第一节 氧化锆氧量计

1. 第一节 氧化锆氧量计

2. 一、氧化锆测氧原理 • 产生热电势的3个条件： • 1）带有疏空电极的杂质氧化锆 • 2）工作温度大于600℃ • 3）氧浓度差 • 氧浓差电势与被测气体中的氧含量的对数成线性关系。

3. 二、氧化锆传感器的结构及使用时的注意事项

5. 使用氧化锆管时应注意以下几点 • (1)氧化锆管的工作温度应保持恒定，或在仪表线路中采取温度补偿措施。 • 温度过低(<600℃)，输出灵敏度下降

6. (2)氧化锆管材质应均匀致密，纯度要高。 • 例如，当氧化锆中含5 %的Fe203时，输出电势仅为计算值的50 %，所以电极材料中的铁元素应控制在千分之几的数量级。

7. (3)参比气体和被测气体压力应保持相等。 • (4)氧化锆管内外两侧气体要不断流动更新，由于氧浓差电池有使两侧氧浓度趋于一致的倾向 • (5)电极引线应用纯铂丝

8. (6) 与氧化锆管配接的二次仪表应有很高的输入阻抗。 • (7)如果氧化锆管的输出作为自动调节信号，则应采用线性化电路将氧浓差电势与含氧浓度之间的对数关系转换为线性关系。

9. 三、测量系统及信号处理 • 定温式及温度补偿式 • 直插式与抽出式 • 抽出式系统是将气样抽出后再送入氧化锆管测量，带有抽气和净化系统，能除去杂质和SO2等有害气体，并且氧化锆管处于800℃恒温下工作，准确度较高，但系统复杂，迟延较大。

10. (一)直插补偿式测量系统 • 根据温度在700～800℃之间时，K型热电偶的热电势随热端温度的变化与氧化锆氧浓差电势随烟气温度的变化基本相等，二者之差基本与温度无关的原理来实现补偿的

12. 1．高输入阻抗变换

13. 2．工作温度的补偿

14. 3．线性化处理电路

15. (二)直插定温式测量系统

16. 四、氧化锆传感器的检定 • 在规定条件下向传感器通入标准成分的气样。

17. 氧气本身具有许多物理性质,如导热系数、光谱的吸收和磁特性等，而导热系数和对光谱的吸收反应不明显,因此,目前工业上连续测定氧含量的分析仪,大都是利用氧的磁性特征这一原理

18. 顺磁性 • 在外磁场作用下，物质会发生磁化，这时物质中的磁感应强度B是由外磁场强度H和由于磁化所产生的物质内附加磁场强度H′叠加而成，而附加磁场的大小与外磁场强度成正比，可用下式表示： • B=H+H′=H+4πκH=(1+4πκ)H • 容积磁化率κ＞0的物质，其附加磁场与外磁场方向相同，称之为顺磁性物质，它们在不均匀的外磁场中受磁场的吸引。

19. 炉烟中各成分的容积磁化率κ（20℃下）

20. κ=C pm/(RT 2) • 式中C ——居里常数； • m ——气体的分子质量； • p ——气体的压力； • R ——气体常数； • T ——气体绝对温度。 • 顺磁性气体容积磁化率与压力成正比，而与绝对温度的平方成反比。

21. 磁氧分析仪的类型 • 根据氧的顺磁性原理制作的磁氧分析仪，目前所采用的工作方式主要有磁风式、磁压式和哑铃球磁动力式三种。 • 第一种工作原理是氧流经一个有加热元件的气室，并且位于磁场中。当加热元件附近的氧被加热时，顺磁性变小，使较冷的氧被强烈地吸入磁场中，将热氧置换出来，形成连续的气流。称“磁风” 。 • 第二种是昆克(Quincke)发明出来的。它利用测量磁性比较大的物质被吸入磁性较小的物质所占据磁场时产生出的压力（称之为“磁压”）。这种测量方法仅与气体的磁化率有关，而与热导率、粘度等其它性质无关。

22. 热磁式氧量计 • 利用烟气组分中氧气的磁化率特别高这一物理特性来测定烟气中含氧量。 • 氧气为顺磁性气体 • 氧的温度升高而磁化率下降

23. 不平衡电桥将随着气样中氧气含量的不同，输出相应的电压值。

24. 环管式热磁氧分析器测量的主要问题是： • 1）环境温度变化会影响发热器的换热条件，所以需设置恒温控制器或采用温度补偿措施。 • 2）发热管的水平通道倾斜，会在水平通道中引起自然热对流，使仪表零点发生偏移。 • 直管式发送器，气体中的非氧成分，特别是氢含量的变化对仪表的指示值的影响较大。

25. 磁力机械式分析仪 • 基于法拉第测量磁化率的方法 • 当混合气体中含有氧气时，由于混合气体的体积磁化率的变化主要取决于氧含量的多少，所以F的大小就代表混合气体中氧含量，因此只要测出力F的大小便可间接地测量出混合气体中氧气的浓度。

26. 磁力机械式氧分析器整机工作原理图1-光源； • 2-反馈线圈； • 3-哑铃； • 4-硅光电池； • 5-直流放大器； • 6-微安表

27. 第二节 电子皮带秤 • 一、概述 • 电子皮带秤是连续测量和累计皮带运输原煤量的设备 • 意义

28. 二、电子皮带秤的传感装置 • 1．荷重传感器（丝式应变片）

29. 电阻应变效应 • 1、概念 • 导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时，它的电阻值也相应地发生变化，这一物理现象称为电阻应变效应。

30. 2、电阻的应变灵敏系数根据电阻的定义式:式(6-15)

31. 导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时，它的电阻值也相应地发生变化，这一物理现象称为电阻应变效应。导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时，它的电阻值也相应地发生变化，这一物理现象称为电阻应变效应。

32. 式中ρ——金属导体的电阻率，Ω·cm2/m； • s——导体的截面积，cm2； • L——导体的长度，m。

35. 2．测速传感器

36. 气隙变小，电感变大，电流变小 电感传感器的基本工作原理演示 用手慢慢将接触器的活动铁心（称为衔铁）往下按 F

37. 电感传感器的基本工作原理 当铁心的气隙较大时，磁路的磁阻Rm也较大，线圈的电感量L和感抗XL 较小，所以电流I 较大。当铁心闭合时，磁阻变小、电感变大，电流减小。

39. 电子皮带秤具有结构紧凑、质量轻、体积小、价格低廉等优点，但影响电子皮带秤计量精度的因素较多，如皮带的刚性、张力、摩擦力，秤框上、拉簧、十字簧片支承上灰尘和污物的粘结都会引起计量的误差。

40. 核子秤利用物料对γ射线吸收的原理进行工作

41. 非接触测量 测量精度不受物料温度、皮带张力变化、皮带刚度、振动等因素的影响。动态测量精度高，且长期稳定。

42. 核子皮带秤 • 源部件、γ射线探测器、支架、测速装置、微机

43. 核子皮带秤 • 伽玛射线穿过被测介质时，其强度的衰减服从指数规律，通过对载有物料时的射线强度进行连续测量，另外，对皮带的运行速度加以测量，然后通过计算机系统的计算，直接显示单位载荷、瞬时流量、累积量等工艺参数。

44. 核子秤存在放射污染，运输、贮存、使用要按严格的要求进行

45. 电子轨道衡 • 静态电子轨道衡 • 车辆在轨道衡台面上于静止状态下进行称量, 该种衡器线路和车辆状态对轨道衡影响较小, 称量准确度较高。

46. 动态电子轨道衡的定义 • 对于装散装货物处于低速行使状态的车辆, 能够自动称量出它质量的衡器称为动态轨道衡。

47. 或者说, 具有称载台, 台面装有钢轨, 能够自动称量低速行使状态的车辆的重量,这种计量装置叫动态轨道衡。它属于自动称量的衡器, 通常称之为电子轨道衡。

48. 汽轮机仪表监视系统（TSI） • Turbine Supervisory Instrumentation • 一、意义 • 为了保证汽轮发电机组的安全经济运行，必须装设可靠的连续检测汽轮发电机组转子和汽缸有关参数的多路监控系统，用来连续显示机组的启停和运行状态，并同时尽可能地为记录、记忆设备提供信号。当被测参数超过规定限值时，发出报警信号；当被测参数达到危险定值时，自动停机。

49. 二、特点 • 目前我国投产的200MW、300MW、600MW汽轮发电机组，大多采用了美国本特利公司的或德国飞利浦公司的系列汽轮机监测仪表系统

50. 本特利公司生产的3300系列仪表,该装置可以实时监视汽轮机运行的有关参数,具有参数越限报警和危险值接点输出的功能,并能输出(4~20)mA的电流信号送DEH系统进行监视。本特利公司生产的3300系列仪表,该装置可以实时监视汽轮机运行的有关参数,具有参数越限报警和危险值接点输出的功能,并能输出(4~20)mA的电流信号送DEH系统进行监视。