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中国原子能科学研究院 ZO系列氧化锆氧分析仪
4.2 各部分简介
4.2.1 探头简介
探头由氧化锆元件、加热炉、K型热电偶、过滤器、信号引线、接线盒及不锈钢壳体等组成，其结构如图1所示：
图1 探头结构示意图
1.过滤器 2.氧化锆元件 3.加热炉 4.外壳 5. 信号引线 6.标气管 7.元件法兰 8.K型热电偶 9.法兰 10.接线盒
各主要部件作用：氧化锆元件是探头的核心部件，由其产生电势信号；加热炉将氧化锆元件加热到设定的工作温度；热电偶作为温度传感器，用来测量加热炉的温度；信号引线将氧化锆元件所产生的电势信号输送到变送器。 4.2.2 变送器简介 4.2.2.1 基本结构
变送器主要由主电路板、操作显示面板、接线端子和机箱等组成。主电路由氧浓差电势信号放大器、热电偶电势信号放大器、电源单元、中央处理单元、温控单元、显示单元及输出单元等部分组成。
电 源氧浓差电势热电偶电势放大放大多路选择开关A DC P U转换D A输出0～10 mA电流输出4～20 mA电流输出转换单元温控显示单元单元 图2 变送器电路原理框图
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从图2可见，探头产生的氧浓差电势信号、热电偶电势信号经分别放大后，由多路选择开关将其输入A/D转换器，经A/D转换后由CPU根据能斯特方程计算出氧量值，再经D/A转换、光电隔离及V/I转换，最后得到DC 0～10mA或DC 4mA～20mA的电流信号输出。 4.2.2.2 基本操作
变送器的基本操作都在操作显示面板上完成。变送器操作显示面板如图
氧化锆氧分析仪Zirconia Oxygen Analyzer%O2mV°3所示。 Ccal 空气校准air calib标气校准stan gas calib各部分功能：中央为LED数码显示
管(以下简称LED)，显示相关的参数值。
自检电势温度测量校准左侧为参数显示状态指示灯，LED显示的数值为指示灯亮者所对应的参数值。
TestEmTmpTestCal 右侧分别为空气校准和标气校准电位 图3 变送器操作显示面板图
器，用来校准仪器，以提高测量精度①。下方为操作按钮，由其决定LED显示内容。
具体操作：将变送器电源开关拨至“开”后，探头加热炉开始升温，“℃”指示灯亮，LED显示探头加热炉温度值②。当加热炉温度达到600℃时，“％O2”指示灯亮，变送器电路将自动运算并显示测得的氧量值。此后，LED显示内容由操作按钮决定。如：当按住自检时，“％O2”指示灯亮，LED显示自检氧量值③；当按住电势时，“mV”指示灯亮，LED显示电池电势信号值；当按住温度时，“℃”指示灯亮，LED显示加热炉温度值；当按下标定时，“cal” 指示灯亮，此时可以校准仪器；校准以后按下测量，LED显示被测氧量值，仪器进入测量状态。
① 仪器校准的具体操作详见第7章“仪器校准”部分。
② 如果安装的是新探头，开机后可能出现 “mV”指示灯亮、LED显示为“HHHH”并闪烁的现象，这是由于新探头内保温材料含水分过多造成氧电势信号过大而
超出量程，一般情况下，开机后1小时左右仪器将正常工作。
③ 自检功能是为诊断变送器运算电路是否正常而设臵的，其自检氧量值不代表探头所测氧量值。
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4.2.2.3 基本设置
量程设臵：变送器主电路板上设臵了量程转换跳线开关。当把跳线插在左边两个并排的引脚上即靠近电路板S1位臵时，选择氧量量程为0～20%，此时电流输出值DC 0～10mA或DC 4mA～20mA都是分别与该量程对应的值；当把跳线插在右边两个并排的引脚上即远离S1位臵时，选择氧量量程为0～10%，此时电流输出值 DC 0～10mA或DC 4mA～20mA都是分别与该量程对应的值。初始量程设臵为0～20%，如需0～10%量程，将跳线插在右边两个引脚上即可①。
电流输出设臵：变送器设有两档电流输出：DC 0～10mA和DC 4mA～20mA。初始电流设臵为DC 4mA～20mA信号输出，如用户需要DC 0～10mA信号输出，需在订货时注明。
5 仪器检验
仪器在发货前已经过严格的质量检验，并附合格证，但运输过程中可能因碰撞使其损坏。因此，用户在使用仪器前，应先进行开箱检验，判断仪器正常后方可上炉安装。具体操作步骤如下：
（1）打开探头接线盒，用万用表分别测量加热炉及热电偶两端的电阻值，判断在运输中有无造成断线或接触不良现象②。
（2）判断无故障后，用符合要求的三组导线（参考6.1.3节）分别将探头“加热炉”、“热电偶”和“信号”接线端子与变送器对应接线端连接好（参考图4、图5）。
（3）将外接电源接在变送器“AC220V”端子上。
（4）接通电源，加热炉开始升温，当达到600℃后，仪器自动转为氧量值显示③。按住操作面板上的自检键，若显示为“5.00±0.20”，说明变送器氧量转换系统正常。
① 量程转换只影响对应电流输出值，而与变送器本身的氧量值显示无关。
② 对于ZO－12B型探头，加热炉阻值一般为150Ω±20Ω，热电偶阻值一般为3.5
Ω±0.5Ω。对于不同型号产品，其值略有不同。 ③ 详见“4.2.2.2 基本操作”部分。
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(5）稳定一段时间后，测量探头信号线两端的电阻及电势值，若电阻小于1KΩ、电势绝对值逐渐减小且稳定后小于10mV，表明探头完好，可以进行现场安装。
● 将探头与变送器相应端连接时，注意不要错接、虚接或正负极反接。 ● 请勿将外接电源接入变送器或探头的“信号”、“热电偶”或 “加热炉”接线端，否则，将造成仪器损坏，损失由用户承担。
墙挂式变送器接线端子探头接线端子4 20mA～～0 10mA热电偶温补氧信号 加热炉220V电源接地开关加热炉热电偶信 号
探头接线端子图4 墙挂式变送器与探头接线图
盘装式变送器接线端子0 10mA～输出加热炉传感器信号接地输出热电偶4 20mA～接地 电源～～220V加热炉热电偶信 号 图5 盘装式变送器与探头接线图
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