3000TA 微量氧分析儀在空分生產(chǎn)中的應(yīng)用

作者簡介: 張建忠(19722) , 男, 制氧廠設(shè)備廠長。

T eledyne A nalytical Inatrum en ts 的3000TA 微量 氧分析儀是基于微處理器的測量氣體中10- 6級O 2 的分 析儀。

在6000 m 3?h 制氧機(jī)生產(chǎn)中應(yīng)用于精氬塔氧含量 分析, 該儀器運行兩年多來以其優(yōu)良的性能保證了氬 氣的產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)對該儀器的工作原理、特點、校準(zhǔn)、使 用方法及注意事項作簡單介紹。 1 3000TA 微量分析儀工作原理 分析儀含有微燃料電池傳感器、樣氣系統(tǒng)、信號處 理及顯示控制等3 個系統(tǒng)。 樣氣系統(tǒng)用于獲取樣氣并將樣氣送進(jìn)分析儀, 并 保證在進(jìn)行分析之前不會污染和發(fā)生變化。微燃料電 池是一個電化學(xué)原電池, 它將樣氣中的氧含量轉(zhuǎn)化為 電流信號, 此電流信號經(jīng)處理, 送入顯示和控制系統(tǒng)。 3000TA 微量分析儀采用的傳感器是一個微燃料 電池; 是一次性塑封電化學(xué)傳感器燃料電池, 由一個陰 極、一個陽極和15% 液態(tài)KOH 溶液組成。當(dāng)氧氣進(jìn)入 微燃料電池時, 經(jīng)過T eflon 膜片擴(kuò)散, 樣氣中的氧在陰 極表面被還原, 半反應(yīng)式為 O 2+ 2H 2O + 4e 4OH - (陰極反應(yīng)) 外電路 在電解液中, 4 個電子與一個O 2 分子結(jié)合, 產(chǎn)生 4 個氫氧基。氧在陰極被還原時, 鉛在陽極被氧化, 半反 應(yīng)式為 Pb+ 2OH - Pb (OH ) 2+ 2e (陽極反應(yīng)) 外電路 燃料電池的全反應(yīng)式是上述兩個半反應(yīng)式的和, 即 2Pb+ O 2 2PbO (全反應(yīng)式) 當(dāng)外部電路被提供時, 在陽極表面釋放的電子流 到陰極表面。這個電流與到達(dá)陰極的O 2 成比例。測量 這個電流的大小就可以測出氣體的含氧量。 2 分析儀的主要特點 1) 該儀器采用8 位微處理器(CM O S) , 32 kB RAM 和128 kB ROM 進(jìn)行信號處理, 使用操作極為方便。 2) 大型高亮度數(shù)字顯示器, 高分辨率讀數(shù)。 3) 標(biāo)定方法簡單, 用2019% 空氣標(biāo)定。 4) 儀器所有的操作用前面板 6 個壓敏薄膜開關(guān)按 鍵來完成。 計 測 技 術(shù) 　　儀器及應(yīng)用 · 33 · 5) 3 個用戶自定義輸出范圍, 可以定義 3 個量程(0 ～ 10×10- 6, 0～ 100×10- 6, 0～ 25%O 2 ) 對應(yīng)DC 輸出 在自動量程方式下, 輸出超過量程上限時, 儀器自動切 換到上一個高量程, 如果降到上一個量程的85% , 儀器 自動切換到次低量程。 3 儀器校準(zhǔn) 儀器的標(biāo)定有自動標(biāo)定與手動標(biāo)定兩種方法, 日 常工作中一般采用手動標(biāo)定方式進(jìn)行標(biāo)定。 311 零點氣標(biāo)定 儀器標(biāo)零可以消除由于傳感器電路及內(nèi)外部采樣 系統(tǒng)引起的偏差, 提高儀表的精度。零點氣是無氧的氣 體。打開零點氣瓶閥調(diào)整壓力在2～ 50 p sig, 流量調(diào)整 在012～ 214 SL PM。 按Zero, 按En ter, 開始標(biāo)零, 大約需要10 s 的時間, 儀表顯示Slope 值, 等到Slope 接近零, 再按En ter 完成 標(biāo)零。 312 量程標(biāo)定 即使儀表可以用空氣標(biāo)定量程, 但用空氣標(biāo)定微 量氧分析儀需要很長一段時間才能由標(biāo)定方式回到測 量方式。因此在量程標(biāo)定時一般采用含氧量0～ 100× 10- 6的標(biāo)氣, 方法如下: 1) 將量程標(biāo)氣氣瓶瓶閥打開, 調(diào)整氣體壓力及流 量與標(biāo)定零點時數(shù)值一樣。 2) 按Span 開始標(biāo)定量程, 顯示 Span: Setling:M AN (En t)Fo r nex t 用? ▲鍵選擇手動, 按En ter, 屏幕顯示自動標(biāo)定的 保持時間, 在手動方式下不起作用。 3) 然后用箭頭輸入標(biāo)氣的含氧量, 完成后按En ter 將數(shù)值送入儀表, 開始標(biāo)量程。 4) 量程開始標(biāo)定后, CPU 將按預(yù)置的速率采集輸 出值, 計算逐次取樣值的差并用Slope 顯示, 當(dāng)Slope 值 穩(wěn)定時按En ter 分析儀進(jìn)入分析功能。 4 儀器操作方法及注意事項 用 6 mm、3 mm 不銹鋼管連接氣路及采樣預(yù)處理 系統(tǒng), 分別檢查管路的氣密性。通電10 m in 進(jìn)出口閥全 關(guān) 閉時, 儀器示值應(yīng)小于10×10- 6 , 否則說明系統(tǒng)氣密 性存在問題, 必須排除。檢查儀器的**性能, 系統(tǒng)絕 緣電阻不小于5 M 8。然后進(jìn)行校準(zhǔn)。 1) 在正常的情況下不對儀器的零點校準(zhǔn) (只需用 無氧的氣體進(jìn)行吹掃) , 只對儀器的量程用標(biāo)氣進(jìn)行校 準(zhǔn)。 2) 依次打開出口閥和進(jìn)口閥, 旋轉(zhuǎn)五通閥到置換 氣位置, 接通吹掃氣, 調(diào)整壓力小于 0102 M Pa, 調(diào)整流 量為012 SL PM 迅速進(jìn)入氧電池, 進(jìn)行吹掃(一般需要2 ～ 12 h) 讀數(shù)約為2×10- 6。 3) 吹掃讀數(shù)穩(wěn)定后, 進(jìn)行量程標(biāo)定, 緩慢打開氣瓶 減壓閥, 調(diào)整壓力為0102M Pa, 將五通閥切換到量程位 置, 調(diào)整流量為 110 SL PM , 當(dāng)讀數(shù)穩(wěn)定后按操作步驟 進(jìn)行量程標(biāo)定。 儀器標(biāo)定完后, 將五通閥切換到測量位置, 慢慢打 開樣氣取樣閥, 將壓力調(diào)整在 0102 M Pa, 流量調(diào)整在 110 SL PM。當(dāng)儀器顯示穩(wěn)定后即是所測樣氣中氧的含 量。儀器使用時應(yīng)注意。 1) 樣氣中的氧含量未發(fā)生變化, 外電路電流也會 波動, 造成顯示值的變化。因此保持微燃料電池表面的 樣氣壓力恒定是非常重要的。 2) 在**使用或停機(jī)后再次使用時, 注意將管道 中的殘留空氣或高氧氣體吹除干凈, 再導(dǎo)入分析儀。 3) 在空分設(shè)備檢修期間, 一定要用標(biāo)氣或無氧氣 體對分析儀進(jìn)行置換、吹除, 防止空氣或高氧氣體進(jìn) 入。http://www.jueshi-shoes.cn/productID/product_detail-15707171.html