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Product Category在各類鍋爐、工業窯爐及燃燒設備的燃燒控制中，煙氣氧濃度的實時監測是優化燃燒效率、降低能耗與排放的關鍵環節。橫河電機（Yokogawa）ZR202G型一體式氧化鋯氧分析儀，將檢測器與轉換器集成為一體，無需采樣系統，可直接插入煙道或爐壁，測量最高700℃煙氣中的氧濃度。其探頭本體與轉換器的一體化設計減少了接線與安裝工作量，適用于鍋爐、工業爐和燃燒裝置的燃燒氣體氧含量監測及低氧燃燒控制場景。本文圍繞ZR202G的技術規格、功能配置及使用要點進行說明。
一、 產品基本規格
| 參數項目 | 規格指標 |
|---|---|
| 測量對象 | 燃燒廢氣及混合氣體（不含可燃氣體）中的氧濃度 |
| 測量原理 | 氧化鋯濃差電池式 |
| 顯示范圍 | 0.01～100 vol% O? |
| 輸出量程 | 0～5 vol% O? 至 0～100 vol% O? 范圍內任意設置（1 vol% O?單位），支持部分量程設定 |
| 測量氣體壓力 | -5～+250 kPa（壓力超過5 kPa時需進行壓力補償） |
| 樣品氣體溫度 | 0～700℃ |
| 探頭插入長度 | 0.4m、0.7m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m（可選） |
| 輸出信號 | 4～20mA DC（最大負載電阻550Ω） |
| 數字通信 | HART協議 |
| 接點輸出 | 2點（異常、高/低限報警、校準、預熱、維護等可選） |
| 防護等級 | 相當于NEMA4X/IP66 |
| 環境溫度 | -20～55℃ |
| 電源 | 100～240V AC（85～264V AC可接受），50/60Hz |
二、 測量性能指標
| 參數項目 | 指標 |
|---|---|
| 重復性 | 量程最大值的±0.5% |
| 線性度 | 量程最大值的±1%（0～25 vol% O?量程） |
| 漂移 | 零點與量程每月誤差均為量程最大值的±2% |
| 響應速度 | 90%響應時間≤5秒（校準氣從入口導入后） |
| 預熱時間 | 約20分鐘 |
三、 測量原理
ZR202G采用氧化鋯濃差電池原理進行氧濃度測量。氧化鋯固體電解質在高溫（約700～750℃）狀態下呈現氧離子導電性。當氧化鋯元件兩側存在氧分壓差異時，氧離子從高濃度側向低濃度側遷移，在兩側鉑電極上產生電勢差。該電勢差E（mV）與兩側氧分壓之間的關系服從能斯特方程，通過測量該電勢差即可計算出被測氣體中的氧濃度。由于該測量方式直接響應氧分壓，無需采樣預處理系統，可實現快速、連續的在線測量。
四、 一體式結構與安裝特點
ZR202G將檢測器與轉換器集成為一個整體，取消了檢測器與轉換器之間的信號電纜連接。該結構的設計特點包括：
降低安裝成本：一體化結構減少了布線、管路及安裝工作量。
直插式安裝：檢測器直接插入煙道或爐壁，無需采樣系統，消除采樣泵、過濾器等耗材的維護需求。
可現場更換的加熱器組件：加熱器與氧化鋯傳感器可在現場更換，不降低維護費用。
紅外開關操作：通過非接觸式紅外開關可在不打開機箱蓋的情況下完成現場操作，減少暴露于惡劣環境的風險。
五、 校準與自診斷功能
ZR202G支持手動、半自動及自動三種校準方式。自動校準需選配ZR20H自動校準單元，可按設定周期自動完成零點與量程校準。設備具備自診斷功能，可檢測氧化鋯傳感器異常、傳感器溫度異常、校準異常、A/D轉換器故障及數字電路故障等狀態。異常發生時，可通過接點輸出向外部系統發出報警，同時加熱器電源被切斷以確保安全。
六、 選型與使用要點
探頭插入長度需根據煙道或爐壁厚度選擇，標準長度覆蓋0.4～3.0m。
樣氣壓力超過5 kPa時，需使用壓力補償功能以消除壓力對氧濃度測量值的影響。
樣氣溫度超過700℃時，需使用高溫探頭適配器（ZO21P-H）。
安裝位置應避免煙氣中水分凝結或粉塵堆積，必要時應配置吹掃與過濾器附件。
參比氣體通常采用儀表空氣，亦可通過選配標準氣體單元實現更高精度的校準。
七、 典型應用場景
鍋爐燃燒控制：監測排煙氧濃度，指導空燃比調節，提高熱效率。
工業爐與加熱爐：用于鋼鐵、石油化工、陶瓷等行業的燃燒氣體監測與低氧燃燒控制。
廢棄物焚燒爐：監測焚燒過程氧濃度，確保充分燃燒與排放合規。
低氧燃燒控制：在需要降低NOx排放的燃燒系統中作為反饋控制環節。
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