氧分析仪的机械校准装置的制作方法

本发明涉及测氧设备的技术领域，更具体地，涉及一种用于对测氧设备进行校准的装置。

背景技术：

氧化锆氧分析仪是近年来发展起来的一种新型测氧仪器。由于它的敏感探头可以直接插入烟道内进行检测，并且具有结构简单、精度较高、对氧含量变化反应迅速等特点，因此被广泛用于测量各种锅炉和窑炉中烟道气的氧含量。此外，氧化锆氧分析仪可以方便地与调节器配合，构成闭环氧量控制系统，实现低氧燃烧控制，从而达到节约能源，减少环境污染等目的。因此其在实际生产中的应用越来越广泛。

氧化锆氧分析仪包含测氧探头和氧量变送器两个部分，利用测氧探头中的氧化锆电池测量的电势信号与烟气中的含氧量之间的关系符合能斯特方程。能斯特方程适用于理想的氧化锆电池，由于存在各种影响因素，氧化锆电池往往在不同程度上偏离能斯特方程，给含氧量的测量带来一定误差。可以采用“双参数校准法”来校准能斯特方程中的截距和斜率的偏离值。同时，测氧仪器在运行过程中，氧化锆电池因老化、积灰、腐蚀等因素，其参数将逐渐发生变化而给测量带来误差。为了使测量准确，必须定期对测氧仪器进行校准。

而对于隔爆型氧分析仪的设计来说，通常在非防爆氧分析仪上设计隔爆外壳，以实现隔离防爆功能。氧分析仪的现场校准一般通过在仪器面板上进行操作来完成，在仪器面板上设置数据输入按键，由用户在现场根据实际情况设置校准截距和斜率。但是，根据国标规定的防爆仪表现场安装及检修要求，防爆仪表不能在现场进行带电开盖或按键操作。

在对非防爆型氧分析仪进行隔爆设计时，仪表的显示窗部分一般采用防爆触摸屏，在线校准可以通过在触摸屏上操作来完成。但是，防爆触摸屏价格昂贵，造成防爆氧分析仪材料成本过高，对于生产企业来说，不利于成本控制。其次，采用防爆触摸屏的仪器的软件设计较为复杂和繁琐。另外，用户在现场校准时需要进行菜单选择设置等多个操作步骤，因此操作比较复杂。

因此，现有技术中需要一种能够在确保安全的情况下对测氧仪器进行校准且易于操作的校准装置。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题中的至少一个方面，本发明的实施例提供了一种用于对测氧仪器进行校准的校准装置。

根据本发明的一个方面，提供一种氧分析仪的机械校准装置，该机械校准装置包括用于对氧分析仪进行校准的校准电位器和用于对校准电位器进行旋转操作的操作机构，校准电位器设置在氧分析仪的壳体上并且从壳体向外伸出，操作机构设置在氧分析仪的保护外壳上，氧分析仪设置在保护外壳内，操作结构与校准电位器操作地连接，以便对校准电位器进行旋转操作。

根据本发明的氧分析仪的机械校准装置的一个优选的实施例，校准电位器通过其位于壳体的一侧的凸台和位于壳体的另一侧的螺母固定地设置在壳体上。

在根据本发明的氧分析仪的机械校准装置的另一个优选的实施例中，操作机构包括操作部件和将操作部件设置在形成于保护外壳中的通孔内的旋转固定组件。

根据本发明的氧分析仪的机械校准装置的再一个优选的实施例，旋转固定组件包括固定地设置在保护外壳上的第一衬套以及可旋转地设置在第一衬套内的第二衬套，操作部件固定地设置在第二衬套内。

在根据本发明的氧分析仪的机械校准装置的还一个优选的实施例中，第一衬套具有圆筒形结构并且包括第一凸肩，第一衬套通过第一凸肩卡接在保护壳体的内壁上。

根据本发明的氧分析仪的机械校准装置的还一个优选的实施例，第二衬套具有圆筒形结构并且包括第二凸肩，第二衬套通过第二凸肩卡接在第一衬套的外端侧。

在根据本发明的氧分析仪的机械校准装置的另一个优选的实施例中，操作部件包括第三凸肩，操作部件通过第三凸肩卡接在第二衬套的外端侧。

根据本发明的氧分析仪的机械校准装置的再一个优选的实施例，在操作部件的与第二衬套相接触的圆周上设置有第一圆周槽，在第一圆周槽内设置有密封圈。

在根据本发明的氧分析仪的机械校准装置的还一个优选的实施例中，在操作部件的邻近第二衬套的内端侧的位置处形成有第二圆周槽，在第二圆周槽内设置有开口挡圈，开口挡圈将操作部件与第二衬套卡接在一起。

根据本发明的氧分析仪的机械校准装置的又一个优选的实施例，在校准电位器的与操作部件操作地连接的端部上形成有连接槽，并且在操作部件的相对应的端部上形成有与连接槽相结合的凸起部。

与现有技术相比，根据本发明的用于氧分析仪的机械校准装置至少具有以下有益效果之一：

(1)在氧分析仪的显示窗部分采用了符合相关防爆标准的普通防爆玻璃，由此在满足防爆要求的情况下大大降低成本。

(2)在氧分析仪的保护外壳上设计有单独的机械校准装置，可操作地连接设置在壳体的内部的校准电位器，用户在线校准可以通过设置在保护外壳的外部的机械校准装置完成，校准过程便捷高效。

(3)校准电位器的校准是通过在氧化锆电池的测量信号上叠加放大倍数和偏移量来实现对工作曲线的斜率和截距的校准，因此在氧分析仪的软件设计上不需要考虑校准问题，由此使得软件的设计过程非常简洁。

(4)在对非防爆型氧化锆氧分析仪进行隔爆设计时，不需要采用防爆触摸屏来改动原有氧分析仪的设计，根据本发明的机械校准装置满足了氧分析仪对防爆性能的要求。

(5)用户在现场进行校准操作时，通过机械校准装置只需一步即可实现对氧化锆氧分析仪的在线校准，便捷高效。同时，大大降低了生产企业的设计和制造成本。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，将更容易理解本发明的其他目的和优点，并对本发明的整体进行全面的把握。

图1为根据本发明的用于氧分析仪的机械校准装置的剖视图。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明的实施例提供一种用于氧分析仪的机械校准装置10，该机械校准装置10包括用于对氧分析仪进行校准的校准电位器12和用于对校准电位器12进行旋转操作的操作机构14，校准电位器12设置在氧分析仪的壳体30上并且从壳体30向外伸出。在此，根据本发明的用于氧分析仪的机械校准装置10可以包括两个校准电位器12，一个用于校准能斯特方程的斜率，另一个用于校准能斯特方程的截距。由此，需要设置两个操作机构14，以便分别通过各自的操作机构14来对校准电位器12进行操作，从而对氧分析仪的误差进行校正。操作机构14设置在氧分析仪的保护外壳32上，氧分析仪设置在保护外壳32内，操作结构14与校准电位器12操作地连接，以便对校准电位器12进行旋转操作。

在此需要说明的是，术语“外”、“外部”、“外侧”以及类似术语指的是氧分析仪的外侧或外部，类似地，术语“内”、“内部”、“内侧”以及类似术语指的是氧分析仪的内侧或内部，“向内”则指的是从氧分析仪的内侧指向氧分析仪的外侧，同理，“向外”则指的是从氧分析仪的外侧指向氧分析仪的内侧。

如图1所示，校准电位器12通过位于壳体30的一侧的凸台122和位于壳体30的另一侧的螺母302固定地设置在壳体30上。也就是说，校准电位器12的位于壳体30内的部分具有更大的尺寸，而校准电位器12的穿过壳体30中的通孔并且与壳体30接合的部分具有相对较小的尺寸，从而在校准电位器12的与壳体30的内侧壁相接触的部分上形成凸台122。可以在校准电位器12的穿过壳体30的壁的部分上加工有外螺纹，从而通过螺母302将校准电位器12固定在壳体30上，在此，壳体30可以是氧分析仪的面板。

本发明的用于氧分析仪的机械校准装置10的操作机构14可以包括操作部件142和将操作部件142设置在形成于保护外壳32中的通孔内的旋转固定组件144。操作部件142可以与校准电位器12直接接合，对校准电位器12进行操作，旋转固定组件144则用于将操作部件142可旋转地固定在氧分析仪的保护外壳32中。在此，保护外壳32可以为设置在氧分析仪的面板外部，用于保护氧分析仪的箱体，可以在该箱体上设置观察窗，用于观察设置在箱体内部的氧分析仪的面板上显示内容，由此确定氧分析仪的状态。

旋转固定组件144可以包括固定地设置在保护外壳32上的第一衬套1442以及可旋转地设置在第一衬套1442内的第二衬套1444，操作部件142固定地设置在第二衬套1444内。在此，第一衬套1442可以以本领域常用的固定方式固定地设置在保护外壳32上，比如可以通过焊接、粘接、过盈配合等方式进行固定。在如图1所示的实施例中，第一衬套1442具有圆筒形结构并且包括第一凸肩1443，第一衬套1442通过第一凸肩1443卡接在保护壳体32的内壁上。也就是说，第一衬套1442设计成包括两个圆筒形部分，壁厚较小的圆筒形部分与保护外壳32内的通孔直接接合，而壁厚较大的圆筒形部分在与壁厚较小的圆筒形部分的过渡位置处形成第一凸肩1443，通过第一凸肩1443使第一衬套1442卡接在保护外壳32的内壁上，并且使得第一衬套1442的外端壁与保护外壳32的外侧壁保持齐平。可以在第一衬套1442的壁厚较大的圆筒形部分与保护壳体32形成角形空间的位置处将两者焊接在一起，由此将第一衬套1442固定在保护外壳32上。

第二衬套1444具有圆筒形结构并且包括第二凸肩1445，第二衬套1444通过第二凸肩1445卡接在第一衬套1442的外端侧上。第二凸肩1445沿着第二衬套1444的轴向方向具有较小的长度，从而使得第二衬套1444从第一衬套1442的外端侧稍微向外突出，由此起到相对于第一衬套1442进行轴向定位的作用。进一步地，操作部件142包括第三凸肩1422，操作部件142通过第三凸肩1422卡接在第二衬套1444的外端侧，由此通过旋转固定组件144将操作部件142可旋转地设置在保护外壳32中，从而可以通过旋转操作部件142的外部操作部来对保护外壳32内部的校准电位器12进行调节，从而实现对氧分析仪的校准。

为了确保氧分析仪的防爆效果，也就是为了确保操作机构14的密封性能，在操作部件142的与第二衬套1444相接触的圆周上设置有第一圆周槽1424，在第一圆周槽1424内设置有密封圈1426，通过设置在操作部件142的外周壁与第二衬套1444之间的密封圈1426可以实现两者之间的良好密封，从而使得氧分析仪被密封在保护外壳32的内部。

此外，为了使操作部件142和第二衬套1444相对地固定，在操作部件142的邻近第二衬套1444的内端侧的位置处形成有第二圆周槽1428，在第二圆周槽1428内设置有开口挡圈1430，开口挡圈1430将操作部件142与第二衬套1444卡接在一起。由此可以使得当通过外力使操作部件142旋转时，操作部件142与第二衬套1444一起在第一衬套1442内旋转。在此，第二衬套1444可以由铜材料制成，比如为铜套，可以通过第二衬套1444增加第一衬套1442与操作部件142之间的防爆结合面的长度，并由此可以加强结合面的紧密性，通过铜套还可以防止部件在相互接触的位置处生锈。

为了实现操作部件142与校准电位器12的可操作接合，在校准电位器12的与操作部件142操作地连接的端部上形成有连接槽124，并且在操作结构142的相对应的端部上形成有与连接槽124相结合的凸起部1432，由此，在安装过程中通过使凸起部1432插入连接槽124内，可以实现操作部件142与校准电位器12的可操作性接合。

为了便于对操作部件142进行操作，可以在操作部件142的暴露在保护壳体32的外部的操作部的外周上设置防滑结构，比如密布的若干突起部，或者沿轴向方向倾斜或平行排列的若干凸筋，或者其他能够增大摩擦的结构。在图1所示的实施例中，在操作部件142的外端侧上设置有驱动槽1434，可以利用螺丝刀通过驱动槽1434对操作部件142进行旋转操作。

在对根据本发明的氧分析仪的机械校准装置10进行组装时，可以先利用螺母302将校准电位器12安装在氧分析仪的壳体30上。然后在保护外壳32的相应位置处开孔，将第一衬套1442压接在保护外壳32中的开孔处。接着，将第二衬套1444压接在第一衬套1442内。在操作部件142的第一圆周槽1424内装入密封圈1426，随后把操作部件142穿入第二衬套1444内，使其安装位置与校准电位器12同轴，使得操作部件142的一侧的凸起部1432插入校准电位器12的连接槽124内。在此可以通过在连接槽124内增减垫片来调节校准电位器12的位置，使校准电位器12的连接槽124的底部与操作部件142的凸起部1432的顶部之间保持0.5毫米-1毫米的距离。最后，在操作部件142的第二圆周槽1428内装入开口挡圈1430，由此将第二衬套1444固定在操作部件142上。

在利用根据本发明的机械校准装置10对氧分析仪进行校准时，第一步进行空气校准，将探头空气入口打开，使空气进入探头。当变送器显示稳定后，调节根据本发明的机械校准装置10的第一个操作部件142，使得变送器显示为“20.6”。

第二步进行标准气校准，标准气的流量为300ml/s-500ml/s，将标准气接入探头的标准气入口，通气1分钟后，调节根据本发明的机械校准装置10的第二个操作部件142，将变送器显示的氧量值调节为标准气体氧量值。以上两个步骤完成后，完成校准操作，即可利用校准后的氧分析仪进行氧含量的测量操作。

本发明的用于氧分析仪的机械校准装置10在氧分析仪的显示窗部分(也就是本发明的壳体30)采用了符合相关防爆标准的普通防爆玻璃，由此在满足防爆要求的情况下大大降低成本。在氧分析仪的保护外壳32上设计有单独的机械校准装置10，可操作地连接设置在壳体30的内部的校准电位器12，用户在线校准可以通过设置在保护外壳32的外部的机械校准装置10完成，校准过程便捷高效。另外，校准电位器10的校准是通过在氧化锆电池的测量信号上叠加放大倍数和偏移量来实现对工作曲线的斜率和截距的校准，因此在氧分析仪的软件设计上不需要考虑校准问题，由此使得软件的设计过程非常简洁。

在对非防爆型氧化锆氧分析仪进行隔爆设计时，不需要采用防爆触摸屏来改动原有氧分析仪的设计，根据本发明的机械校准装置10满足了氧分析仪对防爆性能的要求。用户在现场进行校准操作时，通过机械校准装置10只需一步即可实现对氧化锆氧分析仪的在线校准，便捷高效。同时，大大降低了生产企业的设计和制造成本。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求书为准。