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無論采取何種方式控制燃燒效率，快速、準(zhǔn)確的測量煙氣中O?含量和CO含量都是實現(xiàn)最佳燃燒的前提條件。因此，這里介紹一些典型的煙氣分析儀器的工作原理及其使用方法。
一、煙氣分析儀（或燃燒效率測定儀）
煙氣分析儀是抽氣采樣爐窯煙道氣體并自動進(jìn)行成分分析的儀表，分為在線監(jiān)測式和便攜式。一般可以測量分析煙氣中的CO、O?、NOx、SO?等氣體含量，以及煙氣溫度、壓力等，并通過計算獲得CO?含量、過?？諝庀禂?shù)、煙氣露點、燃燒效率、排煙熱損失、煙氣流量等熱工參數(shù)。
煙氣分析儀中一般安裝多個傳感器，分為電化學(xué)傳感器和紅外傳感器。電化學(xué)傳感器測量原理是將待測氣體經(jīng)過除塵、去濕后進(jìn)入傳感器室，經(jīng)由滲透膜進(jìn)入電解槽，使在電解液中被擴散吸收的氣體在規(guī)定的氧化電位下進(jìn)行電位電解，根據(jù)耗用的電解電流求出其氣體的濃度。
紅外傳感器主要由紅外光源、紅外吸收池、紅外接收器、氣體管路、溫度傳感器等組成。它是利用各種元素對某個特定波長的吸收原理，當(dāng)被測氣體進(jìn)入紅外吸收池后會對紅外光有不同程度的吸收，從而計算出氣體含量。紅外傳感器具有抗中毒性好、量程范圍廣、反應(yīng)靈敏等特點。
二、氧氣分析儀
測量煙氣中含氧量的儀表稱為氧分析儀（氧量計）。常用的氧分析儀主要有熱磁式和氧化鋯式兩種。
?。?）熱磁式氧分析儀
其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率特別高這一物理特性來測定煙氣中含氧量。氧氣為順磁性氣體（氣體能被磁場所吸引的稱為順磁性氣體），在不均勻磁場中受到吸引而流向磁場較強處。在該處設(shè)有加熱絲，使此處氧的溫度升高而磁化率下降，因而磁場吸引力減小，受后面磁化率較高的未被加熱的氧氣分子推擠而排出磁場，由此造成“熱磁對流”或“磁風(fēng)”現(xiàn)象。在一定的氣樣壓力、溫度和流量下，通過測量磁風(fēng)大小就可測得氣樣中氧氣含量。由于熱敏元件（鉑絲）既作為不平衡電橋的兩個橋臂電阻，又作為加熱電阻絲，在磁風(fēng)的作用下出現(xiàn)溫度梯度，即進(jìn)氣側(cè)橋臂的溫度低于出氣側(cè)橋臂的溫度。不平衡電橋?qū)㈦S著氣樣中氧氣含量的不同，輸出相應(yīng)的電壓值。
熱磁式氧分析儀雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和調(diào)整等優(yōu)點，但由于其反應(yīng)速度慢、測量誤差大、容易發(fā)生測量環(huán)室堵塞和熱敏元件腐蝕嚴(yán)重等缺點，已逐漸被氧化鋯氧分析儀所取代。
?。?）氧化鋯傳感器式氧分析儀
氧化鋯（ZrO?）是一種陶瓷，一種具有離子導(dǎo)電性質(zhì)的固體。在常溫下為單斜晶體，當(dāng)溫度升高到1150℃時，晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄w，同時約有7%的體積收縮；當(dāng)溫度降低時，又變?yōu)閱涡本w。若反復(fù)加熱與冷卻，ZrO?就會破裂。因此，純凈的ZrO?不能用作測量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣（CaO）或氧化釔（Y?O?）作穩(wěn)定劑，再經(jīng)過高溫焙燒，則變?yōu)榉€(wěn)定的氧化鋯材料，這時，四價的鋯被二價的鈣或三價的釔置換，同時產(chǎn)生氧離子空穴，所以ZrO?屬于陰離子固體電解質(zhì)。ZrO?主要通過空穴的運動而導(dǎo)電，當(dāng)溫度達(dá)到600℃以上時，ZrO?就變?yōu)榱己玫难蹼x子導(dǎo)體。
在氧化鋯電解質(zhì)的兩面各燒結(jié)一個鉑電極，當(dāng)氧化鋯兩側(cè)的氧分壓不同時，氧分壓高的一側(cè)的氧以離子形式向氧分壓低的一側(cè)遷移，結(jié)果使氧分壓高的一側(cè)鉑電極失去電子顯正電，而氧分壓低的一側(cè)鉑電極得到電子顯負(fù)電，因而在兩鉑電極之間產(chǎn)生氧濃差電勢。此電勢在溫度一定時只與兩側(cè)氣體中氧氣含量的差（氧濃差）有關(guān)。若一側(cè)氧氣含量已知（如空氣中氧氣含量為常數(shù)），則另一側(cè)氧氣含量（如煙氣中氧氣含量）就可用氧濃差電勢表示，測出氧濃差電勢，便可知道煙氣中氧氣含量。
氧化鋯氧分析儀具有結(jié)構(gòu)和采樣預(yù)處理系統(tǒng)較簡單、靈敏度和分辨率高、測量范圍寬、響應(yīng)速度較快等優(yōu)點。
三、產(chǎn)品及應(yīng)用
煙氣分析儀器應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，例如：
?。?）熱電廠循環(huán)流化床鍋爐用于燃燒控制室的煙道氣體監(jiān)測；
?。?）鋼鐵廠軋鋼加熱爐用于解決降低氧化燒損或脫碳層厚度時的爐氣氣氛檢測；
?。?）全氫熱處理爐用于檢測輻射管是否燒穿漏氣
?。?）研制新型燃燒器（蓄熱式、低NOx式、輻射管式）時用于燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計研究；
?。?）汽車尾氣排放檢測；
?。?）其他環(huán)境保護(hù)監(jiān)測項目。
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