氧化锆氧分析仪

氧化锆氧分析仪（氧化锆氧量分析仪）是利用氧化锆固体电解质的电化学原理，测量气体中氧气浓度的在线分析仪表，广泛用于锅炉、窑炉、焚烧炉、热处理炉，监测烟气 / 炉气含氧量，用来控制燃烧效率、节能减排。

工作原理

核心元件：氧化锆 (ZrO₂) 氧探头（氧化锆管）

1. 氧化锆在高温（一般600‑850℃）下成为固体电解质，只允许氧离子通过。

2. 探头一侧通参比气（通常是空气，氧含量 20.95%），另一侧接触被测烟气。

3. 两边氧浓度不一样，氧离子会从高氧侧往低氧侧迁移，在电极上产生氧浓差电动势。

4. 根据能斯特方程：电动势大小和两侧氧分压比值对应，仪表换算直接读出氧含量（% O₂）。

公式简化：\(E=\frac\ln\frac}}\)

主要组成

1. 氧化锆探头（传感器）：陶瓷氧化锆管、铂电极、加热元件，需要高温工作；分直插式、抽取式。

2. 变送器（二次仪表）：采集电势信号，计算氧浓度，输出 4‑20mA 信号、报警、显示。

3. 配件：过滤器、吹扫气、参比空气管路。

特点

✅优点

1. 响应速度快，直接在线测量；

2. 结构简单，适合高温烟气环境；

3. 可直接测 0‑21% O₂，适合燃烧工况。

❌缺点

1. 必须高温工作，探头需要加热；低温无法测量；

2. 烟气中含硫、粉尘、油污、腐蚀性气体会中毒、损坏探头；

3. 不能测还原性气体（H₂、CO），会造成测量误差；

4. 探头属于消耗件，长期高温会老化，需要定期更换。

常见应用场景

• 工业锅炉、燃气锅炉、加热炉、焚烧炉、热处理窑

• 燃烧控制：通过氧含量调节风门，实现低氧燃烧，降低能耗与 NOx 排放。

和其他氧分析仪区别

1. 氧化锆：高温烟气直接测，适合燃烧炉；不耐还原性气体；

2. 顺磁氧分析仪：适合干净常温气体，精度高，不能测高温烟气；

3. 电化学氧传感器：低温，寿命短，多用于便携。

重要注意点

• 探头工作温度一般要求600‑850℃，温度偏离会带来很大误差；

• 烟气里大量 CO、H₂存在时，氧化锆读数会偏低，此时不能用；

• 定期吹扫探头，防止粉尘堵塞。