòng)，以免損壞。
分析儀可以M;^g于殼體4外的安裝法蘭5安裝在裝置上。為了保證溫度補(bǔ) 償式氧化鋯氧量分析儀的使用效果，要正確選擇安裝位置，例在正常的硫酸裝 置工藝條4牛下，測(cè)量點(diǎn)的溫度一般在(5(KTC—70(rC)之間。對(duì)帶廢熱鍋爐的硫鐵 礦制酸系統(tǒng)，裝點(diǎn)可以放在二煙道出口^H煙織口附近處。對(duì)不帶廢熱鍋爐的硫
鐵礦制酸系統(tǒng)，則需逐情分析，選擇驢在(50(rc—7(xrc)之間測(cè)量點(diǎn)。
權(quán)利要求1、一種溫度補(bǔ)償式氧化鋯氧量分析儀，主要包括氧量檢測(cè)以及信號(hào)處理兩部分，其特征在于氧量檢測(cè)部分包括全密閉結(jié)構(gòu)的殼體、殼體內(nèi)一端的防塵裝置、氧化鋯傳感器、置于氧化鋯傳感器頂端的測(cè)溫傳感器以及殼體內(nèi)另一端連接信號(hào)處理部分的接線(xiàn)盒；信號(hào)處理部分是可實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化鋯電勢(shì)信號(hào)及溫度信號(hào)的測(cè)量并實(shí)時(shí)計(jì)算出氧濃度信號(hào)的小型測(cè)控系統(tǒng)。
2、 如權(quán)利要求1所述的氧量分析儀，其特征是防塵裝置是碳化硅過(guò)濾器o
3、 如權(quán)利要求1所述的氧量分析儀，其特征是氧化鋯傳感器是氧化 鋯管。
4、 如權(quán)利要求1所述的氧量分析儀，其特征是測(cè)溫傳感器是測(cè)溫K 熱電偶。
5、 如權(quán)利要求1所述的氧量分析儀，其特征是信號(hào)處理部分包括作 為中央控制系統(tǒng)的89c52單片機(jī)，外圍配有4094驅(qū)動(dòng)的三位數(shù)碼管和發(fā) 光二極管顯示，及四位鍵盤(pán)輸入口。
6、 如權(quán)利要求1所述的氧量分析儀，其特征是殼體的外部有安裝法
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改進(jìn)的具有溫度補(bǔ)償?shù)难趸喲趿糠治鰞x。由氧量檢測(cè)以及信號(hào)處理兩部分組成，氧量檢測(cè)包括殼體、防塵裝置、氧化鋯傳感器、測(cè)溫傳感器等，信號(hào)處理部分是可實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化鋯電勢(shì)信號(hào)及溫度信號(hào)的測(cè)量并實(shí)時(shí)計(jì)算出氧濃度信號(hào)的小型測(cè)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型舍棄原來(lái)為保證氧化鋯傳感器恒定工作溫度，所需的電加熱爐，從而大大提高了分析儀器的工作壽命。
文檔編號(hào)G01N27/409GK201247220SQ20082003582
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者怡 陳 申請(qǐng)人:南化集團(tuán)研究院