[发明专利]氧量变送器

说明书

本发明提供一种氧量变送器，该氧量变送器包括密封箱体；设置在密封箱体的内部的壳体；设置在壳体的内部并且用于感测氧浓度信号的氧化锆测氧传感器；设置在壳体的内部并且用于感测被测气体的温度的第一温度传感器；用于感测室温温度的第二温度传感器；以及设置在壳体内并且用于处理来自氧化锆测氧传感器、第一温度传感器和第二温度传感器的信号并产生控制信号的信号处理及控制系统。根据本发明的氧量变送器还包括机械校准装置，该机械校准装置用于对信号处理和控制系统进行校准。本发明的氧量变送器采用机械校准装置，无需打开箱体盖即可对氧量变送器进行校准，在显示窗部分只需采用符合相关防爆标准的普通防爆玻璃即可，大大降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及测氧设备的技术领域，更具体地，涉及一种具有机械校准装置的测氧设备。

背景技术

氧化锆氧量变送器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，氧化锆氧量变送器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。

氧化锆测氧技术利用氧浓差电池原理来测定气体中的氧含量。在理想状态下，当氧化锆元件达到工作温度且内外电极表面的氧含量不相等时，便构成一个氧浓差电池，产生电池电动势，电池电动势与电极表面氧浓度关系符合能斯特(Nernst)方程：

式中：

E-氧浓差电池电动势，V；

R-气体常数，8.3145J·mol^-1·K^-1；

F-法拉第常数，96485.309C·mol^-1；

T-绝对温度，K；

P₀-参比气体氧分压，％；

P-被测气体氧分压，％。

由于受各种因素的影响，实际测量并非在理想状态下进行，因此需要对(1)式进行校正，校正后得到新的方程：

P₀为空气中的氧含量(20.6％)，k和E₀值均可以通过校正得到。通过测定氧化锆电池的电势信号E_m，并将其输送至氧量变送器，氧量变送器将根据(2)式，计算出被测气体的氧含量P值。

氧化锆氧量变送器采用集成化设计，完成模拟信号采集、转换、运算及输出。在用户现场使用时，需要通过变送器定期对氧化锆电池的测氧工作曲线进行校准，目前市场上氧化锆氧量变送器在校准设计上，通常采用菜单设置来实现，需要进入子菜单设置和校准数据设置步骤，特别是针对爆炸性气体危险场所应用的防爆氧化锆氧量变送器，需要对非防爆氧化锆氧量变送器电路控制系统显示部分进行重新设计，显示窗部分需要采用防爆触摸屏实现现场操作，这种系统的设计复杂且材料成本较高，同时，用户在使用过程中进行校准时，操作较为繁琐。

另外，市场同类产品在应用于工业现场时，由于现场大功率设备多，干扰较为严重，没有经过针对性的抗干扰设计，在工业现场容易出现现场干扰引起的运行故障，影响用户设备正常运行，造成维护成本高，生产效率低等问题。

因此，现有技术中需要一种能够在确保安全的情况下能够进行校准的氧化锆氧量变送器。

发明内容

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具有机械校准装置的氧量变送器。