3000TA 微量氧分析仪在空分生产中的应用
3000TA 微量氧分析仪在空分生产中的应用
作者简介: 张建忠(19722) , 男, 制氧厂设备厂长。
T eledyne A nalytical Inatrum en ts 的3000TA 微量 氧分析仪是基于微处理器的测量气体中10- 6级O 2 的分 析仪。
在6000 m 3öh 制氧机生产中应用于精氩塔氧含量 分析, 该仪器运行两年多来以其优良的性能保证了氩 气的产品质量。现对该仪器的工作原理、特点、校准、使 用方法及注意事项作简单介绍。 1 3000TA 微量分析仪工作原理 分析仪含有微燃料电池传感器、样气系统、信号处 理及显示控制等3 个系统。 样气系统用于获取样气并将样气送进分析仪, 并 保证在进行分析之前不会污染和发生变化。微燃料电 池是一个电化学原电池, 它将样气中的氧含量转化为 电流信号, 此电流信号经处理, 送入显示和控制系统。 3000TA 微量分析仪采用的传感器是一个微燃料 电池; 是一次性塑封电化学传感器燃料电池, 由一个阴 极、一个阳极和15% 液态KOH 溶液组成。当氧气进入 微燃料电池时, 经过T eflon 膜片扩散, 样气中的氧在阴 极表面被还原, 半反应式为 O 2+ 2H 2O + 4e 4OH - (阴极反应) 外电路 在电解液中, 4 个电子与一个O 2 分子结合, 产生 4 个氢氧基。氧在阴极被还原时, 铅在阳极被氧化, 半反 应式为 Pb+ 2OH - Pb (OH ) 2+ 2e (阳极反应) 外电路 燃料电池的全反应式是上述两个半反应式的和, 即 2Pb+ O 2 2PbO (全反应式) 当外部电路被提供时, 在阳极表面释放的电子流 到阴极表面。这个电流与到达阴极的O 2 成比例。测量 这个电流的大小就可以测出气体的含氧量。 2 分析仪的主要特点 1) 该仪器采用8 位微处理器(CM O S) , 32 kB RAM 和128 kB ROM 进行信号处理, 使用操作极为方便。 2) 大型高亮度数字显示器, 高分辨率读数。 3) 标定方法简单, 用2019% 空气标定。 4) 仪器所有的操作用前面板 6 个压敏薄膜开关按 键来完成。 计 测 技 术 仪器及应用 · 33 · 5) 3 个用户自定义输出范围, 可以定义 3 个量程(0 ～ 10×10- 6, 0～ 100×10- 6, 0～ 25%O 2 ) 对应DC 输出 在自动量程方式下, 输出超过量程上限时, 仪器自动切 换到上一个高量程, 如果降到上一个量程的85% , 仪器 自动切换到次低量程。 3 仪器校准 仪器的标定有自动标定与手动标定两种方法, 日 常工作中一般采用手动标定方式进行标定。 311 零点气标定 仪器标零可以消除由于传感器电路及内外部采样 系统引起的偏差, 提高仪表的精度。零点气是无氧的气 体。打开零点气瓶阀调整压力在2～ 50 p sig, 流量调整 在012～ 214 SL PM。 按Zero, 按En ter, 开始标零, 大约需要10 s 的时间, 仪表显示Slope 值, 等到Slope 接近零, 再按En ter 完成 标零。 312 量程标定 即使仪表可以用空气标定量程, 但用空气标定微 量氧分析仪需要很长一段时间才能由标定方式回到测 量方式。因此在量程标定时一般采用含氧量0～ 100× 10- 6的标气, 方法如下: 1) 将量程标气气瓶瓶阀打开, 调整气体压力及流 量与标定零点时数值一样。 2) 按Span 开始标定量程, 显示 Span: Setling:M AN (En t)Fo r nex t 用∀ ▲键选择手动, 按En ter, 屏幕显示自动标定的 保持时间, 在手动方式下不起作用。 3) 然后用箭头输入标气的含氧量, 完成后按En ter 将数值送入仪表, 开始标量程。 4) 量程开始标定后, CPU 将按预置的速率采集输 出值, 计算逐次取样值的差并用Slope 显示, 当Slope 值 稳定时按En ter 分析仪进入分析功能。 4 仪器操作方法及注意事项 用 6 mm、3 mm 不锈钢管连接气路及采样预处理 系统, 分别检查管路的气密性。通电10 m in 进出口阀全 关 闭时, 仪器示值应小于10×10- 6 , 否则说明系统气密 性存在问题, 必须排除。检查仪器的**性能, 系统绝 缘电阻不小于5 M 8。然后进行校准。 1) 在正常的情况下不对仪器的零点校准 (只需用 无氧的气体进行吹扫) , 只对仪器的量程用标气进行校 准。 2) 依次打开出口阀和进口阀, 旋转五通阀到置换 气位置, 接通吹扫气, 调整压力小于 0102 M Pa, 调整流 量为012 SL PM 迅速进入氧电池, 进行吹扫(一般需要2 ～ 12 h) 读数约为2×10- 6。 3) 吹扫读数稳定后, 进行量程标定, 缓慢打开气瓶 减压阀, 调整压力为0102M Pa, 将五通阀切换到量程位 置, 调整流量为 110 SL PM , 当读数稳定后按操作步骤 进行量程标定。 仪器标定完后, 将五通阀切换到测量位置, 慢慢打 开样气取样阀, 将压力调整在 0102 M Pa, 流量调整在 110 SL PM。当仪器显示稳定后即是所测样气中氧的含 量。仪器使用时应注意。 1) 样气中的氧含量未发生变化, 外电路电流也会 波动, 造成显示值的变化。因此保持微燃料电池表面的 样气压力恒定是非常重要的。 2) 在**使用或停机后再次使用时, 注意将管道 中的残留空气或高氧气体吹除干净, 再导入分析仪。 3) 在空分设备检修期间, 一定要用标气或无氧气 体对分析仪进行置换、吹除, 防止空气或高氧气体进 入。http://www.air17.net/productID/product_detail-15707171.html
