CN2685875Y

CN2685875Y - 一体化氧化锆烟气氧分析器

Info

Publication number: CN2685875Y
Application number: CN 03259622
Authority: CN
Inventors: 刘春宾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2013-07-17

Abstract

本实用新型一体化氧化锆烟气氧分析器涉及的是一种氧化锆氧检测器与转换器一体化的烟气中氧含量在线分析仪器。氧化锆氧检测器具有检测器管体，检测器管体内部的前端装有不锈钢防尘网、多孔陶瓷防尘片、氧化锆氧传感器以及为氧化锆管提供高温工作条件的加热电炉和测温热电偶，贯穿检测器管体内部的还有标准气管和参比气管，检测器管体内设有氧电极引线，加热电炉引线和热电偶引线，检测器管体后部装置有安装法兰，检测器管体后端部设置有连接法兰，连接法兰的外端面用于与转换器的壳体座相连，转换器具有壳体座，壳体座上装置有壳体罩，壳体座设有进、出气口和进、出线口，壳体罩座上设有转换电路安装板，电路安装板上设有电路板插座和电源接线端子、输出信号接线端子，在电路板插座上插接有处理氧信号的相关电路的电路板。

Description

一体化氧化锆烟气氧分析器

技术领域

本实用新型一体化氧化锆烟气氧分析器涉及的是一种氧化锆氧检测器与转换器一体化的烟气中氧含量在线分析仪器。

背景技术

用氧化锆管涂上合适的电极线作氧传感器，通过一定的机械结构及附加设备并满足其工作条件，构成可将氧气含量转变为相应电量关系的氧量/电量检测器；再通过相应的电子电路将非线性的氧量/电量关系转换成线性易读的百分氧气含量数据及标准的4~20mA对应电流，输出给各种记录仪器或智能设备，实现对未知氧气含量的读取及监控调节，这就是氧化锆氧分析器。烟气氧分析器是主要用于读取、监测各类加热炉、电站锅炉、窑炉、化学反应炉(釜)内的经过燃烧、吸收、反应后的剩余氧气含量的在线分析仪器。

氧化锆烟气氧分析器广泛应用于石油、化工，石油管道输送，金属冶炼，火力发电，陶瓷、水泥烧结以及城市集中供热等各种加热炉、锅炉、窑炉、化学反应炉(釜)设备中。经过其对烟气中氧气含量的监测，从而将设备控制在最佳燃烧状态，以达到节约燃料，提高产品质量，控制设备平稳经济运行，延长设备使用寿命；同时还可降低排烟“黑度”，减少粉尘和SO₂等有害物质的排放量，起到节能降耗和保护环境等多种成效。

现有氧化锆烟气氧分析器由分离的两部分组成，即氧检测器(俗称探头)和氧转换器(俗称二次表、变送器)。使用时，将检测器安装在炉体上，其管体插入炉体内待测部位；转换器则安装在另外地方设置的专用仪表安装箱内，或安装在远离设备的操作控制室内。二者之间距离近则数米，远则达三、四百米，其间由电源、加热控制、氧信号、热电偶、温度补偿、输出信号等6对电缆线联接。

现有形式的氧化锆烟气氧分析器的不足之处在于：

1、两处安装，由导线引入的干扰信号，使仪器不能实现平稳正常运行，为此，必需花费很多的精力去提高仪器的“抗干扰”性能，要求用户使用价格昂贵的屏蔽电缆，采取强弱信号线分别布线等补救措施，使仪器变得很“娇气”。

2、两处安装，加大了安装的工作量和设备材料、施工等费用，另外，调试、维护人员必须两处操作，这样就给正常工作带来极大的不便。

3、在石油、化工单位的安装现场，分离安装的转换器还要防爆隔离设备，如“充气式正压隔爆仪表箱”，而这类防爆设备的要求和价格都是很昂贵的，因此，造成用户安装费用大幅增加。

4、近年来，随着科学技术的提高，企业管理的要求也随之向更高层次发展。越来越多的企业更新了原来的调控技术和设备，以大型计算机自控系统(如DCS系统)取代了原先的众多的二次仪表和人工调控方式，这就使转换器在控制室没有了“立足之地”。

发明内容

本实用新型针对上述不足之处提供一种一体化氧化锆烟气氧分析器，将原先分离的氧化锆氧检测器与转换器经过技术处理后，使之联在一起成为一体化仪器。这样不仅更好地实现仪器的基本功能，而且简化仪器结构，消除线路干扰对仪器工作稳定可靠性的影响，节约安装设备费用，同时更方便了用户的使用和维护。

一体化氧化锆烟气氧分析器是采取以下方案实现的：一体化氧化锆烟气氧分析器结构由氧化锆氧检测器、转换器构成，氧化锆氧检测器与转换器连在一起成为一体化仪器。氧化锆氧检测器具有检测器管体，检测器管体内部的前端装有不锈钢防尘网、多孔陶瓷防尘片、氧化锆氧传感器以及为氧化锆管提供高温工作条件的加热电炉和测温热电偶，贯穿检测器管体内部的还有标准气管和参比气管，检测器管体后部设置有标准气入口、参比气入口。检测器管体内设有氧电极引线，加热电炉引线和热电偶引线，它们都由检测器管体的后端部引出至壳体座内。检测器管体后部设备置有安装法兰，用于安装在被测设备上。检测器管体后端部设置有连接法兰，连接法兰的外端面用于与转换器的壳体座相连。转换器具有壳体座，壳体座上装置有壳体罩，壳体座设有进、出气口，用于通入压缩空气，并设有进、出线口。壳体座上设有转换电路安装板，电路安装板上还设有电路板插座和电源接线端子、输出信号接线端子，在电路板插座上插接有处理氧信号的相关电路的电路板。电路板设置有两块，一块为交直流电源转换和对检测器内的电炉加热控温等功能电路，另一块为氧信号的测量处理、显示、电压/电流转换等功能电路。

工作原理及优点：检测器管体部分安装入被测设备后，通过开机，加温预热后，传感器逐渐进入稳定工作阶段。被测气体中氧气的含量与由外部引入的参比气体(空气)中的氧含量，经氧化锆氧传感器对比后得出相应的氧电势信号；该信号由传感器经氧电极引线，传至壳体座上联接的相关电路；电路根据能斯特公式计算处理后，转变为百分氧含量，由电路板上的显示器件以数字形式显示出来；同时电路根据这一数据将其转换为4-20mA的标准电流信号，传送给计算机中心，以供作为调控的依据。

相对于分体式氧化锆烟气氧分析器，一体化后具有以下优点：

1、利用原有用户设备上设置的检测器安装法兰，即可实现仪器的全部安装工作，不再需要另外设置仪表安装箱、仪表盘(柜)，使安装非常简单、方便。

2、原来必不可少的6对联接电缆减少到2对(电源线、4-20mA信号输出线)，不仅节省了资金，而且大大减少了施工、维护的工作量。

3、从本质上消除了长距离引线带来的干扰信号对微弱信号的影响。

4、采用了精密压铸铝合金壳体，作为电路部分的仪器壳体，整机密封性好，可抵御雨、雪、风沙等恶劣天气和腐蚀性气体对仪器电子元器件、接插件的损害，使仪器工作更稳定、可靠。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是一体化氧化锆烟气氧分析器结构示意图。

具体实施方式

参照附图1，一体化氧化锆烟气氧分析器结构具有氧化锆氧检测器、转换器，氧化锆氧检测器与转换器连成一体，氧化锆氧检测器具有长管状部分称为检测器管体5，由工业不锈钢管构成。其内部的前端部装有不锈钢防尘网、多孔陶瓷防尘片和氧化锆氧传感器4，以及为氧化锆管提供高温工作条件的加热电炉2和测温热电偶3。

贯穿管体内部的还有标准气管和参比气管。标准气管是为仪器的标定需要而设的，它由检测器管体5后部标准气入口8开始，穿过整个检测器管体5在前端部开口，由标定气弯管1将标准气引入氧化锆管4内，实现仪器的标定要求；参比气管是为了给氧化锆管4提供参比气体而设的专门管路，它也是从检测器管体5的后部专设的“参比气口7”进入管体内，通过专门管路将参比气体送到氧化锆管4外侧的顶部。

检测器管体5内设有氧电极引线，加热电炉引线和热电偶引线，它们都由检测器管体5的后端部引出至壳体座12内。

检测器管体5的后端部焊有连接法兰9。连接法兰9的外端面用以与壳体座12联接，其与检测器管体5焊接一侧焊有防雨罩10，在防雨罩10保护范围内的检测器管体5上开有参比气体出口，这样就防止了雨水从参比气出口流入检测器管体5内。

检测器管体5后端部约14mm处的外表面上，焊有安装法兰6。它的前端部通过用户设备上设置的相同规格法兰中心插入被测设备内，以紧固螺栓将检测器管体5上的安装法兰6与用户设备上的安装法兰相联接，完成一体化氧化锆烟气氧分析仪的全部安装工作。

壳体座12外观呈圆形平底盘状，其开口侧外圆面上设有螺纹，用以与壳体罩14相联接；底部留有法兰联接螺栓孔，用以与检测器管体5后端部的联接法兰9相联接。

转换器在壳体座12内，设有电路安装板，以接受检测器前端传入的各种电信号和提供加热电炉的电源；电路安装板上还设有电路板插座和电源接线端子、输出信号接线端子，用以与电路板13联接；在电路板插座上插接有处理氧信号的相关电路的电路板13。电路板13共有两块，一块为交直流电源转换和对检测器内的电炉加热、控温等功能电路；另一块为氧信号的测量处理、显示、电压/电流转换等功能电路。

壳体座12的下部设有电源线进口和4-20mA标准信号线出口，作为电源和4-20mA输出线的进、出口通道15。

壳体座12与检测器管体联接法兰9的一侧上部设有进、出气口11各一个，用以通入压缩空气，降低壳体内温度和使壳体内处于正压状态，达到外部气体不能进入壳体内的目的。

壳体罩14是一个外观呈截顶圆锥体(即圆台)，壁厚约8mm的中空壳体。通过设在其开口处内圆面上的螺纹与壳体座12相联接，形成一个密闭腔体，实现对其内部安装物品的保护。

Claims

1、一种一体化氧化锆烟气氧分析器，具有氧化锆氧检测器、转换器，其特征在于氧化锆氧检测器与转换器连在一起成为一体化，氧化锆氧检测器具有检测器管体，检测器管体内部的前端装有不锈钢防尘网、多孔陶瓷防尘片、氧化锆氧传感器以及为氧化锆管提供高温工作条件的加热电炉和测温热电偶，贯穿检测器管体内部的还有标准气管和参比气管，检测器管体内设有氧电极引线，加热电炉引线和热电偶引线，检测器管体后部装置有安装法兰，检测器管体后端部设置有连接法兰，连接法兰的外端面用于与转换器的壳体座相连，转换器具有壳体座，壳体座上装置有壳体罩，壳体座设有进、出气口和进、出线口，壳体座上设有转换电路安装板，电路安装板上设有电路板插座和电源接线端子、输出信号接线端子，在电路板插座上插接有处理氧信号的相关电路的电路板。

2、根据权利要求1所述的一体化氧化锆烟气氧分析器，其特征在于检测器管体后部设置有标准气入口，参比气入口。

3、根据权利要求1所述的一体化氧化锆烟气氧分析器，其特征在于在转换器的壳体座与检测器管体连接一侧有防雨罩，在防雨罩防护范围内的检测器管体上开有参比气体出口。

4、根据权利要求1所述的一体化氧化锆烟气氧分析器，其特征在于转换电路安装板插座上插接电路板有交直流电源转换和对检测器内的电炉加热控温功能电路、氧信号的测量处理、显示、电压/电流转换功能电路。