氧化锆氧气传感器在真空加热炉对流室顶部烟气出口氧含量监测中的应用

微科传感

真空加热炉作为一种先进的高温处理设备，通过提供一个可控的真空环境与精确的温度控制，避免了材料氧化并实现了微观结构的精准调控。该设备广泛应用于对纯度和性能要求极为严格的领域，如金属冶炼、陶瓷烧结、金属件钎焊以及真空脱气等工艺过程中。

                               
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随着节能降耗和环保要求的不断提升，真空加热炉的燃烧效率和排放控制成为企业关注的重点，尤其是真空加热炉对流室顶部烟气出口氧含量分析监测和控制，直接关系到炉体运行的经济性、安全性及环境友好性。
加热元件的选择及其影响
加热元件是决定真空加热炉性能的关键因素，其类型直接决定了适用的温度范围和工艺类型。在低温至中温范围内，加热管和加热丝适用于退火、钎焊及陶瓷烧结等过程，确保了基础热处理的效果。对于高温应用，钼带式加热器适合难熔金属的处理，而碳化硅元件则在高级陶瓷和玻璃加工中表现出色，因其能在高温下保持化学稳定性。在极端条件下，二硅化钼和石墨元件分别提供了高纯度应用（如半导体扩散）和超高温处理（如碳复合材料烧结）的可能性。选择合适的加热元件需考虑温度需求和材料兼容性等因素。
烟气出口氧含量的重要性
真空加热炉的燃烧效率和排放控制是现代工业生产中的重要议题，尤其是对流室顶部烟气出口处的氧含量监测至关重要。这不仅关系到经济性和安全性，还直接影响到环保性能。燃气或燃油燃烧后产生的高温烟气在炉内进行热交换，部分烟气进入对流室以加热原料和工艺流体。烟气出口处的氧含量成为评估燃烧充分性的关键指标。过高的氧含量意味着过度通风，导致热量损失；过低的氧含量则暗示燃烧不完全，可能导致安全隐患。
氧含量控制标准及技术手段
依据中石化《加热炉管理规定》的行业标准，燃气加热炉对流室顶部烟气中的理想氧含量应控制在2%～4%，而燃油加热炉则应在3%～5%之间。这一范围不仅能保证燃烧完全，还能最大限度减少过剩空气量，从而降低能源浪费，提高热效率，并减少NOx等污染物的排放。
为了实现对氧含量的精确监控，在线式氧化锆氧含量分析仪成为首选。在线式氧化锆氧含量分析仪中氧化锆传感器推荐：英国SST公司的氧化锆氧气传感器O2S-FR-T2-18BM-C，以其快速响应（T90<4秒）、易于集成和维护简便的特点，为实时连续监测提供了理想的解决方案。该系统无需参考气体，且具有坚固的不锈钢结构，能够在极端环境下稳定工作，支持与PLC系统的无缝连接，极大提升了监测精度和可靠性。奥地利sensore 极限电流型氧化锆氧气传感器（SO-E2-250）：该传感器利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中氧离子导电特性而设计。它需要在高温下保持恒温工作，具有稳定性好、校准周期长、寿命长等优点。由于氧化锆属于加热型传感器，并且需要保证温度700°恒温，因此它主要应用在烟气排放领域、炉子等高温环境中的氧气检测。该传感器测量范围广，对温度的依赖性小，只需进行一次“单点校准”即可。