[发明专利]氧化锆氧传感器的氮氧混合标准气的混配装置

说明书

本发明涉及动态气体混配技术，电化学分析和计算机综合应用技术，特别是涉及传感器测试装置。

燃烧过程和许多化工过程中的氧行为与生产安全及优化操作有密切的关系。因此监测烟气或工艺气体的氧含量是极其重要的。目前普遍采用氧化锆测氧传感器测定气体中的氧含量。由于氧化锆敏感元件的制造工艺、原料纯度和配比等原因，氧化锆测氧传感器的工作特性离散性很大。使用过程中氧化锆敏感元件的老化和中毒现象也会使其特性发生变化而带来明显的测量误差，导致测量值可信度低。从而使相应工业装置的优化操作受到很大限制。提高氧化锆测氧传感器测量准确性，延长其使用寿命是人们长期以来的愿望。

以往测定和校正氧化锆测氧传感器精度的方法是，用氧化锆测氧传感器直接测量一系列已知含氧量的标准气样，获得传感器的工作特性，并与理论Nernst方程比较，确定传感器的测量误差。用瓶装标准样气监督传感器的响应特性和测量误差，需要8-10瓶标准样气，标准样气价格昂贵，使用的设备多，占地大，费用高（检验一支传感器的费用约为传感器价格的20%），检验的手续和数据处理也十分麻烦，用户难于实施。因此，目前正在使用中的大量氧化锆测氧传感器处于无监督状态，使氧测量在节能和安全生产中的作用不能充分发挥。

本发明涉及到气体动态混配技术，特别是引射式气体混配装置。DE    3227242    AI提出的气体混配装置，采用一个双输入口多输出口的分配装置。两个入口分别与两瓶被混合的气体相联，而出口总是与有隔热保护的细管组的某根细管相联。用电磁阀控制的分配装置，可使细管有选择地和某个气源相联。细管的另一端都联到气体混合室。该装置可以按要求改变某一气源所通过的细管根数，改变混合器内的两种气体的混合比，并用这种混合气去检验气体分析仪表。使用上述装置，要达到较高的配气精度，就必须要求各细管内径均一，保证气流阻力系数相同。而用于校验气体分析仪器所需气量很小（一般每分钟几百毫升），这使得细管的内径很小（＜1mm）或者细管很长，所以在使用中细管较易堵塞。特别是在使用过程中某些细管出现局部堵塞，使气流流通阻力变化，配气精度会明显下降，而且局部堵塞现象很难发现和排除。另外，由于制造该装置的技术难度大，必然导致其造价高昂。

本发明的目的在于提出一种气体混合系统，能稳定地产生高精度梯级含氧量的N₂-O₂混合标准气流，并用于氧化锆测氧传感器的检定。使得测氧传感器的校验变得廉价、容易和精确。

本发明的用于检验氧化锆氧传感器的氮氧混合标准气的混配装置，包括氮气稳压调节系统，空气过滤调节系统，引射配气系统和校验气体输出系统等。

图1是检验氧化锆氧传感器的氮氧混合标准气的混配装置原理图。

其中氮气稳压调节系统包括：氮气瓶（1），减压阀（2），压力微调阀（3），电磁阀（4），压力表（5）。空气过滤调节系统包括：过滤器（7），电磁阀（8[A，B，C，D，E]），微调阀（9[A，B，C，D，E]），节流孔板（10[A，B，C，D，]），真空表（11）和缓冲联管（12）。引射配气系统包括：喷咀（6），引射器（13）和放空阀（14）。校验气体输出系统包括：气泵（15），取样阀（16），稳流阀（17），流量计（18，19），流量调节阀（20，21）并和标准氧化锆传感器（22）与被检氧化锆传感器（23）相联。

本发明主要包括氮气稳压调节系统，空气过滤调节系统，引射配气系统和校验气体输出系统。稳压的氮气流作为引射气体通过喷咀（6），形成负压抽吸并携带来自空气过滤系统的清洁空气。氮气和空气在引射器（13）内混合后通过校验气体输出系统传输至标准和被检氧化锆测氧传感器（22，23）。其中空气过滤调节系统包括5根分别装有电磁阀（8[A，B，C，D，E]），流量微调阀（9[A，B，C，D，E]）和不同孔径的节流孔板（10[A，B，C，D]）的一组管路。该组管路的两端分别与空气过滤器（7）及缓冲联管（12）联通，缓冲联管（12）的一端与引射器的负压室联通。