一种动压流动式氧化锆测氧装置的制作方法

本发明涉及一种氧化锆氧量分析仪中的测氧装置。

背景技术：

1、利用氧化锆测氧技术，已在发电、供热、钢铁、冶金、印染、纺织、石油化纤、化学化工等行业中，各种燃煤、燃油、燃气锅炉以及其他工业炉中得到广泛应用，利用氧化锆固体电解质，进行氧量分析，测量烟气中过剩空气系数，对优化燃烧、提高热效率、节约能源优化燃烧生产过程控制，减少大气污染具有十分重要的经济效益和社会效益。但是，现有的氧化锆氧测量装置中均为一端封闭的测量管，实现直插到锅炉烟道中的测量方式。当氧化锆测量元件加热至工作温度700±10℃时，测量元件成为一种具有仅能通过氧离子的稳固型固体电解质，在电解质两侧附上多孔金属铂电极层。当两侧通过不同含量浓度气体时，测量元件内、外电极两侧发生电荷积累，便产生电位差。电动势的大小与两侧气体中氧气含量有关。现在常用的测量装置在整体设计时，一端封闭的测量元件，安装在电加热器加热空腔内，不能直接与被测量气体直接接触，而是仅依靠工作电极在高温下的自然热对流，来实现烟气中氧气含量的测量，参比电极(空气侧)的空气流量，对指示值的准确、稳定也同样有着至关重要的作用。参比电极设在较长测量管前端，由于各种阻力的影响，使参比电极中的空气量也将受到影响，从而造成测量结果不准确、不稳定、反应滞后，不能及时快速反应锅炉的燃烧工况，使节约能源保护环境受到影响。

技术实现思路

1、发明解决的主要问题是：提供一种动压流动式氧化锆测量装置，主要在测量方法和整体结构等方面，有了全新的变化，利用动压测量管(笛形管)来测量烟气的流动速度，就相当于测量烟气流速的动压力，烟气流速的大小与h有关pn动压-pc静压＝h压力差，相当于烟道中的烟气，进入到笛形管后，形成全压力pn，烟气经测量室(氧化锆测量元件)到出口端，该端口为静压力pc，烟压n成为正压力后，入经测量室的被测气体在不停流动。被测量气体由高温对流方式改变为正压流动方式，以及参比气体流动性，主要采取以下技术方案。

2、1.动压测量笛形管取压法。

3、2.氧化锆测量元件为两端开口式。

4、3.由节流针提供参比气体流量增强气体的流动性。

5、为克服以上技术中的不足本发明提供一种动压流动式氧化锆测量装置，该装置具有测量准确、反应速度快等特点。为解决其技术难题，本发明采用的技术方案为所述动压流动式氧化锆测氧装置，包括陶瓷过滤器、笛形测量管、参比气体节流针、陶瓷电加热器和测温热电偶等氧化锆测量元件置于陶瓷电加热器的电加热空腔中，电加热器外侧依次为保温隔热材料、笛形测量管、陶瓷过滤器。氧化锆测量元件内、外壁上，设测量电极、参比电极、出入端为开口管状结构、氧化锆测量元件中心段内、外壁其对应位置上，分别涂内、外电极层。在氧化锆测量元件内电极层中心设有测温热电偶，氧化锆测量元件内、外形成被测量气体和参比气体的隔离通道，氧化锆测量元件前端为被测量气体和参比气体进气口，后端为出气口。两端开口的测量元件，利用烟道负压运行方式，保证了工作，参比两电极所需气体的良好流动，充分与电极接触，实现了测量准确、反应速度快，保证了测量结果的可靠性、准确性。

6、优势1.所述动压流动式氧化锆测氧装置，采用的关键技术是利用笛形管取样特点，将测量方法由气体高温热对流改变为正压流动式氧传感器，使测量方法得以创新，可以实现反应速度快、测量准确等优势。

7、优势2.所述两端开口的氧化锆测量元件内、外分别设有工作电极和参比电极，两电极设有各自通道。出口端设在处于负压工作状态的烟道上，由于负压吸力的作用，保证了测量气体和参比气体分别通过各自通道的顺利流动。

8、优势3.所述参比气体进入到氧化锆测量元件前设有空气流量节流针，使进入到测量元件的空气流量得以保证。

9、优势4.所述采用陶瓷电加热器，该加热器具有绝缘强度高、功耗小、传热快、成本低、安装方便等特点。

10、优势5.所述测量装置设有接线小室，它是检查、检修氧传感器的工作间。

11、优势6.所述测量装置的核心部分，封闭在金属壳内，形成固体一体化结构，经略小改动后，也可用于汽车、重型柴油机、连续测量排放尾气中的氧气含量，根据测量值来修正调节、控制发动机的空燃比。对节约能源、提高效率、保护环境具有十分重要意义。

12、从以上可以看出与现有技术相比，本发明可以达到以下效果，其关键技术笛形管取压法将测量方法的热对流形式改变为正压流动式氧传感器，在测量方法上得以创新，本发明使用的测量元件为两端开口式工作电极、参比电极。分别设专用通道，进入到参比电极的空气，设有流量节流针，使参比电极的空气得以保证。本发明结构新颖、反应速度快、灵敏度高、测量准确等优点。

技术特征：

1.一种动压流动式氧化锆测量装置，包括笛形测量管3、陶瓷过滤器1、两端开口氧化锆测量元件0、测温热电偶16、参比气体节流针9、陶瓷电加热器4、氧化锆测量元件形状为两端开口u型管状结构、氧化锆测量元件中间位置的内、外壁对应位置上设有金属铂工作电极层18、参比电极层17、陶瓷电加热器4、设在氧化锆测量元件外层，陶瓷电加热器外层设保温层3、陶瓷电加热器4、内电极(工作电极)18、外电极(参比电极)17的输出导线需在接线小室连接后与接线盒10相连，测温热电偶为铠装型，输出导线直接进入到接线盒10，氧化锆测量元件的内、外形成被测量气体和参比气体各自的测量通道，前端为进气口，后端为出气口。

2.根据权利要求所述的一种动压流动式测氧装置其特征在于所述笛型测量管。

3.根据权利要求1或2所述的一种动压流动式测氧装置，其特征在于所述，两端开口的氧化锆测量元件。

4.根据权利要求1或2所述一种动压流动式测氧装置，其特征在于所述参比气体节流针9。

5.根据权利要求1或2所述一种动压流动式测氧装置，其特征在于所述陶瓷电加热器4。

6.根据权利要求1或2所述一种动压流动式测氧装置，其特征在于所述陶瓷过滤器1。

7.根据权利要求1或2所述一种动压流动式测氧装置，其特征在于所述接线小室5。

技术总结
本发明涉及一种动压流动式氧化锆测氧装置，包括：陶瓷过滤器、笛形动压测量管、两端开口氧化锆测量元件、陶瓷电加热器、参比气体节流针、测温热电偶等。氧化锆测量元件置于电加热器的加热空腔中，氧化锆测量元件外侧依次为：电加热器、保温材料、笛形测量管、陶瓷过滤器、氧化锆测量元件，内外分别设有工作电极、参比电极、其氧化锆测量元件为两端开口管状结构。氧化锆测量元件内，置有测温热电偶，在电加热器的加热空腔中，氧化锆测量元件内、外各自形成被测气体，参比气体的测量通道。氧化锆测量元件前端为被测量气体和参比气体进气口，后端为出气口，测氧装置结构合理，反应速度快、敏感度高、测量准确。

技术研发人员：苏靖祺,李景河
受保护的技术使用者：李景河
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25