氧化锆说明书艾美特可

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WDG-1200/1210 直插式氧量表

使用手册

公司

代理商：上海旭能电子科技有限公司

地址：上海市长阳路2588号电力研究中心501室

Add：RM501 Electronic Research Centre No.2588

Changyang RD.Shanghai

电话（Tel）：021-35303989/35303992/35303996/35303998 传真（Fax)：021-35303991 邮编（ZIP）：200090 E-mail：shxuneng@163.com shxuneng@sohu.com

安全注解

本手册中的危险！、警告！和注意！强调如下事项：

运行条件，如果不能严格执行，可能引起工作人员人身伤害或环境污染。

运行条件，如果不能严格执行，可能损坏设备。

注意！ 不能忽视的重要信息。

电气安全

分析仪机箱内部有超过5KV的电压，每次进行维修或故障消缺前切断电源。只能由合格的电气操作人员进行电气接线和接地检查。

不遵守本手册的使用会削弱设备原有的安全防护等级。

接地

设备必须接地，如果设备在不合格接地的情况下送上电源运行，不能保证安全和正确运行。

危险！ 在送上电源前要确认所有设备已接地。

概 述

系统特点

WDG1200/1210是一种直插式氧量传感器，其内部的氧化锆元件直接放在燃烧产生的烟气中。探头设计用于不超过1112℉（600℃）的烟气中，并且不需要测量可燃气的地方，外套管材料是310不锈钢，耐腐蚀。

由于其独一无二的设计，现场可以很容易的更换所有的部件。外套管留在烟道中，锆头、加热组件安装在内管中，内管可以方便的取出。因为不需要把传感器返回制造厂，所以节约了宝贵的时间和金钱。

主要的特点和优点：

·LED显示：氧量、锆头温度、传感器温度或锆头毫伏 ·一路线性隔离的氧量信号电流输出 ·氧量报警

·诊断能力，包括一个系统报警 ·Modbus通信

传感器内部的元件很热，即使在切断电源后很长一段时间，也足够引起烫伤，要引起适当的注意。 在传感器上工作时要切断控制器电源。

传感器

所有使用本分析仪的人员都要熟悉下列分析仪的工作原理和组成部分。

氧量测量元件

仪器所使用的氧化锆材料是一种在高温上烧结成的稳定氧化体电解质。在（1200OF/650oC）以上的高温条件下，它是氧离子的良好导体，一般做成管状，成为锆管。

如果在氧化锆管的内外涂制铂电极，用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触氧分压不同的气体，氧化锆就成为一个氧浓度差电池，在两个铂电极上将发生如下反应：

在空气侧（参比侧）电极上：O2+4e—>2O –2

- 在低氧侧（被测侧）电极上：2O 2—>2O2+4e

即空气中一个氧分子夺取电极上四个电子而变成两个氧离子。氧离子在氧浓差电势的驱动下，通过氧化锆管迁移到低氧侧电极上，留给该电极四个电子而复原为氧分子，电池处于平均状态时，两电极间电势值E恒定不变。

当两边的电极镀层接触到的气体(在同样标准压力下)有不同的氧浓度，(或不同压力下),根据氧含量比例，锆管会产生一个电压。如果其中一种气体的氧含量是已知的(参比气常常是空气--20.9%)。另外一种氧含量直接被锆头的电压反映出来。

对于测量没有可燃物气体的氧,分析器的标定按照下述公式: E=ATLOG 20.9% AT=48.2 AT 700℃ O2Unk%

A是常量，T是锆头的绝对温度(℃+273), O2Unk%是被测气体的氧量浓度,它由分析仪计算。

当锆头两边都是空气时，锆头不产生信号,当和空气比较,被测气体的氧浓度减少时锆头电压升高。

注意：当锆头在高温运行时,可燃性气体可能燃烧。出现这种情况时,锆头将产生

一个比较高的毫伏值,此时显示器指示的氧量比实际的氧量低。

图1-1. 氧化锆头操作原理

分析仪三个简单系统

? 机械系统：内管和外管，安装发兰，接线盒。

? 测量系统：测量元件，内部连接线，综合的使用界面。

? 温度系统：带有K型热电偶的氧化锆电加热器，和控制器。分析仪测量元件

运行在一个固定的温度。内置的电加热器。加热器中有一个热电偶用于温度控制回路。

需要防止的问题 一些错误需要防止。如果防止了这些错误，分析仪运行在最小维护和故障消缺状态。

? 在采样管道的连接处不能使用涂料或含有可燃挥发气体的污染物，以免导致

测量误差。

? 标气一定要含有氧气。不要用纯氮气或任何其他无氧的气体作为零气。 ? 不能使用含有氧气和可燃气的混合气作为校准标气。

? 不能过度操作锆头和加热器。不要试图清洗锆管。当操作时，应抓住密封部

位。

要注意：

? 在传感器上操作时切断电源。

? 传感器的内部组件非常热，如果接触到有可能严重的烫伤。操作时应使用手

套和扳钳。

技术支持

AMETEK／Thermox承诺提供给用户在工业应用中最好的技术支持，如果用户需要技术服务或提供帮助，请打AMETEK电话（412）828－9040，或者AMETEK／Termox

代理商－上海旭能电子科技有限公司

(021)35303989/35303992/35303996/35303998或AMETEK上海代表处的电话(021)64284067。

上海旭能电子科技有限公司E-mail：shxuneng＠163.com 和 E-mail：shxuneng＠

sohu.com

在用户为提供技术支持而打电话给制造厂前，需要用标准气体测试并记录下述几个值（用户在接受服务时有可能被制造厂要求提供这些信息）。 ? 锆头毫伏 ? 锆头温度 ? 冷端温度 ? 任何故障指示

如果用户想把设备返回制造厂，在用户取得（RMA）返修授权号前要提供下列信息。

? 票据和发货地址 ? 型号 ? 序列号 ? 合同号 ? 电话号码

注意：在返回设备前，用户一定要从制造厂拿到（RMA）返修授权号。

说 明

WDG1200/1210直插式氧量传感器 概要 烟气温度 加热温度 压力 探头材料 机盒材料 机械数据 WDG1200探头长度和重量 整个探头长度 0.457m/18” 0.9144m/36” 1.828m/72” 2.743m/108” WDG1210探头长度和重量 整个探头长度 0.457m/18” 0.9144m/36” 1.828m/72” 2.743m/108” 顶部尺寸（长/宽/高） 153×152×172mm/5.90”×5.98”×6.77” 拆卸距离

整个探头长度加25mm/1” 重量 7.3kg/16Ib 9.5kg/21Ib 16.3kg/36Ib 20.9kg/46Ib 重量 9.3kg/20Ib 11.5kg/25Ib 18.3kg/40Ib 22.9kg/50Ib 20℃~600℃/68℉~1112℉ 700℃±3℃（1292℉±5℉） 适用于所有通常的正压和负压烟气 310不锈钢 铝合金 控制器数据-WDG1210（只适用） 尺寸 152mm（6″）高 153mm（6″）宽 130mm（5.2″）深 重量 2.7kg/6Ib 控制器和传感器之间最大距离：150m（500ft） 标气 零标气 跨标气 流量要求 推荐氮中氧1%O2 （可用0.1%到10%） 推荐氮中氧20.9%O2（可用10%到25%） 通常流量为3升/分钟 最小：2.7升/分钟 最大：3.3升/分钟 调整压力 通常为10psi（0.7bar）（可能需要调到30psi（2.0bar）以达到要求的流量） 环境保护 传感器头 运行温度 性能数据 测量范围 精度 重复性 响应时间 测量方式 加热时间

选择范围0~1到0~25%体积O2 满量程的±1% 满量程模拟量±0.5% 满量程90%，5秒以内（标气） 氧化锆传感器 最大20分钟 IP65/NEMA4防护等级 -20℃~+600℃/-4℉~+158℉ 电气数据 电压范围 电源频率 功率 电流等级 外部回路绝缘等级 等级和特性 外部地线连接 继电器等级 隔离开关等级 100~240VAC±10% 48~62Hz 250W 峰值4A CATⅡ 3.15A（T） 6mm母螺纹 单点30VAC/DC 时2A 4A 微型断路器或带有熔丝的开关隔离器 5A合适（客户提供） 注意：如果电源不符合要求将造成设备永久损坏。 使用界面 显示形式 参数 单行4位LED显示 氧浓度 标气 锆头温度 故障信息 锆头/热电偶信息 模拟量输出 单通道隔离，菜单可选择0~10，0~20，2~20，4~20mA 量程 阻尼 串行输出 故障指示 标定 标定形式 选择范围0~1到0~25%体积O2 1~100可选 RS485 Modbus协议 LED显示故障代码 选择跟踪或锁定 手动，自动（需要选择自动标气控制器）远程触发 安 装 和 启 动

只有熟悉电气安全，合格的技术服务人员才能操作这章节的内容。在WDG-1200/1210传感器内部没有需要操作服务的元件。维护传感器前一定先要断开电源，并让传感器冷却至少1小时。

这一章介绍怎样安装WDG1200/1210传感器,包括下列几个部分: ? 开箱检验 ? 机械安装 ? 电气接线 ? 最终检查

开箱检验

打开包装箱,拿开传感器和控制器所有的包装物。检查有无损坏。如果发现有损坏,请立即通知发货人。

机械安装

? 位置

? 安装过滤器/火焰消除器（可选） ? 安装传感器 ? 标定设置 位置

选择安装时遵守下列指导原则。

安装位置选在没有强烈振动的地方。环境温度必须在本手册说明的范围，如果环境温度超过了说明书的范围或者振动很强烈，请联系Themox 销售和服务部门，有特别的可选件可用于解决环境温度超过说明书范围或者振动强烈的安装位置。

搬运时小心，不要跌落传感器。传感器里有易碎的陶瓷元件，很容易损坏。当用高压水管来清洁烟道时，要把传感器取出，因为可能引起锆管破裂。选择一个合适的容易到达的位置，可以把传感器插入烟气主流中。烟气温度必须在20℃/68℉~600℃/1112℉之间。

避免安装在阻碍烟气流动，有障碍物或弯曲的地方，或者阻碍传感器插入或者取出的地方。

安装或取出传感器要留有足够的距离。最小的距离是从法兰或者支架算起，整个传感器长度再加上25mm/1″。

如果烟气流量很大，对着烟气流动的方向安装一块挡板。

安装过滤器/火焰消除器（可选）

注意：如果没有选择过滤器/火焰消除器，跳过这一节。

火焰消除器，没有过滤器

如果没有选择过滤器，火焰消除器已装配在传感器的顶端而不需要安装。

火焰消除器带有过滤器

如果定购了带有过滤器火焰消除器，火焰消除器已安装在过滤器中。按下列方法把过滤器安装到传感器上。

拧下传感器头部的堵头，把过滤器拧上，并拧紧，见图3-1。

松开过滤器挡板并把挡板套在过滤器上，挡板超出过滤器顶部大约1/2″（1.27㎝）。

调整过滤器挡板位置使烟尘都打在挡板上，而不是过滤器上。

拧紧挡板夹环。

图3-1 过滤器安装

安装传感器

注意：空制器的环境温度不能超过160℉（70℃）。

用法兰对法兰的方式把传感器安装到烟道上，见（图3-2a和3-2b）。法兰短管最少要1″（2.54㎝）厚的保温。

图3-2a WDG-1200直插式传感器安装

图3-2b WDG-1210直插式传感器安装

安装控制器（只适用WDG-1210）

图 3-3

1210型氧量传感器系统主要组成部分：

1.1210型氧量传感器 8.供给控制器制的电源 2.氧量控制器（必选） 9.信号输出继电器

3.远程标定装置（可选） 10.自动标定触发和压力信号 4.跨标气（典型标气20.9%氮中氧） 11.供给远程标定装置的电源 5.零标气（典型标气1%氮中氧） 12.电源开关

6.供给传感器的加热电源 13.标气输入到传感器 7.从传感器输出的锆头，热电偶， 冷端温度信号

注意：使用自动标定控制器是可选的，传感器可以手动标定。

安装指导：

1．控制器安装应该横平、竖直，显示器和操作键容易看到和使用的高度。 2．控制器下面应有至少150㎜（6″）的距离，使电缆可以连到控制器上。 3．确保到达传感器和自动标定控制器的路线畅通。

4．连接传感器和控制器的最大长度不超过300米或1000英尺。

图3-4 选择测量点

安装控制器

所有的单位都用mm（英寸）

图3-5 控制器尺寸

安装控制器

用四个7mm安装孔把控制器安装在横平、竖直的位置，见图3-5。

图3-6 安装详图

标定配制

如图3-7a和3-7b所示，标气进口在两个传感器上的位置。当标定时把标气通到标气进口。

图3-7a WDG-1200标气口

图3-7b WDG-1210标气口

需要标定气和配管

? 使用标气压力10 psig(0.7 bar) ? 短传感器流量：用3scfh(1.41/min) ? 6～9英尺传感器流量：用6scfh(2.81/min)

跨标气氧量浓度必须高于零标气的10倍。 ? 跨标气-用空气或10%～25% O2浓度其余氮气。 ? 零标气-0.1～10％O2其余是氮气（推荐使用1%）

注意：使用1/4″干净无油的特氟纶或者不锈刚管。

标定入口

把标定气直接接到传感器的标定气进口（见图3-7）。当不标定时要把堵头盖上。

电气连接

客户负责提供所有的开关柜、分配相、熔丝和其它电器安装部件，包括电源连接。

注意：在靠近传感器的地方必须装上一个电源开关，在需要时间可以切断电源。

电源连接 需要电源的设备： ? 氧量传感器

? 可选件自动标定气控制单元

? 任何可选件（例如，图表记录仪等）

自动标定气控制单元（可选） 需要电源的设置 ? 自动触发器 ? 压力信号

注意：WD-1200/WDG-1210都可以和自动标定单元一起运行。

可选信号接线 下列信号可以配线 ? 电流回路

? 标定进行中继电器 ? RS485串行通信 ? 报警继电器 ? 系统正常继电器

注意：正常（常开N/O或常闭N/C）表示分析仪在测量模式（不在标定或维护状

态）没有故障或报警。

插头连接器标号—WDG-1200

插头连接器标号（传感器底部） 1. 电源输入 2. 8路连接到自动标定控制单元（可选） 3. 19路输出到客户端

插头连接器标号——WDG-1210

插头连接器标号（传感器底部） 1. 电源 2. 连接到自动标定控制单元（可选） 3. 客户I/O 4.电源接到测量头 5.从测量头来的信号（锆头、热电偶、加热器）

注意：确保不用的连接器盖上防尘盖，防尘盖可防止灰尘和水进入。所有的外部

端子都要装上插头或者盖上盖子，使仪表维持IP65/NEMA4保护等级。 系统电缆

在所有接线完成前，必须切断电源。

电缆敷设建议

? 电源和信号电缆必须分开敷设，如果不可避免有交叉的情况，使两者成90℃。 ? 电缆不要靠近热表面或穿过很热的区域，如果有机械损坏危险，要采取保护

措施。

电缆准备

检查电源电缆对应的电源电压等级和容量（参考说明书说明部分）

电源电压自动设置在100～240VAC . 50/60HZ，不需要调整。

接地

分析仪必须接地，第一次送电前一定要检查接地，建议使用4A的电源开关或熔丝。

电缆标准——WDG-1200INSITU WDG-1200INSITU电缆标准 内容 种类 最大直径㎜ 芯的数量 芯尺寸 mm2 芯尺寸 股数/直径 芯尺寸 平均线 1 2 3 电源 标定 输出/继电器

11 13 15 3 6 17 0.50 0.2 0.2 16/0.2 7/0.2 7/0.2 22 24 24 不 是 是 屏蔽

THERMOX制造厂提供 客户提供 整个连接插头： 所有的连接和电源电缆（如上表所述） 电缆插头 插头针脚 端子盒

电缆夹子 电源开关和熔丝（5A最大） 垫片

电缆标准—WDG-1210

WDG-1200电缆标准 内容 种类 最大直径㎜ 芯的数量 芯尺寸 mm2 芯尺寸 股数/直径 芯尺寸 平均线 1 2 3 电源 标定 输出/继电器 4 5 传感器电源 连接线 11 13 3 6

0.8 0.5 24/0.2 16/0.2 18 22 不 是 11 13 15 3 6 17 0.80 0.2 0.2 24/0.2 7/0.2 7/0.2 18 24 24 不 是 是 屏蔽

THERMOX制造厂提供 客户提供 整个连接插头： 所有的连接和电源电缆（如上表所述） 电缆插头 插头针脚 端子盒

电缆夹子 电源开关和熔丝（5A最大） 垫片

针脚分配—1200/1210INSITU

下面列出了接头1、2和3针脚的分配 接头 接头排列 针脚号 功能 1.电源

1 火线

2 零线

接地

接头 接头排列 针脚号 功能 2.自动标定单元

A 零气控制 B 零气控制 C 满度气控制 D 满度气控制 E 压力开关输入+ F 压力开关输入- G 不用 H 屏蔽

接头 接头排列 针脚号 功能

3.输出/继电器

A 电流回路- B 电流回路+ C 标定能发器+ D 标定触发器0 E RS485屏蔽

F RS485B（两线制半双向） G RS485A（两线制半双向） H 接地

J 系统正常公共端 K 系统正常常闭 L 系统正常常开 M 不用

N 标定/维护常闭 P 标定/维护常开 R 标定/维护公共端 S 报警公共端 T 报警常开 U 报警常闭 V 屏蔽（在客户端）

注意:正常(正常常开和正常常闭)是指分析仪在测量模式(不在标定或维护模式)

没有故障或报警。

下列为4、5连接头针脚分配，只对应WDG—1210

接头 接头排列 针脚号 功能 传感器连接 4.电源

Ground 接地 10

1 加热 火线 7

2 加热 零线 8 - 不用 9

接头 接头排列 针脚号 功能 传感器连接 5.内部连接

A CELL+锆头 （棕） 2

B CELL-锆头 （黑） 1 C 热电偶+ （橙） 4 D 热电偶- （红） 3 E 冷端温度+ （黄） 5 F 冷端温度- （绿） 6 G 不用 - H 屏蔽 -

插头排列内视图如下

传感器接线-WDG-1210（尽适用）

故障清单（diAg）

在诊断Diagnostics页面时按ENTER键，显示 选项 故障清单。每一种故障用一个特定的号码识别， 观察故障 见第五章的故障表。复合故障可通过把故障号 无范围 码加在一起来显示，故障情况可通过Modus来 无默认值 传输。

锆头电压（diAg?CEL）

按ENTER键显示锆头原始mV信号。 选项

显示锆头电势

无范围 无默认值

锆头温度（diAg?CEL?CELt）

按ENTER键显示锆头温度。这是实际 选项

锆头温度，独立于加热器。 显示锆头温度 无范围 无默认值

冷端温度（diAg?CEL?CJC）

按ENTER键显示热电偶冷端温度。 选项

显示冷端温度 无范围 无默认值

锆头电阻（diAg?rES）

锆头的电阻表示了锆头的状况 。 选项 数值到1000欧姆是正常的，通常高电阻 显示锆头电阻 都是由接触不好引起的。可以通过清洁来修 无范围 补，如果还不能改善，表示锆头不久需要更换， 无默认值 锆头电阻不能在O2浓度超过15%时测量。

系统组态页面 系统组态菜单

组态分析仪所需的菜单可以从System Configuration系统组态菜单进入。System

Configuration系统阻态菜单由下列五个子菜单组成：

? 传感器型号 ? 波特率 ? 负值读数 ? 传感器地址 ? 修正版型号

从System Configuration系统组态画面按ENTER 键进入子菜单。按F1滚动菜单，在子菜单中的每个选项可以按ENTER 键设置，UP和DOWN键选择合适的数值再按ENTER键。数值会被设置，显示滚动到下一个选项。

显示 作用 传感器型号 输入数值

显示 作用 波特率 输入数值

显示 作用

显示 作用

传感器地址 输入数值 显示 作用 修正版号 显示 负极读数 Y/N 传感器型号（SySt?Prty）

选择传感器型号： 选项

按ENTER键 设置传感器型号 用UP和DOWN选择一个数值 范围：673~1172 再按ENTER键 默认值：1210/1200 注意：默认的设置是与1200/1210相配 的传感器。不要改变这个设置。

波特率设置（SySt?bAud）

设置通信速度： 选项

按ENTER键 [1200] [4800] [96np] [9600] 用UP和DOWN选择四个选项中的一个 范围 ：673~1172 再按ENTER键 默认值： NO

负极值（SySt?nEg）

负极值正常时不显示，有时为诊断需要查看。 选项 系统可以通过在显示负极值页面时按ENTER [NO] [YES] 键，按UP键选择YES再按ENTER键。按 无范围 DOWN键选择NO返回正常显示。 默认值 NO

传感器地址（SySt?PrAd）

设置MODBUS通信协议的传感器地址： 选项

按ENTER键 选择传感器地址 用UP和DOWN选择一个数值 范围 0~255 再按ENTER键 默认值 11

软件的修正版本号（SySt?RXXX）

显示分析仪使用的软件修正版本号： 选项

按ENTER键显示 显示软件修正版本号 例如：显示现在发行的版本号1.04 无范围 无默认值

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