專利名稱：一體化氧化鋯煙氣氧分析器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一體化氧化鋯煙氣氧分析器涉及的是一種氧化鋯氧檢測(cè)器與轉(zhuǎn)換器一體化的煙氣中氧含量在線分析儀器。
背景技術(shù)：
用氧化鋯管涂上合適的電極線作氧傳感器，通過(guò)一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)及附加設(shè)備并滿足其工作條件，構(gòu)成可將氧氣含量轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)電量關(guān)系的氧量/電量檢測(cè)器；再通過(guò)相應(yīng)的電子電路將非線性的氧量/電量關(guān)系轉(zhuǎn)換成線性易讀的百分氧氣含量數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA對(duì)應(yīng)電流，輸出給各種記錄儀器或智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)未知氧氣含量的讀取及監(jiān)控調(diào)節(jié)，這就是氧化鋯氧分析器。煙氣氧分析器是主要用于讀取、監(jiān)測(cè)各類加熱爐、電站鍋爐、窯爐、化學(xué)反應(yīng)爐(釜)內(nèi)的經(jīng)過(guò)燃燒、吸收、反應(yīng)后的剩余氧氣含量的在線分析儀器。
氧化鋯煙氣氧分析器廣泛應(yīng)用于石油、化工，石油管道輸送，金屬冶煉，火力發(fā)電，陶瓷、水泥燒結(jié)以及城市集中供熱等各種加熱爐、鍋爐、窯爐、化學(xué)反應(yīng)爐(釜)設(shè)備中。經(jīng)過(guò)其對(duì)煙氣中氧氣含量的監(jiān)測(cè)，從而將設(shè)備控制在最佳燃燒狀態(tài)，以達(dá)到節(jié)約燃料，提高產(chǎn)品質(zhì)量，控制設(shè)備平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；同時(shí)還可降低排煙“黑度”，減少粉塵和SO2等有害物質(zhì)的排放量，起到節(jié)能降耗和保護(hù)環(huán)境等多種成效。
現(xiàn)有氧化鋯煙氣氧分析器由分離的兩部分組成，即氧檢測(cè)器(俗稱探頭)和氧轉(zhuǎn)換器(俗稱二次表、變送器)。使用時(shí)，將檢測(cè)器安裝在爐體上，其管體插入爐體內(nèi)待測(cè)部位；轉(zhuǎn)換器則安裝在另外地方設(shè)置的專用儀表安裝箱內(nèi)，或安裝在遠(yuǎn)離設(shè)備的操作控制室內(nèi)。二者之間距離近則數(shù)米，遠(yuǎn)則達(dá)三、四百米，其間由電源、加熱控制、氧信號(hào)、熱電偶、溫度補(bǔ)償、輸出信號(hào)等6對(duì)電纜線聯(lián)接。
現(xiàn)有形式的氧化鋯煙氣氧分析器的不足之處在于1、兩處安裝，由導(dǎo)線引入的干擾信號(hào)，使儀器不能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)正常運(yùn)行，為此，必需花費(fèi)很多的精力去提高儀器的“抗干擾”性能，要求用戶使用價(jià)格昂貴的屏蔽電纜，采取強(qiáng)弱信號(hào)線分別布線等補(bǔ)救措施，使儀器變得很“嬌氣”。
2、兩處安裝，加大了安裝的工作量和設(shè)備材料、施工等費(fèi)用，另外，調(diào)試、維護(hù)人員必須兩處操作，這樣就給正常工作帶來(lái)極大的不便。
3、在石油、化工單位的安裝現(xiàn)場(chǎng)，分離安裝的轉(zhuǎn)換器還要防爆隔離設(shè)備，如“充氣式正壓隔爆儀表箱”，而這類防爆設(shè)備的要求和價(jià)格都是很昂貴的，因此，造成用戶安裝費(fèi)用大幅增加。
4、近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的提高，企業(yè)管理的要求也隨之向更高層次發(fā)展。越來(lái)越多的企業(yè)更新了原來(lái)的調(diào)控技術(shù)和設(shè)備，以大型計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)(如DCS系統(tǒng))取代了原先的眾多的二次儀表和人工調(diào)控方式，這就使轉(zhuǎn)換器在控制室沒(méi)有了“立足之地”。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)上述不足之處提供一種一體化氧化鋯煙氣氧分析器，將原先分離的氧化鋯氧檢測(cè)器與轉(zhuǎn)換器經(jīng)過(guò)技術(shù)處理后，使之聯(lián)在一起成為一體化儀器。這樣不僅更好地實(shí)現(xiàn)儀器的基本功能，而且簡(jiǎn)化儀器結(jié)構(gòu)，消除線路干擾對(duì)儀器工作穩(wěn)定可靠性的影響，節(jié)約安裝設(shè)備費(fèi)用，同時(shí)更方便了用戶的使用和維護(hù)。
一體化氧化鋯煙氣氧分析器是采取以下方案實(shí)現(xiàn)的一體化氧化鋯煙氣氧分析器結(jié)構(gòu)由氧化鋯氧檢測(cè)器、轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，氧化鋯氧檢測(cè)器與轉(zhuǎn)換器連在一起成為一體化儀器。氧化鋯氧檢測(cè)器具有檢測(cè)器管體，檢測(cè)器管體內(nèi)部的前端裝有不銹鋼防塵網(wǎng)、多孔陶瓷防塵片、氧化鋯氧傳感器以及為氧化鋯管提供高溫工作條件的加熱電爐和測(cè)溫?zé)犭娕?，貫穿檢測(cè)器管體內(nèi)部的還有標(biāo)準(zhǔn)氣管和參比氣管，檢測(cè)器管體后部設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)氣入口、參比氣入口。檢測(cè)器管體內(nèi)設(shè)有氧電極引線，加熱電爐引線和熱電偶引線，它們都由檢測(cè)器管體的后端部引出至殼體座內(nèi)。檢測(cè)器管體后部設(shè)備置有安裝法蘭，用于安裝在被測(cè)設(shè)備上。檢測(cè)器管體后端部設(shè)置有連接法蘭，連接法蘭的外端面用于與轉(zhuǎn)換器的殼體座相連。轉(zhuǎn)換器具有殼體座，殼體座上裝置有殼體罩，殼體座設(shè)有進(jìn)、出氣口，用于通入壓縮空氣，并設(shè)有進(jìn)、出線口。殼體座上設(shè)有轉(zhuǎn)換電路安裝板，電路安裝板上還設(shè)有電路板插座和電源接線端子、輸出信號(hào)接線端子，在電路板插座上插接有處理氧信號(hào)的相關(guān)電路的電路板。電路板設(shè)置有兩塊，一塊為交直流電源轉(zhuǎn)換和對(duì)檢測(cè)器內(nèi)的電爐加熱控溫等功能電路，另一塊為氧信號(hào)的測(cè)量處理、顯示、電壓/電流轉(zhuǎn)換等功能電路。
工作原理及優(yōu)點(diǎn)檢測(cè)器管體部分安裝入被測(cè)設(shè)備后，通過(guò)開(kāi)機(jī)，加溫預(yù)熱后，傳感器逐漸進(jìn)入穩(wěn)定工作階段。被測(cè)氣體中氧氣的含量與由外部引入的參比氣體(空氣)中的氧含量，經(jīng)氧化鋯氧傳感器對(duì)比后得出相應(yīng)的氧電勢(shì)信號(hào)；該信號(hào)由傳感器經(jīng)氧電極引線，傳至殼體座上聯(lián)接的相關(guān)電路；電路根據(jù)能斯特公式計(jì)算處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)榘俜盅鹾浚呻娐钒迳系娘@示器件以數(shù)字形式顯示出來(lái)；同時(shí)電路根據(jù)這一數(shù)據(jù)將其轉(zhuǎn)換為4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，傳送給計(jì)算機(jī)中心，以供作為調(diào)控的依據(jù)。
相對(duì)于分體式氧化鋯煙氣氧分析器，一體化后具有以下優(yōu)點(diǎn)1、利用原有用戶設(shè)備上設(shè)置的檢測(cè)器安裝法蘭，即可實(shí)現(xiàn)儀器的全部安裝工作，不再需要另外設(shè)置儀表安裝箱、儀表盤(pán)(柜)，使安裝非常簡(jiǎn)單、方便。
2、原來(lái)必不可少的6對(duì)聯(lián)接電纜減少到2對(duì)(電源線、4-20mA信號(hào)輸出線)，不僅節(jié)省了資金，而且大大減少了施工、維護(hù)的工作量。
3、從本質(zhì)上消除了長(zhǎng)距離引線帶來(lái)的干擾信號(hào)對(duì)微弱信號(hào)的影響。
4、采用了精密壓鑄鋁合金殼體，作為電路部分的儀器殼體，整機(jī)密封性好，可抵御雨、雪、風(fēng)沙等惡劣天氣和腐蝕性氣體對(duì)儀器電子元器件、接插件的損害，使儀器工作更穩(wěn)定、可靠。


以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是一體化氧化鋯煙氣氧分析器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖1，一體化氧化鋯煙氣氧分析器結(jié)構(gòu)具有氧化鋯氧檢測(cè)器、轉(zhuǎn)換器，氧化鋯氧檢測(cè)器與轉(zhuǎn)換器連成一體，氧化鋯氧檢測(cè)器具有長(zhǎng)管狀部分稱為檢測(cè)器管體5，由工業(yè)不銹鋼管構(gòu)成。其內(nèi)部的前端部裝有不銹鋼防塵網(wǎng)、多孔陶瓷防塵片和氧化鋯氧傳感器4，以及為氧化鋯管提供高溫工作條件的加熱電爐2和測(cè)溫?zé)犭娕?。
貫穿管體內(nèi)部的還有標(biāo)準(zhǔn)氣管和參比氣管。標(biāo)準(zhǔn)氣管是為儀器的標(biāo)定需要而設(shè)的，它由檢測(cè)器管體5后部標(biāo)準(zhǔn)氣入口8開(kāi)始，穿過(guò)整個(gè)檢測(cè)器管體5在前端部開(kāi)口，由標(biāo)定氣彎管1將標(biāo)準(zhǔn)氣引入氧化鋯管4內(nèi)，實(shí)現(xiàn)儀器的標(biāo)定要求；參比氣管是為了給氧化鋯管4提供參比氣體而設(shè)的專門(mén)管路，它也是從檢測(cè)器管體5的后部專設(shè)的“參比氣口7”進(jìn)入管體內(nèi)，通過(guò)專門(mén)管路將參比氣體送到氧化鋯管4外側(cè)的頂部。
檢測(cè)器管體5內(nèi)設(shè)有氧電極引線，加熱電爐引線和熱電偶引線，它們都由檢測(cè)器管體5的后端部引出至殼體座12內(nèi)。
檢測(cè)器管體5的后端部焊有連接法蘭9。連接法蘭9的外端面用以與殼體座12聯(lián)接，其與檢測(cè)器管體5焊接一側(cè)焊有防雨罩10，在防雨罩10保護(hù)范圍內(nèi)的檢測(cè)器管體5上開(kāi)有參比氣體出口，這樣就防止了雨水從參比氣出口流入檢測(cè)器管體5內(nèi)。
檢測(cè)器管體5后端部約14mm處的外表面上，焊有安裝法蘭6。它的前端部通過(guò)用戶設(shè)備上設(shè)置的相同規(guī)格法蘭中心插入被測(cè)設(shè)備內(nèi)，以緊固螺栓將檢測(cè)器管體5上的安裝法蘭6與用戶設(shè)備上的安裝法蘭相聯(lián)接，完成一體化氧化鋯煙氣氧分析儀的全部安裝工作。
殼體座12外觀呈圓形平底盤(pán)狀，其開(kāi)口側(cè)外圓面上設(shè)有螺紋，用以與殼體罩14相聯(lián)接；底部留有法蘭聯(lián)接螺栓孔，用以與檢測(cè)器管體5后端部的聯(lián)接法蘭9相聯(lián)接。
轉(zhuǎn)換器在殼體座12內(nèi)，設(shè)有電路安裝板，以接受檢測(cè)器前端傳入的各種電信號(hào)和提供加熱電爐的電源；電路安裝板上還設(shè)有電路板插座和電源接線端子、輸出信號(hào)接線端子，用以與電路板13聯(lián)接；在電路板插座上插接有處理氧信號(hào)的相關(guān)電路的電路板13。電路板13共有兩塊，一塊為交直流電源轉(zhuǎn)換和對(duì)檢測(cè)器內(nèi)的電爐加熱、控溫等功能電路；另一塊為氧信號(hào)的測(cè)量處理、顯示、電壓/電流轉(zhuǎn)換等功能電路。
殼體座12的下部設(shè)有電源線進(jìn)口和4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)線出口，作為電源和4-20mA輸出線的進(jìn)、出口通道15。
殼體座12與檢測(cè)器管體聯(lián)接法蘭9的一側(cè)上部設(shè)有進(jìn)、出氣口11各一個(gè)，用以通入壓縮空氣，降低殼體內(nèi)溫度和使殼體內(nèi)處于正壓狀態(tài)，達(dá)到外部氣體不能進(jìn)入殼體內(nèi)的目的。
殼體罩14是一個(gè)外觀呈截頂圓錐體(即圓臺(tái))，壁厚約8mm的中空殼體。通過(guò)設(shè)在其開(kāi)口處內(nèi)圓面上的螺紋與殼體座12相聯(lián)接，形成一個(gè)密閉腔體，實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)部安裝物品的保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種一體化氧化鋯煙氣氧分析器，具有氧化鋯氧檢測(cè)器、轉(zhuǎn)換器，其特征在于氧化鋯氧檢測(cè)器與轉(zhuǎn)換器連在一起成為一體化，氧化鋯氧檢測(cè)器具有檢測(cè)器管體，檢測(cè)器管體內(nèi)部的前端裝有不銹鋼防塵網(wǎng)、多孔陶瓷防塵片、氧化鋯氧傳感器以及為氧化鋯管提供高溫工作條件的加熱電爐和測(cè)溫?zé)犭娕?，貫穿檢測(cè)器管體內(nèi)部的還有標(biāo)準(zhǔn)氣管和參比氣管，檢測(cè)器管體內(nèi)設(shè)有氧電極引線，加熱電爐引線和熱電偶引線，檢測(cè)器管體后部裝置有安裝法蘭，檢測(cè)器管體后端部設(shè)置有連接法蘭，連接法蘭的外端面用于與轉(zhuǎn)換器的殼體座相連，轉(zhuǎn)換器具有殼體座，殼體座上裝置有殼體罩，殼體座設(shè)有進(jìn)、出氣口和進(jìn)、出線口，殼體座上設(shè)有轉(zhuǎn)換電路安裝板，電路安裝板上設(shè)有電路板插座和電源接線端子、輸出信號(hào)接線端子，在電路板插座上插接有處理氧信號(hào)的相關(guān)電路的電路板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化氧化鋯煙氣氧分析器，其特征在于檢測(cè)器管體后部設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)氣入口，參比氣入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化氧化鋯煙氣氧分析器，其特征在于在轉(zhuǎn)換器的殼體座與檢測(cè)器管體連接一側(cè)有防雨罩，在防雨罩防護(hù)范圍內(nèi)的檢測(cè)器管體上開(kāi)有參比氣體出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化氧化鋯煙氣氧分析器，其特征在于轉(zhuǎn)換電路安裝板插座上插接電路板有交直流電源轉(zhuǎn)換和對(duì)檢測(cè)器內(nèi)的電爐加熱控溫功能電路、氧信號(hào)的測(cè)量處理、顯示、電壓/電流轉(zhuǎn)換功能電路。
專利摘要本實(shí)用新型一體化氧化鋯煙氣氧分析器涉及的是一種氧化鋯氧檢測(cè)器與轉(zhuǎn)換器一體化的煙氣中氧含量在線分析儀器。氧化鋯氧檢測(cè)器具有檢測(cè)器管體，檢測(cè)器管體內(nèi)部的前端裝有不銹鋼防塵網(wǎng)、多孔陶瓷防塵片、氧化鋯氧傳感器以及為氧化鋯管提供高溫工作條件的加熱電爐和測(cè)溫?zé)犭娕?，貫穿檢測(cè)器管體內(nèi)部的還有標(biāo)準(zhǔn)氣管和參比氣管，檢測(cè)器管體內(nèi)設(shè)有氧電極引線，加熱電爐引線和熱電偶引線，檢測(cè)器管體后部裝置有安裝法蘭，檢測(cè)器管體后端部設(shè)置有連接法蘭，連接法蘭的外端面用于與轉(zhuǎn)換器的殼體座相連，轉(zhuǎn)換器具有殼體座，殼體座上裝置有殼體罩，殼體座設(shè)有進(jìn)、出氣口和進(jìn)、出線口，殼體罩座上設(shè)有轉(zhuǎn)換電路安裝板，電路安裝板上設(shè)有電路板插座和電源接線端子、輸出信號(hào)接線端子，在電路板插座上插接有處理氧信號(hào)的相關(guān)電路的電路板。
文檔編號(hào)G01N27/409GK2685875SQ0325962
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2003年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者劉春賓 申請(qǐng)人:劉春賓