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                          氧化鋯探頭氧化鋯分析儀工作原理YSrO-05
氧化鋯分析儀工作原理氧傳感器的關(guān)鍵部件是氧化鋯,在氧化鋯元件的內(nèi)外兩側(cè)涂上多孔性鉑電極制成氧濃度差電池。它位于傳感器的頂端。為了使電池保持額定的工作溫度,在傳感器中設(shè)置了加熱器。用氧分析儀內(nèi)的溫度控制器控制氧化鋯溫度恒定。氧化鋯氧量分析儀的構(gòu)成是由氧傳感器(又稱氧探頭、氧檢測(cè)器)、氧分析儀(又稱變送器、變送單元、轉(zhuǎn)換器、分析儀)以及它們之間的連接電纜等組成。傳感器對(duì)某一物理量的準(zhǔn)確程度取決于傳感器的性能指標(biāo)。為了確定傳感器的測(cè)量范圍、準(zhǔn)確性，必須對(duì)傳感器的性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。對(duì)新研制的傳感器，必須進(jìn)行的技術(shù)性能的測(cè)試和校準(zhǔn)，用測(cè)試和校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)確定其測(cè)試范圍、準(zhǔn)確程度。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)型的傳感器，用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行量值傳遞。這些測(cè)試數(shù)據(jù)，既是衡量傳感器好壞的依據(jù)，也是改進(jìn)傳感器設(shè)計(jì)和工藝的依據(jù)。傳感器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間儲(chǔ)存或使用后，性能指標(biāo)是會(huì)發(fā)生變化的，因此對(duì)傳感器的性能指標(biāo)要定期進(jìn)行復(fù)測(cè)。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議;很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS-232口。同時(shí)，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。串口通信的概念非常簡(jiǎn)單，串口按位(bit)發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)(byte)的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡(jiǎn)單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時(shí)，規(guī)定設(shè)備線總常不得超過(guò)20米，并且任意兩個(gè)設(shè)備間的長(zhǎng)度不得超過(guò)2米;而對(duì)于串口而言，長(zhǎng)度可達(dá)1200米。

由于需要將氧化鋯直接插入檢測(cè)氣體中，對(duì)氧探頭的長(zhǎng)度有較高要求，其有效長(zhǎng)度在500mm～1000mm左右，特殊的環(huán)境長(zhǎng)度可達(dá)1500mm。且檢測(cè)精度，工作穩(wěn)定性和使用壽命都有很高的要求，因此直插式氧探頭很難采用傳統(tǒng)氧化鋯氧探頭的整體氧化鋯管狀結(jié)構(gòu)，而多采取技術(shù)要求較高的氧化鋯和氧化鋁管連接的結(jié)構(gòu)。密封性能是這種氧化鋯氧探頭的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前上的連接方式，是將氧化鋯與氧化鋁管的焊接在一起，其密封性能，與采樣式檢測(cè)方式比，直插式檢測(cè)有顯而易見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)：氧化鋯直接接觸氣體，檢測(cè)精度高，反應(yīng)速度快，維護(hù)量較小。用氧化鋯氧分析儀除可以分析氧氣產(chǎn)品的氧純度外，還可分析高純氫和高純氮中的微量氧在被檢測(cè)氣體溫度較低（0℃～650℃），或被測(cè)氣體較清潔時(shí)，適宜采樣式檢測(cè)方式，如制氮機(jī)測(cè)氧，實(shí)驗(yàn)室測(cè)氧等。ZLG推出一款雙通道熱電阻隔離測(cè)溫模塊TPS02R，轉(zhuǎn)為敏感電路而設(shè)計(jì)，充分考慮50Hz工頻干擾，如，我司采用多種方案工頻干擾，使得TPS02R模塊分辨率可達(dá)0.01℃，且可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。TPS02R系統(tǒng)方案如上圖系統(tǒng)方案所示，針對(duì)50Hz工頻干擾，在“基準(zhǔn)緩沖電路”中，采用硬件濾波電路，降低50Hz工頻對(duì)ADC芯片基準(zhǔn)電壓的影響。如，本質(zhì)上是一個(gè)電壓跟隨緩沖電路結(jié)合低通濾波器，R1C1針對(duì)50Hz濾波，R2R3C2C3針對(duì)50Hz高次諧波的過(guò)濾。

氧化鋯分析儀工作原理技術(shù)參數(shù)：

   防護(hù)等級(jí)：IP66

外形尺寸：152x152x110mm

顯示：液晶顯示，中文菜單操作

測(cè)量范圍：0-25%

測(cè)量精度：顯示值的±0.1% O2

控溫精度：±1℃

輸出：4-20mA

電源:100-240V AC/50Hz

功耗：小于150W

大負(fù)責(zé)：≤500Ω

環(huán)境溫度：-20℃~+65℃

使用壽命：5-10年傳感器輸出100kHz±50kHz脈沖對(duì)應(yīng)0±5Nm扭矩。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)器上電但未開(kāi)啟輸出，電機(jī)轉(zhuǎn)軸處于自由靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)量到一個(gè)較大的值。用示波器測(cè)量傳感器輸出，發(fā)現(xiàn)100kHz脈沖上每個(gè)幾個(gè)周期出現(xiàn)一些尖峰振蕩，經(jīng)過(guò)比較器后多了些脈沖，導(dǎo)致測(cè)頻結(jié)果高于100kHz。那么干擾信號(hào)從何而來(lái)？首先懷疑是驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器斷電干擾消失。把傳感器電纜從傳感器處拔出，100kHz和干擾都沒(méi)有了。證明干擾由驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器輸出線、電機(jī)、扭矩傳感器及連線耦合到PA。它包括低溫負(fù)荷試驗(yàn)和低溫儲(chǔ)存試驗(yàn)。溫度負(fù)荷試驗(yàn)是將樣品在不包裝、不通電和正常工作位置狀態(tài)下，把儀器儀表放入溫度試驗(yàn)箱內(nèi)，進(jìn)行額定使用的上、下限工作溫度的試驗(yàn)。振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)。振動(dòng)試驗(yàn)檢查儀器儀表經(jīng)受振動(dòng)的穩(wěn)定性。其方法是將樣品固定在振動(dòng)臺(tái)上，經(jīng)過(guò)模擬固定頻率（50HZ）、變頻（5-2KHZ）等各種振動(dòng)環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)。在一定頻率范圍內(nèi)進(jìn)行一次循環(huán)結(jié)束后，按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。比如說(shuō)氧化鋯氧氣含量分析儀，就必須避免振動(dòng)和沖擊，實(shí)驗(yàn)證明因?yàn)橛捎谘趸�鋯探頭內(nèi)部鋯管極易受振動(dòng)而損壞，氣體分析儀器就不能工作。

檢測(cè)器:

防護(hù)等級(jí)：IP65

本體材質(zhì)：SUS316

煙氣溫度：0-650℃

煙氣壓力：-10Kpa~+10Kpa

煙氣流速:0-50m/s

環(huán)境溫度：﹣30℃~+70℃

響應(yīng)時(shí)間 lt;5s(通入標(biāo)氣達(dá)到90%響應(yīng)時(shí)間)

測(cè)量精度：顯示值的±0.1% O2

使用壽命：1-5年(具體根據(jù)實(shí)際工況定)
    氧化鋯氧量分析儀技術(shù)參數(shù)：安裝類型：盤裝式，安裝于控制柜中，尺寸：80*160*160mm，顯示：液晶菜單式顯示，電源：100~240V 50~60HZ AC，功率：≤150W，量程：0-25%(可編程)，輸出：4-20mA DC，控制精度：±1℃，儀器精度：±1%，環(huán)境溫度：-10℃~+40℃。由于需要將氧化鋯直接插入檢測(cè)氣體中，對(duì)氧探頭的長(zhǎng)度有較高要求，其有效長(zhǎng)度在500mm～1000mm左右，特殊的環(huán)境長(zhǎng)度可達(dá)1500mm。且檢測(cè)精度，工作穩(wěn)定性和使用壽命都有很高的要求，因此直插式氧探頭很難采用傳統(tǒng)氧化鋯氧探頭的整體氧化鋯管狀結(jié)構(gòu)，而多采取技術(shù)要求較高的氧化鋯和氧化鋁管連接的結(jié)構(gòu)。密封性能是這種氧化鋯氧探頭的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前上的連接方式，是將氧化鋯與氧化鋁管的焊接在一起，其密封性能，與采樣式檢測(cè)方式比，直插式檢測(cè)有顯而易見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)：氧化鋯直接接觸氣體，檢測(cè)精度高，反應(yīng)速度快，維護(hù)量較小。用激光測(cè)距儀來(lái)測(cè)量月球的距離，如果激光從開(kāi)始發(fā)射到從月球反射回來(lái)的時(shí)間被測(cè)定為2.56秒，激光發(fā)射到月球的單程時(shí)間就等于1.28秒，而激光的速度是光速，等于每秒三十萬(wàn)公里。測(cè)得的月球離地球的距離為單程時(shí)間和光速的乘積，即三十八萬(wàn)四千公里。為了發(fā)射和接收激光，并進(jìn)行計(jì)時(shí)，激光測(cè)距儀由激光發(fā)射器、接收器、鐘頻振蕩器及距離計(jì)數(shù)器等組成。激光測(cè)距儀還能用來(lái)對(duì)人造衛(wèi)星跟蹤測(cè)距，測(cè)量飛機(jī)飛行高度，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行瞄準(zhǔn)測(cè)距，以及進(jìn)行地形測(cè)繪，勘察等。TI提供行業(yè)也是一款規(guī)模量產(chǎn)的單芯片CMOS毫米波傳感器。傳統(tǒng)汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的局限性已經(jīng)眾所周知，傳統(tǒng)雷達(dá)缺乏分辨率，無(wú)法分辨附近的物體。此外，雷達(dá)系統(tǒng)還常常發(fā)出虛假警報(bào)，并且它們始終無(wú)法足夠快地處理信息，以滿足高速應(yīng)用。不過(guò)，汽車專家也認(rèn)識(shí)到雷達(dá)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，尤其是它們能夠在各種天氣條件下工作的優(yōu)勢(shì)。他們認(rèn)為雷達(dá)可以和視覺(jué)傳感器一起協(xié)作，作為高度自動(dòng)化車輛中的關(guān)鍵傳感技術(shù)。人們已經(jīng)充分了解了雷達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，那么問(wèn)題來(lái)了，雷達(dá)技術(shù)該往什么方向發(fā)展呢？TexasInstruments（TI，德州儀器）希望用基于其標(biāo)準(zhǔn)芯片來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。

氧化鋯氧量分析儀的構(gòu)成是由氧傳感器(又稱氧探頭、氧檢測(cè)器)、氧分析儀（又稱變送器、變送單元、轉(zhuǎn)換器、分析儀）以及防塵裝置、熱電偶、加熱器、標(biāo)準(zhǔn)氣體導(dǎo)管、接線盒以及外殼殼體等組成。熱效率與煙氣中的CO、O2、CO2含量以及排煙溫度、供熱負(fù)荷、霧化條件等因素有關(guān)定期清潔分析儀風(fēng)扇過(guò)濾網(wǎng)，每季度一次;環(huán)境惡劣，需要經(jīng)常清理，以防止因通風(fēng)不暢而導(dǎo)致的儀器過(guò)熱現(xiàn)象;儀器的安裝部位應(yīng)當(dāng)水平，遠(yuǎn)離振動(dòng)源;以防止檢測(cè)器不水平，而造成的樣品對(duì)流不均所引起的誤差;就效率測(cè)試這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器也是一樣的。為了保證電機(jī)的效率和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器效率測(cè)試的準(zhǔn)確性，必須保證兩者是在同一個(gè)負(fù)載下時(shí)對(duì)效率進(jìn)行測(cè)量的，也就是說(shuō)，要保證在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)下進(jìn)行采集。這里一般會(huì)用到多通道的功率分析儀進(jìn)行測(cè)量，如下圖，就是一種非常常用的對(duì)變頻電機(jī)及變頻器進(jìn)行同步測(cè)試的方法。在此系統(tǒng)中，變頻器(電機(jī)驅(qū)動(dòng)器)的三相輸入、三相輸出、電機(jī)的轉(zhuǎn)速扭矩輸出都接到同一臺(tái)設(shè)備(功率分析儀)上進(jìn)行采集，并通過(guò)設(shè)備內(nèi)部的效率運(yùn)算工具實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及整個(gè)系統(tǒng)的效率同步測(cè)量。發(fā)動(dòng)機(jī)爆震傳感器的用途是通過(guò)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和性能。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)使用該數(shù)據(jù)調(diào)整燃油空氣比，以減少“發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出碰撞聲”并更正發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)。TI的TPIC811可用作此類發(fā)動(dòng)機(jī)爆震傳感器的信號(hào)調(diào)節(jié)器。新型解決方案有時(shí)會(huì)將該功能集成到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的一個(gè)MCU中，不過(guò)，這意味著可能更多地以遠(yuǎn)程方式完成該處理過(guò)程（由于微控制器較低的溫度等級(jí)），這可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)劣化。可通過(guò)查看來(lái)自爆震傳感器的信號(hào)的提取情況（與系統(tǒng)的噪聲相比）來(lái)驗(yàn)證TPIC811的性能。