CN203551506U - 连续测氧装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种连续测氧装置，包括：氧传感器1、A/D转换电路2和氧气检测电路3，A/D转换电路2分别与氧传感器1和氧气检测电路3连接；所述的氧传感器1还包括氧电池4、辅助再生电源5、热电偶6和回路电极7，氧电池4和回路电极7通过开关分别与辅助再生电源5和A/D转换电路2连接，热电偶6与A/D转换电路2连接；所述的热电偶6为B型、S型或N型。本实用新型通过在氧传感器中增加辅助再生电源，使得氧电池中已经氧化了的参比电极从氧化物中还原出来，当测氧装置再次进行测氧时，再生的参比电极就可以与氧离子再次发生反应产生能量，从而延长了氧传感器的寿命，实现了对液态有色金属中的氧含量的连续控制，保证了冶炼的有色金属的质量。

Description

连续测氧装置
技术领域
本实用新型涉及一种连续测氧装置，属于理化检测技术领域。
背景技术
氧是铜液或液态锡等液态有色金属中的有害元素，液态有色金属冶炼过程中氧活度的多少直接关系到最终有色金属的质量好坏。如何控制液态有色金属中的氧含量，其中连续检测液态有色金属中氧含量的连续测氧传感器是关键。但是现有的氧传感器的使用寿命都是有限的，因为氧传感器中的氧电池的使用寿命是有限的，当氧电池中的参比电极耗尽后，氧传感器就不能再使用了，需要更换新的氧传感器来继续工作，因而无法实现氧传感器连续检测液态有色金属中的氧气含量，进而无法实时的控制液态有色金属中的氧含量，无法保证最终冶炼的有色金属的质量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种连续测氧装置，它可以实现连续检测液态有色金属中的氧含量，从而可以对液态有色金属中的氧含量进行控制，保证最终冶炼的有色金属的质量。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种连续测氧装置，包括：氧传感器、A/D转换电路和氧气检测电路，A/D转换电路分别与氧传感器和氧气检测电路连接；所述的氧传感器还包括氧电池、辅助再生电源、热电偶和回路电极，氧电池和回路电极通过开关分别与辅助再生电源和A/D转换电路连接，热电偶与A/D转换电路连接；所述的热电偶为B型、S型或N型。
前述的辅助再生电源为恒流源。
与现有技术相比，本实用新型通过在氧传感器中增加辅助再生电源，当完成液态有色金属中含氧量的检测过程后，将辅助再生电源反向接在氧电池的两端，使得氧电池中已经氧化了的参比电极从氧化物中还原出来，当测氧装置再次进行测氧时，氧传感器中的再生的参比电极就可以与氧离子再次发生反应产生能量，从而延长了氧传感器的寿命，实现了测氧装置的连续测氧及对液态有色金属中的氧含量进行控制，保证了最终冶炼的有色金属的质量。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图。
附图标记：1-氧传感器，2-A/D转换电路，3-氧气检测电路，4-氧电池，5-辅助再生电源，6-热电偶，7-回路电极。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1：一种连续测氧装置，如图1所示，包括：氧传感器1、A/D转换电路2和氧气检测电路3，A/D转换电路2分别与氧传感器1和氧气检测电路3连接；所述的氧传感器1还包括氧电池4、辅助再生电源5、热电偶6和回路电极7，氧电池4和回路电极7通过开关分别与辅助再生电源5和A/D转换电路2连接，热电偶6与A/D转换电路2连接；所述的热电偶6为B型、S型或N型。所述的辅助再生电源5为恒流源。上述的氧传感器1、A/D转换电路2、氧气检测电路3、氧电池4、辅助再生电源5、热电偶6和回路电极7均为市售产品，比如氧传感器1可采用型号为型号70h0234000-932201h13的氧传感器；A/D转换电路2可采用型号为HI1175JCB的A/D转换器；氧气检测电路3可采用型号为3M/NBH8-O2的便携式氧气检测仪；氧电池4可采用00M102-1氧电池；辅助再生电源5采用JL-51系列辅助电源；热电偶6采用wrn-121型热电偶；回路电极7采用天津市助友传感仪器技术有限公司的一次性回路电极板。
实施例2：一种连续测氧装置，如图1所示，包括：氧传感器1、A/D转换电路2和氧气检测电路3，A/D转换电路2分别与氧传感器1和氧气检测电路3连接；所述的氧传感器1还包括氧电池4、辅助再生电源5、热电偶6和回路电极7，氧电池4和回路电极7通过开关分别与辅助再生电源5和A/D转换电路2连接，热电偶6与A/D转换电路2连接；所述的热电偶6为B型、S型或N型。
本实用新型的一种实施例的工作原理：由图1可知，当开关K倒向接线端b时，氧气检测电路3接通，此时氧传感器1处于检测过程，氧电池4、热电偶6和回路电极7开始工作，氧传感器1的的信号通过A/D转换电路2转换成数字信号，在氧气检测电路中显示出来。在完成检测过程后，开关K倒向接线端a时，参比电极再生过程电路接通，此时氧传感器1处于充电过程，充电电流大小为0.02mA。充电过程完成后，电路中开关K又倒向接线端b，继续实现检测过程。由此交替进行，实现氧传感器1的连续检测和氧电池4的再生过程，提高了氧传感器1的使用寿命。
具体的说，上述氧传感器1的工作过程分为以下两部分：检测过程和参比电极再生过程。其中，检测过程是指，液态有色金属中的氧离子O2-在氧浓度差的作用下，通过ZrO2(+Y2O3)管进入氧电池4内部与参比电极Ni-NiO中的Ni（或参比电极Co-CoO中的Co）发生氧化反应，反应的结果是产生氧浓度差电势。根据检测的热电偶6的温度电势，由能斯特方程
Figure BDA0000413414680000031
计算得液态有色金属锡中的氧含量。参比电极再生过程是指，氧电池4中，随着测量过程的进行，参比电极Ni-NiO中的Ni（或参比电极Co-CoO中的Co）由于电化学反应不断地被消耗，此时的氧电池4寿命随着时间的推移也逐渐缩短，直到参比电极Ni-NiO中的Ni（或参比电极Co-CoO中的Co）完全被氧化，氧电池4寿命终结。如何延长氧电池4寿命呢？解决这一技术问题的关键是保证参比电极Ni-NiO中的Ni（或参比电极Co-CoO中的Co）的存在，本实用新型的关键就在于通过增加辅助再生电源5对氧电池4进行反向充电，在电场的作用下使参比电极发生还原反应，从而NiO中的Ni（或参比电极Co-CoO中的Co）被还原。通过增加辅助再生电源5改善了氧传感器1中参比电极的活性，不断地提供参比电极基准。实现了氧电池4连续检测的工作寿命。其中，氧传感器1的检测过程与氧电池4的参比电极再生过程是按照设计的固定的频率工作。检测与再生充电过程交替进行，保证了氧电池4能长时间在液态有色金属中长期工作。

Claims (2)

1.一种连续测氧装置，其特征在于，包括：氧传感器（1）、A/D转换电路（2）和氧气检测电路（3），A/D转换电路（2）分别与氧传感器（1）和氧气检测电路（3）连接；所述的氧传感器（1）还包括氧电池（4）、辅助再生电源（5）、热电偶（6）和回路电极（7），氧电池（4）和回路电极（7）通过开关分别与辅助再生电源（5）和A/D转换电路（2）连接，热电偶（6）与A/D转换电路（2）连接；所述的热电偶（6）为B型、S型或N型。
2.根据权利要求1所述的连续测氧装置，其特征在于，所述的辅助再生电源（5）为恒流源。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105628769A (zh) * 2015-12-24 2016-06-01 冶金自动化研究设计院 往复式再生法连续测氧传感器
CN107247080A (zh) * 2017-07-27 2017-10-13 中国原子能科学研究院 一种用于高温熔盐中氧离子的在线检测系统
CN109946362A (zh) * 2017-12-19 2019-06-28 恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表两合公司 参比电极以及参比电极的制造方法

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