本仪器产品的“计量器具制造许可证”号码为： (苏) 制 01000259 号。
1、 简介
本“操作手册”介绍的内容可帮助有关人士熟悉南京能斯特仪器公司生产的ZO--2000型氧化锆氧分析仪的安装、使用、操作、调校和一般性维护、检修。
ZO--2000型 氧化锆氧分析仪 是一种以微电脑为数据处理控制核心、以氧化锆固体电解质氧传感器为检测元件的小型智能化仪器。主要用于测定“氮－氧、氩－氧”及其他惰性混合气体中的氧气体积比的单组份气体成分的定量分析。
本分析仪设计为在线连续工作方式，LED数字显示。仪器可按现场工艺要求，可任意设定待测气体氧含量的上、下限控制点。氧量超限时，发出声光报警信号及提供报警信号输出接点。本仪器在总结以往现场使用经验的基础上，设计有密封式电炉和独特的二次超温保护功能，延长了电炉的使用寿命，提高了仪器的安全可靠性。仪器设有4—20mA标准信号输出、RS-232通讯口以及氧含量上限超限报警信号输出，为仪器的现场闭环使用提供了条件。
该仪器自身可以配用气样过滤装置，使待测气样能得到净化处理，延长了传感器的使用寿命。仪器可以根据用户现场的要求，内部加装抽气泵，因此可以直接使用在测量对象为负压的场合，不必另外考虑安装抽气装置。该仪器设计精巧、紧凑是同类分析仪器中体积最小的产品，具有重量轻、制作精良、适应性强，外形美观大方，使用、操作简便等优点 ，尤其适用于石油化工、玻璃建材、磁性材料、冶金机械、化肥化纤、空分气体制造、电子、制药等行业的工艺性气体，保护性气体和需要在线定量检测惰性气体中氧含量的场合使用，也可以用于实验室测定和科学实验等场合，是气体成份分析检定、试验，相关产品的工艺、质量控制、检测的理想设备。
ZO-2000型氧化锆氧分析仪分为台式和嵌装式（盘式）两种外形，便于用户根据现场安装情况选用。上述两种机型除仪器的外形和安装方式不同外，其技术性能指标、操作、使用、维修、调校方法均相同。该气体分析仪设计用于室内运行。（见图 1）
2、仪器的工作条件
2.1、环境温度： -5---40℃；
2.2、大气压力： 86.0---106.0KPa；
2.3、大气相对湿度：
2.4、电源电压 ： 180---240V AC： 电源频率： 47.5---52.5Hz；
2.5、分析仪气源进口处样气压力：
2.6、样气中机械性夹杂含量：
2.7、样气中有毒性气体夹杂含量（SO2 ，H2 S等能腐蚀毒化电极的物质）：
2.8、样气中可燃性气体夹杂含量（H 2 ，CO，CH 4 等与氧气有反应的物质）
2.9、分析仪在现场安装时，与感性大功率负载和强磁场之间的距离应大于3--5米；
2.10、分析仪相对于水平面，在任一方向上所能允许的倾角
2.11、分析仪不应安装在⑴有机械震动⑵粉尘较大⑶有腐蚀性气体的场合；
图1仪器外形图 上图：台式，下图：嵌装式（盘式）
3、仪器的技术数据
3.1、 测量范围：1³10 -7—100% O2 (0.1PPm—100% O2) ，LED 数字显示，输出信号分Ⅵ档（订货时可根据用户要求设定档位量程）量程范围见“3.5”段节；
3.2、基本误差： 量程 ≤1³10 -4 (≤100PPm)：±5%，量程 >1³10 -4(>100PPm)：±2% ；
3.3、重复性：量程≤ 1³10 -4 (≤100PPm)：±2.5³10-6，量程 >1³10-4 (>100PPm)：±1 % ；
3.4、零点漂移：≯基本误差；
3.5、①标准信号输出：4—20mA， 量程分Ⅵ档（最大允许负载：750Ω），对应量程范围：
第Ⅰ档：0.1PPm--10PPm， 第Ⅱ档：0.1—100PPm， 第Ⅲ档：0.1—1000PPm， 第Ⅳ档：0.1%--1%， 第Ⅴ档：0.1%--10%， 第Ⅵ档：0. 1%—100%；
②RS-232通讯口，输出数字信号（不分档）。
3.6、气样流量的影响： L= 200ml/min±10ml/min ： 量程
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量程 >1³10-4±2%；
3.7、分析仪的读数稳定时间：在检定条件下，气源线长度一定时（≤0.5m ），
分析仪读数60秒内稳定在测值的90%以上；
3.8、分析仪超限报警的上下限设定：上下限的设置区间可在每档量程的范围内任意设定，也可以只设上限或下限，氧量超限时，显示的氧含量数字闪烁，同时有声光报警信号，但不影响测量值的准确。超限时，仪器分别提供报警输出信号接点。当待侧气体氧含量恢复至限内时，报警终止，输出信号接点复位。输出信号接点容量200V/ 1A DC 。
3.9、仪器温控精度：(T℃+Δt℃)±3℃，（T—浓差电池理论设计温度：750℃，
Δt—氧化锆固体电解质传感器的温度误差修正值）；
3.10、内附抽气泵抽力：
3.11、分析仪的预热时间： ～40分钟；
3.12、分析仪的功率消耗：
3.13、分析仪的重量： ～ 6 kg；
3.14、分析仪的外形和安装开孔尺寸：
ZO--2000型（台式）外形尺寸： 280（宽）³120（高）³300（深）mm；
ZO--2000型 [嵌装式（盘式）]外形尺寸： 290（宽）³130（高）³300（深）mm； ZO--2000型 [嵌装式（盘式）]屏上开孔尺寸：280+1（宽）³120+1（高） mm；
4、分析仪的设计和工作原理
氧化锆氧分析仪又称为浓差电池测氧仪，是以氧化锆固体电解质为氧传感器组成的氧浓差电池，它可以精确地分析惰性气体中的氧气含量。由于是以空气为参比气，通过直接测量浓差电池中的参比空气Pc O2与被测气体Px O2的氧浓差电势，换算为氧含量直接显示。众知空气中的氧浓度是稳定的，即使是连续使用，参比气样的O 2 也不会变动所以能极准确、稳定地进行测量。
氧化锆固体电解质必须在高温（≥600℃）下才能工作，这时其内部的氧离子空穴就具有了传导氧离子的功能。高浓端的氧分子在铂电极的催化作用下，获取铂电极上的自由电子后，以离子的形式通过氧离子空穴，在低浓端的铂电极上释放出多余电子，还原成氧分子，因此在两电极上产生了与氧浓度相对应的氧浓差电势。实际中，我们将氧化锆固体电解质做成试管状，即氧化锆管，在锆管底部的内外表面上，用铂金镀复上多孔电极，就制成了氧浓差电池的氧传感器。将此传感器装入恒定高温的电炉内，外电极以空气为参比气体Pc，内电极通入待测气体Px，即组成了氧化锆氧浓差电池（见图 2 ），所构成的氧
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浓差电池可表示为：
Pc O 2 ‖ZrO2²Y2 O3 ‖ Px O 2 ，
+ ↓-----------------------E（mV）-------------------↓--
式中：Pt„铂电极； Pc„参比气氧浓度；ZrO2²Y2O3 „氧化锆固体电解质；
Px„待测气体氧浓度； E„氧浓差电动势（mV）；
在高温和理想气体下，如果两电极处的气体含氧浓度不同的话，氧离子由高浓向低浓方移动，从而在两电极间产生浓差电动势。其浓差电动势的大小可由能斯特（Nernst）公式给出：
R ² T Pc
Em (mV) = ————— l n ——— „„„„„„„„„„„„„„„①
n F Px
式中：Em„„氧浓差电势（mV）； R„„气体常数； T„„电池定值温度（绝对温度K）； n „„常数= 4；F„„法拉第常数；Px„„待测气氧浓度；Pc „„参比气氧浓度； 将以上各个具体常数带入①式得：
Em（mV）=0.04960 T l g Pc / Px „„„„„„„„„„„„„„„„②
因为分析仪使用空气作为参比气体Pc，如将空气氧浓度值（20. 9% O2）带入② 式得： Em（mV）= 0.04960 T（--0.6789 — l g Px ） = --0.03360 T— 0.04960 l g Px „„③
南京能斯特仪器有限公司 ZO--2000型氧化锆氧分析仪 ** 操作手册 ** - 5 - 可见，如将温度T 固定，即可得
到与待测气体 Px 氧含量相对应的
氧电势 Em的毫伏电势。对此电势进
行电路处理后，显示即时氧含量和输
出标准信号，完成测量过程。
用上述原理设计的ZO--2000型
氧化锆氧分析仪主要由变送器、过滤
装置、抽气泵、测控电路、保护电路
等五大部分组成，他们组装在铝合金
构成的金属机箱内成为一体。（见图 3）变送器
锆氧传感器、加热器、
温度传感器、流量测控及气路管道等部件组成，其主要任务是将待测气体的氧浓度在由传感器、加热炉构成的氧浓差电池中，转变为电信号，供测控电路处理后显示和输出。
仪器的测控电路是以微处理器为核心的小型控制系统，对变送器中氧传感器产生的氧浓差电势信号进行数据分析处理后，供仪器显示氧含量和输出标准信号；系统同时还对变送器中的热电偶信号进行处理，控制加热炉的温度，使之恒定在设定的温度± 3 ℃之内，为氧浓差电池传感器提供恒定的工作温度，以确保氧传感器的正常工作。为了彻底改变以往电炉易烧毁的情况，仪器设置了双重超温保护的功能，使加热炉的安全得到充分的保护，延长了加热炉的使用寿命，减少了维护工作量。系统电路采取了温度、氧电势信号各自独立的通道，提高了仪器工作的可靠性和稳定性。该电路设计有抗干扰、温度补偿等电路，同时考虑了仪器故障自诊断、故障显示、超温报警和超温自动切断加热炉电源，氧含量超限自动报警复位等功能，确保了仪器的安全和正常使用。（见图4）
另外，仪器后部设计有过滤装置，
可以方便的接入过滤器，用于对样气的
预处理。该过滤装置能较好地清除样气
中的微小粉尘颗粒和吸附微量有毒成
份，可以延长电极的使用寿命。该装置
经使用一段时间后可以方便的更换，并
可根据现场情况装填其他净化材料，按
需要对样气进行预处理，
以减少测量的图3 仪器内部结构示意图 以氧化
图4 电路系统框图
- 6 - 南京能斯特仪器有限公司 ZO--2000型氧化锆氧分析仪 ** 操作手册 ** 干扰误差。如果现场样气的气源较纯净时，也可以不用过滤装置。
因为该仪器的内部设计有抽气泵，对小于300 mmH2O水柱的负微压测量对象，特别是窑炉的气氛测量提供了方便，因此可以不使用外接抽气泵而直接测量。
5、分析仪的安装与使用
5. 1、分析仪安全注意事项
5.1.1、禁止操作未接地的分析仪！仪器本体应可靠接地，接地电阻应≤0. 1Ω；
5.1.2、禁止用额定电流大的保险丝代替原来的保险丝！电源线截面积应≥1. 5mm 2；
5.1.3、禁止在通电状态下安装、拆解分析仪，维修电插头或更换零部件！
5.1.4、禁止将分析仪安装在露天、雾气和有爆炸、腐蚀性气氛的场合！
5.1.5、禁止将未减压的高压气样直接通入分析仪！气源压力应
5.1.6、在压力不符合要求的情况下，禁止在仪器的“流量调节阀”打开的情况下通入气样！应在仪器“流量调节阀”关闭的情况下，调好压力，开启气源的调节阀通入气样，然后再缓缓开启“流量调节阀”，注意观察流量计，待浮子升到额定流量时停止；
5.1.7、禁止用含有油气、油污的管线作为仪器的气源管线！气源管线的内壁一定要用四氯化碳或稀盐酸清洗烘干后使用，否则会造成仪器不能正常工作而损坏；
5.1.8、分析仪电路板和相关器件接有市电，对仪器不熟悉的人员不宜维修，至少不能在通电的情况下进行维修。加热炉外壳在恒温后温度较高，不宜用手触及，以免烫伤！
5.2、分析仪的安装
5.2.1、台式分析仪应置于稳固的台子上，仪器后部离墙应留有20--30 厘米的距离。嵌装式（盘式）分析仪应安装在仪表控制屏上。安装时，先拆下仪器两侧的固定架，然后在仪表屏的前面，轻轻将仪器后部推入仪表屏的安装孔，使仪器前面框的后侧紧贴在仪表屏上，装上两侧的固定架并上紧固定螺丝。同时在仪表屏内仪器后部的下侧，加装设备樑以承担仪器后部的重量。嵌装式（盘式）分析仪如置于台子上使用，一定要将仪器水平架空2--3 厘米，以保持仪器底部的通风良好。嵌装式分析仪在仪表控制屏上的安装和开孔，仪器后面板布置接线（见图 5）：
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图5 仪表控制屏的开孔及仪器后面板示意图
5.2.2、气源管线使用Φ
3mm³0. 5mm不锈钢管或紫铜管，管线的内表面应光滑、无油污、无锈迹、无脏物。仪器配有
Φ6mm管线用的过渡接头可以方便的连接。仪器进出气口的 螺纹 M8³1，Φ6mm管线的过渡接头的螺纹 M
10³1。进气管线和进气口的密封垫圈是聚四氟乙
烯材质，仪器出厂配有备件供选用。（见图 6）
5.2.3、进气管线连接时要注意密封， 螺纹连接
时要压紧，如果有漏气，哪怕是很微量也会引起
测量值偏高和反应迟钝。装好后可用肥皂水试漏。
5.2.4、仪器的安装选位应靠近气源输出点，管线
不应打圈或折弯，要尽量短，管线长会增加测量
滞后时间。气源输出点上应安装调节阀，以便仪
器能从管线上脱开。 图6过渡接头和软管头安装图
5.2.5、分析仪在负压下使用时，需起动仪器内的抽气泵。仪器内的抽气泵是根据用户的需要加装的，请用户在订货时提出。请注意，使用仪器内的抽气泵时，必须在仪器的进样管路中加装过滤器，否则容易使气路因粉尘而堵塞。
如果仪器内没有加装抽气泵，可以外接抽气泵。气泵可以接在气样进口，也可以接在仪器出气口上（见图7）， 气泵接在进气口时要注意气泵回路的密封性能。配用气泵时，可使用内径Φ7--Φ8mm，壁厚为 0. 8--1. 0mm 的医用或用于食品生产的专用塑胶软管，但不宜过长。用户有此需要的，本公司可以代为配套提供。
5.2.6、仪器的外壳应有良好的安全保护接地，接地电阻应
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5.2.7、测定微量气体时,应在气源进样前加装稳流稳压装置（见图 8），保证样气的压力流量的准确。
5.2.8、测量后的气样可通过管线引出室外排空，但管线长度以2—3米为宜。
5.3、分析仪的使用和操作
5.3.1、仪器安装完毕，要检查电源线路、气路管线，确认安装无误后方可通电试机。
5.3.2、 开启电源，电源指示灯亮，仪器显示窗 （见图9） 数码管亮，显示加热炉的当前温度并开始升温，功能显示窗“温度 ℃”字亮，表示仪器正在运行加热程序。
5.3.3、15--20分钟后，大窗由显示温度值跳转显示氧量值 20. 9%左右（锆管内为空气时），功能显示窗“常量 O2”字亮，大窗数码管右侧
的“常量%”指示灯亮，表示仪器升温程序即将结束，很快要转入测试状态。约40分钟后，仪器完成预热程序。
图9仪器的显示窗图
5.3.4、仪器完成预热程序后，可看一下电炉当前温度和锆管本底
电势是 否正常。按压面板上的“温度”键（见图 10），此时功能
显示窗的“ 温度 ℃”字亮，大显示窗显示当前加热炉的温度值，
5秒后自动转换到氧量显示。按压面板上的“氧势”键，功能显
示窗的 “氧势 mV ”字亮，大窗数码管显示锆管本底电势Eo
值，当 Pc=Px 时（待测气与参比气的氧浓度相等），Eo值应
mV以下 ，该显示 5 秒后自动转换到氧量显示。
图11 流量计 图10仪器面板按键示意图
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5.3.5、 通气前，将“流量调节阀”关闭，打开气源的调节阀，将气源压力调到50KPa左右，再缓缓开启“流量调节阀”，此时注意观察流量计浮子，待流量计的浮子升到200ml/min刻度且无波动时停止。此时，大显示窗显示当前气样中的氧含量值，如果通入的气样>0.1%O2，功能窗的“常量O2”字亮，右侧的“常量%”指示灯亮，表示显示的数值为百分常量氧；如果气样
5.3.6、分析仪设计有氧量超限报警功能，待测气体的氧含量的上、下限值可以任意预设。按现场的工艺要求，可以设置待测气体的上下限报警点。当氧量超限时，氧量显示数字闪烁，机内蜂鸣器报警；“量程超限报警”灯亮，发出声光报警信号。此时机内继电器动作，后面板端子输出报警接点信号。当氧量恢复到设定的报警限内时，数码管显示恢复正常，报警信号自动停止，报警信号接点释放。报警期间，不影响测量值的准确性，蜂鸣器会发出叫声，因此，仪器面板上设有报警声讯控制开关，可以根据需要关闭和开启报警声响。
5.3.7、分析仪设计有加热炉超温报警功能，在超温报警的同时，快速切断加热炉电源，以确保加热炉的安全。超温保护设置了两个保护点，即800℃和900℃，进行双重保护，因此在使用中可避免烧毁加热炉之忧，使加热炉的寿命提高了2-3倍。超温报警时，除快速切断加热炉电源外，机内蜂鸣器报警，面板上的“超温报警”灯亮，给出声光报警信号。一旦出现超温报警，应立即关断电源，查明故障原因。本分析仪设计为在线连续使用，经常性的开关对分析仪无益。
5.3.8、输出档位设定或调整时，可按压面板上“预置键”3--5秒，此时小窗显示的1-3 数字表示仪器输出的相应档位，可根据测量范围自行设定。
5.3.9、由于分析仪的传感器（氧化锆管）是陶瓷制品且价格昂贵，故不论在日常使用、运输或检修时都要注意。仪器不能有剧烈的振动和冲击、跌落，否则会造成传感器的损坏而带来损失和修理的麻烦。
5.3.10、分析仪设有程序故障自诊断功能，故障自诊断情况通过数码管显示有关信息，为调试和程序运行提供帮助，表示如下：H H H„炉温高 ；L L L„炉温低；当加热炉失控仪器升温过快时，会显示故障符号HHH；因温控系统出现故障，仪器无法加热时，会显示LLL。当出现故障符号时，应立即关断仪器电源，检查故障情况。
6、分析仪的日常维护
6.1、分析仪每使用1500—2000小时后，需要检查一下分析仪的准确度。检查时，需要用
- 10 - 南京能斯特仪器有限公司 ZO--2000型氧化锆氧分析仪 ** 操作手册 ** 标准气进行校对。校对时，通入气体精度为 1% 的、以N2 为底气的O2 标气。用一个标气校对时，标气的氧含量最好为该档量程的 30%—50%，也可以用接近日常测量气体值的氧标气校对。如用多瓶标气校对仪器将会提高仪器校对的准确性。
6.2、按正常使用时的操作程序通入氧标气，待分析仪显示读数稳定后再读数，看该读数与标气的氧量值之间的差值，如大于仪器的规定误差时，则需进行校准。例：仪器第一档的量程为100 ppm，该档的误差指标为±5 %，校准用的氧标气精度为 1%、氧含量为30ppm，仪器的读数范围应在 25—35ppm内为合格。如仪器量程为 1000ppm，该档量程的误差指标为 ±2%，标气氧含量为 300ppm时，仪器的读数范围应在280—320ppm内为合格。如超差则需进行调整。
6.3、检查锆管电极的内阻：仪器升温稳定后，通入空气5分钟停气，在加热炉有气路管道的一端找到锆管电极引线的端子，拆下电极引线一端，用电阻计测量锆管电极的热内阻，如电阻大于100Ω，说明锆管已老化，需要更换锆管（详见维修章节）。
6.4、气路气密性的检查。在仪器进气口通入压力
7、分析仪的调试
分析仪出厂时调试开关置于“工作状态ON”位置。仪器的调试工作是由机内的调试开关与面板上的按键的配合来完成。调试开关有三个，安装在机内前面板后的机架上（见图 11），即K1、K2和K3（0--10mA输出时有K3），将其扳向ON为工作状态，扳向OFF为调试状态。
在仪器的日常使用维护中遇到更换锆管、电炉、电偶和电路维修以及仪器校准时，均要进行仪器的调试。调试仪器必须具备相应的专业知识和经验，不可随便进行。调试时，可打开仪器上盖，按本节调试项目内容和操作步骤进行调试。完成后，将调试开关恢复到“工作状态ON”位置，否则仪器不能正常工作。调试中如显示出"H H H"或 "L L L"时，请将K1扳向ON再扳向OFF后继续进行。在每个参数调试完毕确认时，必须将 K1扳向．．．．．．．．．．．．．．．．．．ON一次进行确认，否则新数据不能存入。 ．．．．．．．．．．．．．．．．
7.1、调试开关、面板按键和显示窗的显示内容
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图12调试开关位置示意图
7.1.1、调试开关：K1--主调试开关：设定或调整加热炉温度、锆管本底电势、电路参数 的调试均需将此开关扳向OFF位置；K2--辅助调试开关：电路参数调试时，需将此开关扳向OFF位置；K3--输出电流开关：0--10mA或4--20mA输出，4--20mA输出时不设此开关。 7.1.2、面板按键：a、氧势键--仪器运行时按此键可以观察氧电势的mV数，功能窗内“氧势”灯亮；b、温度键--仪器运行时按此键可以观察加热炉温度，功能窗内“温度” 亮；c、↑↓键--调试中配合相应功能进行参数的修改；d、预置键--①按此键可改变仪器输出的量程档位，输出指示窗内（小窗）显示 1-3 数字循环，代表输出的三个量程档位（输出为六档时显示1--6数字循环），按1次换1档；②同时按下氧势、温度键，进入超限报警点设置，此时小窗显示 6 ，按预置键可使小窗显示 7 ，进入下限报警点的设置；③当调试开关K1、K2扳向OFF时，按此键可使小窗数字在0--7之间循环变化，表示相应的调试功能，配合↑↓键进行通道、电路参数的调试。
7.1.3、显示屏显示功能内容：仪器显示屏分为三个显示窗：①功能窗，显示氧势、温度、氧量的常量、微量等文字和 %、ppm 符号；②数字显示窗，显示氧量、温度的具体数值，是仪器的主显示窗，简称为“大窗”；③调试功能及输出档位调整指示窗简称“小窗”，其显示的数字含义：0----氧信号通道电路零点；1----氧信号通道电路量程；2----温度通道零点；3----温度通道量程；4----输出通道零点；5----输出通道量程； 6----设置上限报警点； 7----设置下限报警点。
7.2、仪器的调试和校准：调试工作可分为整机参数调试、电路通道零点量程调试、标气校准调试和超限报警设置等四部分，以下逐一介绍：
A、整机参数调试
7.2.1、设定或调整炉温---原因：维修、更换传感器零、部件，锆管老化，标气校准。操作步骤：①将调试开关K1→OFF，功能窗温度灯亮，大窗显示当前炉温；②按面板上的↑↓键，升温↑，降温↓，调整范围不应超过720℃--780℃；③观察大窗数字，到达调整值稳
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定后将K1→ON；
7.2.2、调整本底电势（空气指示值）--原因：在测量15%--25%范围时，仪器本底电势的存在会影响测量的准确性，因此要借助空气值校准此区间。操作步骤：①仪器进气口通入空气，使大窗显示空气氧量；②将调试开关K1→OFF，按面板上“氧势”键，功能窗氧势灯亮，大窗显示当前空气氧量，用↑↓键将其值调整到20.6--21.2之间；③调整值稳定后将K1→ON；
7.2.3、设定或调整输出档位： 按“预置键”3-5秒，小窗数字在1--3（1--6）循环，选定需要的档位即可。如果不用输出信号记录工况或控制其它执行器时可以不调档位。
B、电路通道零点、量程的调试
① 进入电路通道调试：将调试开关K1、K2→OFF，②退出电路通道调试：K1、K2→ON；③更换调试项目：按预置键。注意！电路通道在调试时，会出现电炉停止加热，炉温下降或有报警声，此时不必理会，退出调试后将自动恢复。
7.2.4、调氧信号通道零点：①进入后按“预置键”，使小窗显示“0”；②在电炉有管路一端的接线端子上找到锆管电极引线并拆下；③按极性（红正黑负）接入UJ33电位差计，送入0.00mV电势；④用↑↓键将大窗显示值调整到0.00mV；⑤转入调量程；
7.2.5、调氧信号通道量程：①按“预置键”，使小窗显示“1”；②按上述步骤接入UJ33电位差计，送入95.5mV电势；③用↑↓键将大窗显示值调整到95. 5mV；④注意，零点、量程要反复调整，直至显示与输入电势完全吻合为止；
7.2.6、调温度信号通道零点：①按“预置键”，使小窗显示“2”；②取出仪器后部的3A保险丝，短路热电偶，此时仪器停止加热，大窗显示未调前的室温；③用↑↓键将大窗显示值调整到当前的室温；
7.2.7、调温度信号通道量程：①按“预置键”，使小窗显示“3”；②取出仪器后部的3A保险丝，将热电偶引线从端子上拆下，此时仪器停止加热；③按极性（红正黑负）接入UJ33电位差计，送入30.8mV电势；④用↑↓键将大窗显示值调整到 740℃+当前室温值；⑤零点、量程要反复调整，准确后电路复原；
7.2.8、调输出电路通道零点：①按“预置键”，使小窗显示“4”，此时大窗显示“C04”（0--10mA输出时显示“C00”）；②在仪器后部端子上按极性接入直流mA表头；③用↑↓键将输出电流调到4mA（0mA）；
7.2.9、调输出电路通道量程：①按“预置键”，使小窗显示“5”，大窗显示“C 20”（0--10mA输出时显示“C10”）；②在仪器后部端子上按极性接入直流mA表头；③用↑↓键将输出电流调到20mA（10mA）；④反复调整一次；
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C、标气校准调试
在仪器通道调试、校准完毕后，电路运行正常时进行，目的是校准测量的基本误差 7.2.10、通气校准①准备好以N2为底气的氧标气（最好选用平时测量值附近的值配标气），在
D、超限报警设置
有两种设置进入方法，本文只介绍其中一种。
7.2.11、设置上限报警点： ①确定好需设上限报警点所在的量程范围，按 7.2.3 设好档位；②同时按下“氧势”“温度”键，小窗显示“6”，大窗显示“100”；③用↓键将大窗数字调到需要的报警点数字上，设置完成后按任意键即确认和返回；④举例：▲按工艺要求确定好具体报警数值，▲按7.2.3节选好档位量程。如上限设在80ppm处，可定在第一档，按7.2.3节操作定好档位量程。此点为该档量程的80%，进入上限设置程序后，调↓键将大窗数字调到80即可。⑤进入设置程序后6秒钟内如没有下一步操作，仪器将自动返回氧量显示；⑥超限时大窗数字闪烁，声光报警，输出接点信号闭合。当氧量恢复到限内时，报警停止，输出信号接点释放。报警期间不影响测量数据；
7.2.12、设置下限报警点：①按上述方法选定档位，②同时按下“氧势”“温度”键，小窗显示“6”；③按“预置键”使小窗显示“7”，大窗显示“000”，此时即进入下限设置程序；③用↑键将大窗数字调到下限报警点数值；④设置完成后按任意键即确认；注意：①上、下限数值设颠倒时无效，②取消设置时将大窗数字调回“000”或“100”
7.2.13、上、下限一旦设定后，仪器运行过程中，由于仪器升温或现场工况等因素的影响，会出现氧量不在设定区间范围的情况而报警，因此，仪器在前面板左侧设置了报警声响的控制开关，报警时，按一下按钮开关将其上方的指示灯关闭即无声响。 7.2.14、新仪器在出厂时均已校准，验货时不必重新调校，以免调乱。
8、分析仪的一般性修理
由于2000型氧化锆氧分析仪为最新设计，具有电路简单、设计规范合理，因此,仪器可靠性较高，维护量小。本仪器在日常使用中分为维护性修理和故障性修理。对于难以在现场
维修和校准的故障，建议返厂修理，这样有利于仪器的快捷修理和保证性能指标
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8.1、维护性修理 8.1.1、更换氧化锆管。
氧化锆氧传感器经过一段时间的使用后（一般一年左右），由于电极长期在高温下的蒸发和有毒气体的侵蚀，使锆管电极性能变坏，出现锆管内阻、本底电势变大，造成测量滞后，反应迟钝，误差加大。当锆管的热内阻大于 80 —100Ω，同时出现前述现象时，就需要更换锆管。更换时，应选用本公司同型号产品的锆管，尺寸为Φ9³80mm，新锆管的热内阻 r ≤30Ω（750℃时），本底电势Eo≤-0.5mV（Pc=Px）。把旧的锆管拆下后，在夹具上原样装入新锆管，对角上紧四个螺丝，进行试漏 后，才能装入电炉。装入时，不能碰到对面的热电偶，接好电极引线和气路管线，即告完成，氧电势和炉温经校准后即可使用。现场最简单的校准办法是用接近测量气体 值的标准气进行校准。注意：锆管电极要装在电炉的中心恒温区内，不能偏向一边，锆管底部的铂电极不能碰到热电偶，其之间应留有1--2mm的间隙！ 8.1.2、更换电炉炉芯。
电炉丝在高温下损耗，炉丝烧断后，需要更换炉芯时，可以拆下锆管夹具、热电偶、拆除端子上的引线，松开固定电炉的四个螺丝，取下电炉炉体。旋下电炉上装电偶一端的固定端盖的四个螺丝，取下端盖，取出炉内的保温材料和炉芯。选用本公司同型产品的炉芯（阻值 70Ω±5 Ω），逆拆开时的程序，装入炉芯，塞入保温材料，装好固定端盖，接好引线即可。要注意电炉芯引线在保温层中和穿过端盖时的绝缘，不能造成短路和漏电，加热丝对炉体的绝缘电阻应大于40MΩ为合格。装配时要注意：1、引线在拆时做好标记，不能接错；2、保温材料在回装时四周要塞紧、塞均匀，不够时要补充。3、接气路时要注意密封。
8.1.3、更换过滤装置。
过滤装置经一段时间使用后（连续使用三到六个月，具体视现场气源的纯净度和时间而定），会出现净化效果降低、误差增加的情况，此时应当考虑更换过滤器。更换时，旋开过滤器两端的气路管道压帽，取下过滤器，换上同型号的过滤器，按原样恢复即可。如果手边一时无新过滤器的话，可以将旧过滤器的压盖拆开，在两端填入 1cm厚的脱脂棉，中间灌入颗粒状活性炭，压实后上紧压盖（不能漏气）即可代用。如不需要过滤器的话，可以将过滤器取下，用管路短接即可，接气路时要注意密封。
图13传感器组件图
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8.1.4、其他零件、器件如流量计、阀、继电器、轴流风机等，在使用中如有损坏，本公司均负责提供零配件，还可以按用户的要求配制供应各种校准用的标准气体，并能够以最快的速度交到您的手中，希望您能及时与本公司联系。
8.2 故障性修理。（没有经过专业培训或没有修理经验的不要从事该项修理工作） 使用中的仪器如出现故障，应及时修理。要根据故障的现象判断故障发生的原因及可能性，排除故障时，首先要注意安全，要仔细分析判断故障范围，运用电表测测量替代、分级分块等方法，查出故障，予以修理排除。仪器经修理后，一定要进行调试和校准，否则不能保证仪器的准确性。当出现大的故障或现场不宜排除时，或者您的调试、校准手段有限时，建议您及时与公司联系，将仪器及时寄回公司或派员上门修理。
表2列出了一般性故障和排除措施，仅供您在维修时参考。
仪器常见故障排查表 表 1
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9、仪器的开箱检查
仪器到货后，先开箱验货，检查仪器在运输途中有否损坏，确定仪器的完好程度。试机前，请注意阅读本手册并关注“调试”章节的 7.11内容。 9.1、仪器主机 1台，核对产品型号、规格是否与订货一致。
9.2、资料袋 1份，检查资料的完整性：1、产品使用操作手册 1 本（中文）；2、产品合格证 1 份；3、产品装箱清单 1 份；4、产品保修单 1 份；5、用户意见反馈表 1份。 9.3、配件袋1份，按装箱清单逐项核对仪器的零配件 。
9.4仪器接通电源试运行，填写用户意见反馈表，及时寄返本公司，建立用户档案。 10、分析仪的运输和存放
10.1、经包装的分析仪可以适用铁路、公路、水路、航空等带蓬的运输工具； 10.2、运输时，按“精密仪器、轻拿轻放”的原则，并严格按包装箱上的规定操作； 10.3、分析仪运输或存放时，严禁将仪器倒置、侧置，不能互相摞放； 10.4、分析仪运输或存放时的温度为 -20℃—+50℃，相对湿度小于85%; 10.5、分析仪应存放在货架上，室内温度为+5℃—+35℃，相对湿度小于80%； 10.6、分析仪存放运输应少尘、无烟、水汽和无腐蚀性的气氛或采取了相应的措施。 11、分析仪出厂时参数的设定
11.1、电炉温度的设定：750℃+△t℃，一般在750℃—780℃范围内，温控精度±3℃ 11.2、超温报警点的设定：软件程序设定为800℃±10℃，硬件设定为900℃±10℃； 11.3、待测气氧含量上限超限报警点的设定：每档输出量程的 105%；
11.4、输出档位设定在第Ⅱ档（0.1ppm--1000ppm)，“输出指示”数码管显示“2”； 11.5、标准信号输出：4—20mA DC，带负载能力750Ω；
11.6、超温报警声：“嘀— ”长声，氧量超限报警声：“嘀嘀嘀„”短声。
本仪器的出厂编号：№ ； 炉温设定： ℃；电势： mV； 锆管编号：№ ；内阻： r = Ω，本底电势： Eo= mV。 南京能斯特仪器有限公司 公司董事长 携全体员工
竭诚为您服务,欢迎来电、来函垂询,欢迎光临!
销售服务部 电话： 025--58853705 58874456 传真：025--58875249 公司休息日: 周六、周日, 休息日值班电话：025—86329963 [1**********] 公司地址: 南京市浦口区浦东路 6 号6F ；邮编: 210031；http:/www.nst.cn
电偶分度号为 K K
型电偶热电势表（mV） 冷端温度为0℃ 表 2
氧化锆氧电势（mV）—P（大气压）表 表3
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续上表
本仪器产品的“计量器具制造许可证”号码为： (苏) 制 01000259 号。
1、 简介
本“操作手册”介绍的内容可帮助有关人士熟悉南京能斯特仪器公司生产的ZO--2000型氧化锆氧分析仪的安装、使用、操作、调校和一般性维护、检修。
ZO--2000型 氧化锆氧分析仪 是一种以微电脑为数据处理控制核心、以氧化锆固体电解质氧传感器为检测元件的小型智能化仪器。主要用于测定“氮－氧、氩－氧”及其他惰性混合气体中的氧气体积比的单组份气体成分的定量分析。
本分析仪设计为在线连续工作方式，LED数字显示。仪器可按现场工艺要求，可任意设定待测气体氧含量的上、下限控制点。氧量超限时，发出声光报警信号及提供报警信号输出接点。本仪器在总结以往现场使用经验的基础上，设计有密封式电炉和独特的二次超温保护功能，延长了电炉的使用寿命，提高了仪器的安全可靠性。仪器设有4—20mA标准信号输出、RS-232通讯口以及氧含量上限超限报警信号输出，为仪器的现场闭环使用提供了条件。
该仪器自身可以配用气样过滤装置，使待测气样能得到净化处理，延长了传感器的使用寿命。仪器可以根据用户现场的要求，内部加装抽气泵，因此可以直接使用在测量对象为负压的场合，不必另外考虑安装抽气装置。该仪器设计精巧、紧凑是同类分析仪器中体积最小的产品，具有重量轻、制作精良、适应性强，外形美观大方，使用、操作简便等优点 ，尤其适用于石油化工、玻璃建材、磁性材料、冶金机械、化肥化纤、空分气体制造、电子、制药等行业的工艺性气体，保护性气体和需要在线定量检测惰性气体中氧含量的场合使用，也可以用于实验室测定和科学实验等场合，是气体成份分析检定、试验，相关产品的工艺、质量控制、检测的理想设备。
ZO-2000型氧化锆氧分析仪分为台式和嵌装式（盘式）两种外形，便于用户根据现场安装情况选用。上述两种机型除仪器的外形和安装方式不同外，其技术性能指标、操作、使用、维修、调校方法均相同。该气体分析仪设计用于室内运行。（见图 1）
2、仪器的工作条件
2.1、环境温度： -5---40℃；
2.2、大气压力： 86.0---106.0KPa；
2.3、大气相对湿度：
2.4、电源电压 ： 180---240V AC： 电源频率： 47.5---52.5Hz；
2.5、分析仪气源进口处样气压力：
2.6、样气中机械性夹杂含量：
2.7、样气中有毒性气体夹杂含量（SO2 ，H2 S等能腐蚀毒化电极的物质）：
2.8、样气中可燃性气体夹杂含量（H 2 ，CO，CH 4 等与氧气有反应的物质）
2.9、分析仪在现场安装时，与感性大功率负载和强磁场之间的距离应大于3--5米；
2.10、分析仪相对于水平面，在任一方向上所能允许的倾角
2.11、分析仪不应安装在⑴有机械震动⑵粉尘较大⑶有腐蚀性气体的场合；
图1仪器外形图 上图：台式，下图：嵌装式（盘式）
3、仪器的技术数据
3.1、 测量范围：1³10 -7—100% O2 (0.1PPm—100% O2) ，LED 数字显示，输出信号分Ⅵ档（订货时可根据用户要求设定档位量程）量程范围见“3.5”段节；
3.2、基本误差： 量程 ≤1³10 -4 (≤100PPm)：±5%，量程 >1³10 -4(>100PPm)：±2% ；
3.3、重复性：量程≤ 1³10 -4 (≤100PPm)：±2.5³10-6，量程 >1³10-4 (>100PPm)：±1 % ；
3.4、零点漂移：≯基本误差；
3.5、①标准信号输出：4—20mA， 量程分Ⅵ档（最大允许负载：750Ω），对应量程范围：
第Ⅰ档：0.1PPm--10PPm， 第Ⅱ档：0.1—100PPm， 第Ⅲ档：0.1—1000PPm， 第Ⅳ档：0.1%--1%， 第Ⅴ档：0.1%--10%， 第Ⅵ档：0. 1%—100%；
②RS-232通讯口，输出数字信号（不分档）。
3.6、气样流量的影响： L= 200ml/min±10ml/min ： 量程
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量程 >1³10-4±2%；
3.7、分析仪的读数稳定时间：在检定条件下，气源线长度一定时（≤0.5m ），
分析仪读数60秒内稳定在测值的90%以上；
3.8、分析仪超限报警的上下限设定：上下限的设置区间可在每档量程的范围内任意设定，也可以只设上限或下限，氧量超限时，显示的氧含量数字闪烁，同时有声光报警信号，但不影响测量值的准确。超限时，仪器分别提供报警输出信号接点。当待侧气体氧含量恢复至限内时，报警终止，输出信号接点复位。输出信号接点容量200V/ 1A DC 。
3.9、仪器温控精度：(T℃+Δt℃)±3℃，（T—浓差电池理论设计温度：750℃，
Δt—氧化锆固体电解质传感器的温度误差修正值）；
3.10、内附抽气泵抽力：
3.11、分析仪的预热时间： ～40分钟；
3.12、分析仪的功率消耗：
3.13、分析仪的重量： ～ 6 kg；
3.14、分析仪的外形和安装开孔尺寸：
ZO--2000型（台式）外形尺寸： 280（宽）³120（高）³300（深）mm；
ZO--2000型 [嵌装式（盘式）]外形尺寸： 290（宽）³130（高）³300（深）mm； ZO--2000型 [嵌装式（盘式）]屏上开孔尺寸：280+1（宽）³120+1（高） mm；
4、分析仪的设计和工作原理
氧化锆氧分析仪又称为浓差电池测氧仪，是以氧化锆固体电解质为氧传感器组成的氧浓差电池，它可以精确地分析惰性气体中的氧气含量。由于是以空气为参比气，通过直接测量浓差电池中的参比空气Pc O2与被测气体Px O2的氧浓差电势，换算为氧含量直接显示。众知空气中的氧浓度是稳定的，即使是连续使用，参比气样的O 2 也不会变动所以能极准确、稳定地进行测量。
氧化锆固体电解质必须在高温（≥600℃）下才能工作，这时其内部的氧离子空穴就具有了传导氧离子的功能。高浓端的氧分子在铂电极的催化作用下，获取铂电极上的自由电子后，以离子的形式通过氧离子空穴，在低浓端的铂电极上释放出多余电子，还原成氧分子，因此在两电极上产生了与氧浓度相对应的氧浓差电势。实际中，我们将氧化锆固体电解质做成试管状，即氧化锆管，在锆管底部的内外表面上，用铂金镀复上多孔电极，就制成了氧浓差电池的氧传感器。将此传感器装入恒定高温的电炉内，外电极以空气为参比气体Pc，内电极通入待测气体Px，即组成了氧化锆氧浓差电池（见图 2 ），所构成的氧
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浓差电池可表示为：
Pc O 2 ‖ZrO2²Y2 O3 ‖ Px O 2 ，
+ ↓-----------------------E（mV）-------------------↓--
式中：Pt„铂电极； Pc„参比气氧浓度；ZrO2²Y2O3 „氧化锆固体电解质；
Px„待测气体氧浓度； E„氧浓差电动势（mV）；
在高温和理想气体下，如果两电极处的气体含氧浓度不同的话，氧离子由高浓向低浓方移动，从而在两电极间产生浓差电动势。其浓差电动势的大小可由能斯特（Nernst）公式给出：
R ² T Pc
Em (mV) = ————— l n ——— „„„„„„„„„„„„„„„①
n F Px
式中：Em„„氧浓差电势（mV）； R„„气体常数； T„„电池定值温度（绝对温度K）； n „„常数= 4；F„„法拉第常数；Px„„待测气氧浓度；Pc „„参比气氧浓度； 将以上各个具体常数带入①式得：
Em（mV）=0.04960 T l g Pc / Px „„„„„„„„„„„„„„„„②
因为分析仪使用空气作为参比气体Pc，如将空气氧浓度值（20. 9% O2）带入② 式得： Em（mV）= 0.04960 T（--0.6789 — l g Px ） = --0.03360 T— 0.04960 l g Px „„③
南京能斯特仪器有限公司 ZO--2000型氧化锆氧分析仪 ** 操作手册 ** - 5 - 可见，如将温度T 固定，即可得
到与待测气体 Px 氧含量相对应的
氧电势 Em的毫伏电势。对此电势进
行电路处理后，显示即时氧含量和输
出标准信号，完成测量过程。
用上述原理设计的ZO--2000型
氧化锆氧分析仪主要由变送器、过滤
装置、抽气泵、测控电路、保护电路
等五大部分组成，他们组装在铝合金
构成的金属机箱内成为一体。（见图 3）变送器
锆氧传感器、加热器、
温度传感器、流量测控及气路管道等部件组成，其主要任务是将待测气体的氧浓度在由传感器、加热炉构成的氧浓差电池中，转变为电信号，供测控电路处理后显示和输出。
仪器的测控电路是以微处理器为核心的小型控制系统，对变送器中氧传感器产生的氧浓差电势信号进行数据分析处理后，供仪器显示氧含量和输出标准信号；系统同时还对变送器中的热电偶信号进行处理，控制加热炉的温度，使之恒定在设定的温度± 3 ℃之内，为氧浓差电池传感器提供恒定的工作温度，以确保氧传感器的正常工作。为了彻底改变以往电炉易烧毁的情况，仪器设置了双重超温保护的功能，使加热炉的安全得到充分的保护，延长了加热炉的使用寿命，减少了维护工作量。系统电路采取了温度、氧电势信号各自独立的通道，提高了仪器工作的可靠性和稳定性。该电路设计有抗干扰、温度补偿等电路，同时考虑了仪器故障自诊断、故障显示、超温报警和超温自动切断加热炉电源，氧含量超限自动报警复位等功能，确保了仪器的安全和正常使用。（见图4）
另外，仪器后部设计有过滤装置，
可以方便的接入过滤器，用于对样气的
预处理。该过滤装置能较好地清除样气
中的微小粉尘颗粒和吸附微量有毒成
份，可以延长电极的使用寿命。该装置
经使用一段时间后可以方便的更换，并
可根据现场情况装填其他净化材料，按
需要对样气进行预处理，
以减少测量的图3 仪器内部结构示意图 以氧化
图4 电路系统框图
- 6 - 南京能斯特仪器有限公司 ZO--2000型氧化锆氧分析仪 ** 操作手册 ** 干扰误差。如果现场样气的气源较纯净时，也可以不用过滤装置。
因为该仪器的内部设计有抽气泵，对小于300 mmH2O水柱的负微压测量对象，特别是窑炉的气氛测量提供了方便，因此可以不使用外接抽气泵而直接测量。
5、分析仪的安装与使用
5. 1、分析仪安全注意事项
5.1.1、禁止操作未接地的分析仪！仪器本体应可靠接地，接地电阻应≤0. 1Ω；
5.1.2、禁止用额定电流大的保险丝代替原来的保险丝！电源线截面积应≥1. 5mm 2；
5.1.3、禁止在通电状态下安装、拆解分析仪，维修电插头或更换零部件！
5.1.4、禁止将分析仪安装在露天、雾气和有爆炸、腐蚀性气氛的场合！
5.1.5、禁止将未减压的高压气样直接通入分析仪！气源压力应
5.1.6、在压力不符合要求的情况下，禁止在仪器的“流量调节阀”打开的情况下通入气样！应在仪器“流量调节阀”关闭的情况下，调好压力，开启气源的调节阀通入气样，然后再缓缓开启“流量调节阀”，注意观察流量计，待浮子升到额定流量时停止；
5.1.7、禁止用含有油气、油污的管线作为仪器的气源管线！气源管线的内壁一定要用四氯化碳或稀盐酸清洗烘干后使用，否则会造成仪器不能正常工作而损坏；
5.1.8、分析仪电路板和相关器件接有市电，对仪器不熟悉的人员不宜维修，至少不能在通电的情况下进行维修。加热炉外壳在恒温后温度较高，不宜用手触及，以免烫伤！
5.2、分析仪的安装
5.2.1、台式分析仪应置于稳固的台子上，仪器后部离墙应留有20--30 厘米的距离。嵌装式（盘式）分析仪应安装在仪表控制屏上。安装时，先拆下仪器两侧的固定架，然后在仪表屏的前面，轻轻将仪器后部推入仪表屏的安装孔，使仪器前面框的后侧紧贴在仪表屏上，装上两侧的固定架并上紧固定螺丝。同时在仪表屏内仪器后部的下侧，加装设备樑以承担仪器后部的重量。嵌装式（盘式）分析仪如置于台子上使用，一定要将仪器水平架空2--3 厘米，以保持仪器底部的通风良好。嵌装式分析仪在仪表控制屏上的安装和开孔，仪器后面板布置接线（见图 5）：
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图5 仪表控制屏的开孔及仪器后面板示意图
5.2.2、气源管线使用Φ
3mm³0. 5mm不锈钢管或紫铜管，管线的内表面应光滑、无油污、无锈迹、无脏物。仪器配有
Φ6mm管线用的过渡接头可以方便的连接。仪器进出气口的 螺纹 M8³1，Φ6mm管线的过渡接头的螺纹 M
10³1。进气管线和进气口的密封垫圈是聚四氟乙
烯材质，仪器出厂配有备件供选用。（见图 6）
5.2.3、进气管线连接时要注意密封， 螺纹连接
时要压紧，如果有漏气，哪怕是很微量也会引起
测量值偏高和反应迟钝。装好后可用肥皂水试漏。
5.2.4、仪器的安装选位应靠近气源输出点，管线
不应打圈或折弯，要尽量短，管线长会增加测量
滞后时间。气源输出点上应安装调节阀，以便仪
器能从管线上脱开。 图6过渡接头和软管头安装图
5.2.5、分析仪在负压下使用时，需起动仪器内的抽气泵。仪器内的抽气泵是根据用户的需要加装的，请用户在订货时提出。请注意，使用仪器内的抽气泵时，必须在仪器的进样管路中加装过滤器，否则容易使气路因粉尘而堵塞。
如果仪器内没有加装抽气泵，可以外接抽气泵。气泵可以接在气样进口，也可以接在仪器出气口上（见图7）， 气泵接在进气口时要注意气泵回路的密封性能。配用气泵时，可使用内径Φ7--Φ8mm，壁厚为 0. 8--1. 0mm 的医用或用于食品生产的专用塑胶软管，但不宜过长。用户有此需要的，本公司可以代为配套提供。
5.2.6、仪器的外壳应有良好的安全保护接地，接地电阻应
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5.2.7、测定微量气体时,应在气源进样前加装稳流稳压装置（见图 8），保证样气的压力流量的准确。
5.2.8、测量后的气样可通过管线引出室外排空，但管线长度以2—3米为宜。
5.3、分析仪的使用和操作
5.3.1、仪器安装完毕，要检查电源线路、气路管线，确认安装无误后方可通电试机。
5.3.2、 开启电源，电源指示灯亮，仪器显示窗 （见图9） 数码管亮，显示加热炉的当前温度并开始升温，功能显示窗“温度 ℃”字亮，表示仪器正在运行加热程序。
5.3.3、15--20分钟后，大窗由显示温度值跳转显示氧量值 20. 9%左右（锆管内为空气时），功能显示窗“常量 O2”字亮，大窗数码管右侧
的“常量%”指示灯亮，表示仪器升温程序即将结束，很快要转入测试状态。约40分钟后，仪器完成预热程序。
图9仪器的显示窗图
5.3.4、仪器完成预热程序后，可看一下电炉当前温度和锆管本底
电势是 否正常。按压面板上的“温度”键（见图 10），此时功能
显示窗的“ 温度 ℃”字亮，大显示窗显示当前加热炉的温度值，
5秒后自动转换到氧量显示。按压面板上的“氧势”键，功能显
示窗的 “氧势 mV ”字亮，大窗数码管显示锆管本底电势Eo
值，当 Pc=Px 时（待测气与参比气的氧浓度相等），Eo值应
mV以下 ，该显示 5 秒后自动转换到氧量显示。
图11 流量计 图10仪器面板按键示意图
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5.3.5、 通气前，将“流量调节阀”关闭，打开气源的调节阀，将气源压力调到50KPa左右，再缓缓开启“流量调节阀”，此时注意观察流量计浮子，待流量计的浮子升到200ml/min刻度且无波动时停止。此时，大显示窗显示当前气样中的氧含量值，如果通入的气样>0.1%O2，功能窗的“常量O2”字亮，右侧的“常量%”指示灯亮，表示显示的数值为百分常量氧；如果气样
5.3.6、分析仪设计有氧量超限报警功能，待测气体的氧含量的上、下限值可以任意预设。按现场的工艺要求，可以设置待测气体的上下限报警点。当氧量超限时，氧量显示数字闪烁，机内蜂鸣器报警；“量程超限报警”灯亮，发出声光报警信号。此时机内继电器动作，后面板端子输出报警接点信号。当氧量恢复到设定的报警限内时，数码管显示恢复正常，报警信号自动停止，报警信号接点释放。报警期间，不影响测量值的准确性，蜂鸣器会发出叫声，因此，仪器面板上设有报警声讯控制开关，可以根据需要关闭和开启报警声响。
5.3.7、分析仪设计有加热炉超温报警功能，在超温报警的同时，快速切断加热炉电源，以确保加热炉的安全。超温保护设置了两个保护点，即800℃和900℃，进行双重保护，因此在使用中可避免烧毁加热炉之忧，使加热炉的寿命提高了2-3倍。超温报警时，除快速切断加热炉电源外，机内蜂鸣器报警，面板上的“超温报警”灯亮，给出声光报警信号。一旦出现超温报警，应立即关断电源，查明故障原因。本分析仪设计为在线连续使用，经常性的开关对分析仪无益。
5.3.8、输出档位设定或调整时，可按压面板上“预置键”3--5秒，此时小窗显示的1-3 数字表示仪器输出的相应档位，可根据测量范围自行设定。
5.3.9、由于分析仪的传感器（氧化锆管）是陶瓷制品且价格昂贵，故不论在日常使用、运输或检修时都要注意。仪器不能有剧烈的振动和冲击、跌落，否则会造成传感器的损坏而带来损失和修理的麻烦。
5.3.10、分析仪设有程序故障自诊断功能，故障自诊断情况通过数码管显示有关信息，为调试和程序运行提供帮助，表示如下：H H H„炉温高 ；L L L„炉温低；当加热炉失控仪器升温过快时，会显示故障符号HHH；因温控系统出现故障，仪器无法加热时，会显示LLL。当出现故障符号时，应立即关断仪器电源，检查故障情况。
6、分析仪的日常维护
6.1、分析仪每使用1500—2000小时后，需要检查一下分析仪的准确度。检查时，需要用
- 10 - 南京能斯特仪器有限公司 ZO--2000型氧化锆氧分析仪 ** 操作手册 ** 标准气进行校对。校对时，通入气体精度为 1% 的、以N2 为底气的O2 标气。用一个标气校对时，标气的氧含量最好为该档量程的 30%—50%，也可以用接近日常测量气体值的氧标气校对。如用多瓶标气校对仪器将会提高仪器校对的准确性。
6.2、按正常使用时的操作程序通入氧标气，待分析仪显示读数稳定后再读数，看该读数与标气的氧量值之间的差值，如大于仪器的规定误差时，则需进行校准。例：仪器第一档的量程为100 ppm，该档的误差指标为±5 %，校准用的氧标气精度为 1%、氧含量为30ppm，仪器的读数范围应在 25—35ppm内为合格。如仪器量程为 1000ppm，该档量程的误差指标为 ±2%，标气氧含量为 300ppm时，仪器的读数范围应在280—320ppm内为合格。如超差则需进行调整。
6.3、检查锆管电极的内阻：仪器升温稳定后，通入空气5分钟停气，在加热炉有气路管道的一端找到锆管电极引线的端子，拆下电极引线一端，用电阻计测量锆管电极的热内阻，如电阻大于100Ω，说明锆管已老化，需要更换锆管（详见维修章节）。
6.4、气路气密性的检查。在仪器进气口通入压力
7、分析仪的调试
分析仪出厂时调试开关置于“工作状态ON”位置。仪器的调试工作是由机内的调试开关与面板上的按键的配合来完成。调试开关有三个，安装在机内前面板后的机架上（见图 11），即K1、K2和K3（0--10mA输出时有K3），将其扳向ON为工作状态，扳向OFF为调试状态。
在仪器的日常使用维护中遇到更换锆管、电炉、电偶和电路维修以及仪器校准时，均要进行仪器的调试。调试仪器必须具备相应的专业知识和经验，不可随便进行。调试时，可打开仪器上盖，按本节调试项目内容和操作步骤进行调试。完成后，将调试开关恢复到“工作状态ON”位置，否则仪器不能正常工作。调试中如显示出"H H H"或 "L L L"时，请将K1扳向ON再扳向OFF后继续进行。在每个参数调试完毕确认时，必须将 K1扳向．．．．．．．．．．．．．．．．．．ON一次进行确认，否则新数据不能存入。 ．．．．．．．．．．．．．．．．
7.1、调试开关、面板按键和显示窗的显示内容
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图12调试开关位置示意图
7.1.1、调试开关：K1--主调试开关：设定或调整加热炉温度、锆管本底电势、电路参数 的调试均需将此开关扳向OFF位置；K2--辅助调试开关：电路参数调试时，需将此开关扳向OFF位置；K3--输出电流开关：0--10mA或4--20mA输出，4--20mA输出时不设此开关。 7.1.2、面板按键：a、氧势键--仪器运行时按此键可以观察氧电势的mV数，功能窗内“氧势”灯亮；b、温度键--仪器运行时按此键可以观察加热炉温度，功能窗内“温度” 亮；c、↑↓键--调试中配合相应功能进行参数的修改；d、预置键--①按此键可改变仪器输出的量程档位，输出指示窗内（小窗）显示 1-3 数字循环，代表输出的三个量程档位（输出为六档时显示1--6数字循环），按1次换1档；②同时按下氧势、温度键，进入超限报警点设置，此时小窗显示 6 ，按预置键可使小窗显示 7 ，进入下限报警点的设置；③当调试开关K1、K2扳向OFF时，按此键可使小窗数字在0--7之间循环变化，表示相应的调试功能，配合↑↓键进行通道、电路参数的调试。
7.1.3、显示屏显示功能内容：仪器显示屏分为三个显示窗：①功能窗，显示氧势、温度、氧量的常量、微量等文字和 %、ppm 符号；②数字显示窗，显示氧量、温度的具体数值，是仪器的主显示窗，简称为“大窗”；③调试功能及输出档位调整指示窗简称“小窗”，其显示的数字含义：0----氧信号通道电路零点；1----氧信号通道电路量程；2----温度通道零点；3----温度通道量程；4----输出通道零点；5----输出通道量程； 6----设置上限报警点； 7----设置下限报警点。
7.2、仪器的调试和校准：调试工作可分为整机参数调试、电路通道零点量程调试、标气校准调试和超限报警设置等四部分，以下逐一介绍：
A、整机参数调试
7.2.1、设定或调整炉温---原因：维修、更换传感器零、部件，锆管老化，标气校准。操作步骤：①将调试开关K1→OFF，功能窗温度灯亮，大窗显示当前炉温；②按面板上的↑↓键，升温↑，降温↓，调整范围不应超过720℃--780℃；③观察大窗数字，到达调整值稳
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定后将K1→ON；
7.2.2、调整本底电势（空气指示值）--原因：在测量15%--25%范围时，仪器本底电势的存在会影响测量的准确性，因此要借助空气值校准此区间。操作步骤：①仪器进气口通入空气，使大窗显示空气氧量；②将调试开关K1→OFF，按面板上“氧势”键，功能窗氧势灯亮，大窗显示当前空气氧量，用↑↓键将其值调整到20.6--21.2之间；③调整值稳定后将K1→ON；
7.2.3、设定或调整输出档位： 按“预置键”3-5秒，小窗数字在1--3（1--6）循环，选定需要的档位即可。如果不用输出信号记录工况或控制其它执行器时可以不调档位。
B、电路通道零点、量程的调试
① 进入电路通道调试：将调试开关K1、K2→OFF，②退出电路通道调试：K1、K2→ON；③更换调试项目：按预置键。注意！电路通道在调试时，会出现电炉停止加热，炉温下降或有报警声，此时不必理会，退出调试后将自动恢复。
7.2.4、调氧信号通道零点：①进入后按“预置键”，使小窗显示“0”；②在电炉有管路一端的接线端子上找到锆管电极引线并拆下；③按极性（红正黑负）接入UJ33电位差计，送入0.00mV电势；④用↑↓键将大窗显示值调整到0.00mV；⑤转入调量程；
7.2.5、调氧信号通道量程：①按“预置键”，使小窗显示“1”；②按上述步骤接入UJ33电位差计，送入95.5mV电势；③用↑↓键将大窗显示值调整到95. 5mV；④注意，零点、量程要反复调整，直至显示与输入电势完全吻合为止；
7.2.6、调温度信号通道零点：①按“预置键”，使小窗显示“2”；②取出仪器后部的3A保险丝，短路热电偶，此时仪器停止加热，大窗显示未调前的室温；③用↑↓键将大窗显示值调整到当前的室温；
7.2.7、调温度信号通道量程：①按“预置键”，使小窗显示“3”；②取出仪器后部的3A保险丝，将热电偶引线从端子上拆下，此时仪器停止加热；③按极性（红正黑负）接入UJ33电位差计，送入30.8mV电势；④用↑↓键将大窗显示值调整到 740℃+当前室温值；⑤零点、量程要反复调整，准确后电路复原；
7.2.8、调输出电路通道零点：①按“预置键”，使小窗显示“4”，此时大窗显示“C04”（0--10mA输出时显示“C00”）；②在仪器后部端子上按极性接入直流mA表头；③用↑↓键将输出电流调到4mA（0mA）；
7.2.9、调输出电路通道量程：①按“预置键”，使小窗显示“5”，大窗显示“C 20”（0--10mA输出时显示“C10”）；②在仪器后部端子上按极性接入直流mA表头；③用↑↓键将输出电流调到20mA（10mA）；④反复调整一次；
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C、标气校准调试
在仪器通道调试、校准完毕后，电路运行正常时进行，目的是校准测量的基本误差 7.2.10、通气校准①准备好以N2为底气的氧标气（最好选用平时测量值附近的值配标气），在
D、超限报警设置
有两种设置进入方法，本文只介绍其中一种。
7.2.11、设置上限报警点： ①确定好需设上限报警点所在的量程范围，按 7.2.3 设好档位；②同时按下“氧势”“温度”键，小窗显示“6”，大窗显示“100”；③用↓键将大窗数字调到需要的报警点数字上，设置完成后按任意键即确认和返回；④举例：▲按工艺要求确定好具体报警数值，▲按7.2.3节选好档位量程。如上限设在80ppm处，可定在第一档，按7.2.3节操作定好档位量程。此点为该档量程的80%，进入上限设置程序后，调↓键将大窗数字调到80即可。⑤进入设置程序后6秒钟内如没有下一步操作，仪器将自动返回氧量显示；⑥超限时大窗数字闪烁，声光报警，输出接点信号闭合。当氧量恢复到限内时，报警停止，输出信号接点释放。报警期间不影响测量数据；
7.2.12、设置下限报警点：①按上述方法选定档位，②同时按下“氧势”“温度”键，小窗显示“6”；③按“预置键”使小窗显示“7”，大窗显示“000”，此时即进入下限设置程序；③用↑键将大窗数字调到下限报警点数值；④设置完成后按任意键即确认；注意：①上、下限数值设颠倒时无效，②取消设置时将大窗数字调回“000”或“100”
7.2.13、上、下限一旦设定后，仪器运行过程中，由于仪器升温或现场工况等因素的影响，会出现氧量不在设定区间范围的情况而报警，因此，仪器在前面板左侧设置了报警声响的控制开关，报警时，按一下按钮开关将其上方的指示灯关闭即无声响。 7.2.14、新仪器在出厂时均已校准，验货时不必重新调校，以免调乱。
8、分析仪的一般性修理
由于2000型氧化锆氧分析仪为最新设计，具有电路简单、设计规范合理，因此,仪器可靠性较高，维护量小。本仪器在日常使用中分为维护性修理和故障性修理。对于难以在现场
维修和校准的故障，建议返厂修理，这样有利于仪器的快捷修理和保证性能指标
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8.1、维护性修理 8.1.1、更换氧化锆管。
氧化锆氧传感器经过一段时间的使用后（一般一年左右），由于电极长期在高温下的蒸发和有毒气体的侵蚀，使锆管电极性能变坏，出现锆管内阻、本底电势变大，造成测量滞后，反应迟钝，误差加大。当锆管的热内阻大于 80 —100Ω，同时出现前述现象时，就需要更换锆管。更换时，应选用本公司同型号产品的锆管，尺寸为Φ9³80mm，新锆管的热内阻 r ≤30Ω（750℃时），本底电势Eo≤-0.5mV（Pc=Px）。把旧的锆管拆下后，在夹具上原样装入新锆管，对角上紧四个螺丝，进行试漏 后，才能装入电炉。装入时，不能碰到对面的热电偶，接好电极引线和气路管线，即告完成，氧电势和炉温经校准后即可使用。现场最简单的校准办法是用接近测量气体 值的标准气进行校准。注意：锆管电极要装在电炉的中心恒温区内，不能偏向一边，锆管底部的铂电极不能碰到热电偶，其之间应留有1--2mm的间隙！ 8.1.2、更换电炉炉芯。
电炉丝在高温下损耗，炉丝烧断后，需要更换炉芯时，可以拆下锆管夹具、热电偶、拆除端子上的引线，松开固定电炉的四个螺丝，取下电炉炉体。旋下电炉上装电偶一端的固定端盖的四个螺丝，取下端盖，取出炉内的保温材料和炉芯。选用本公司同型产品的炉芯（阻值 70Ω±5 Ω），逆拆开时的程序，装入炉芯，塞入保温材料，装好固定端盖，接好引线即可。要注意电炉芯引线在保温层中和穿过端盖时的绝缘，不能造成短路和漏电，加热丝对炉体的绝缘电阻应大于40MΩ为合格。装配时要注意：1、引线在拆时做好标记，不能接错；2、保温材料在回装时四周要塞紧、塞均匀，不够时要补充。3、接气路时要注意密封。
8.1.3、更换过滤装置。
过滤装置经一段时间使用后（连续使用三到六个月，具体视现场气源的纯净度和时间而定），会出现净化效果降低、误差增加的情况，此时应当考虑更换过滤器。更换时，旋开过滤器两端的气路管道压帽，取下过滤器，换上同型号的过滤器，按原样恢复即可。如果手边一时无新过滤器的话，可以将旧过滤器的压盖拆开，在两端填入 1cm厚的脱脂棉，中间灌入颗粒状活性炭，压实后上紧压盖（不能漏气）即可代用。如不需要过滤器的话，可以将过滤器取下，用管路短接即可，接气路时要注意密封。
图13传感器组件图
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8.1.4、其他零件、器件如流量计、阀、继电器、轴流风机等，在使用中如有损坏，本公司均负责提供零配件，还可以按用户的要求配制供应各种校准用的标准气体，并能够以最快的速度交到您的手中，希望您能及时与本公司联系。
8.2 故障性修理。（没有经过专业培训或没有修理经验的不要从事该项修理工作） 使用中的仪器如出现故障，应及时修理。要根据故障的现象判断故障发生的原因及可能性，排除故障时，首先要注意安全，要仔细分析判断故障范围，运用电表测测量替代、分级分块等方法，查出故障，予以修理排除。仪器经修理后，一定要进行调试和校准，否则不能保证仪器的准确性。当出现大的故障或现场不宜排除时，或者您的调试、校准手段有限时，建议您及时与公司联系，将仪器及时寄回公司或派员上门修理。
表2列出了一般性故障和排除措施，仅供您在维修时参考。
仪器常见故障排查表 表 1
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9、仪器的开箱检查
仪器到货后，先开箱验货，检查仪器在运输途中有否损坏，确定仪器的完好程度。试机前，请注意阅读本手册并关注“调试”章节的 7.11内容。 9.1、仪器主机 1台，核对产品型号、规格是否与订货一致。
9.2、资料袋 1份，检查资料的完整性：1、产品使用操作手册 1 本（中文）；2、产品合格证 1 份；3、产品装箱清单 1 份；4、产品保修单 1 份；5、用户意见反馈表 1份。 9.3、配件袋1份，按装箱清单逐项核对仪器的零配件 。
9.4仪器接通电源试运行，填写用户意见反馈表，及时寄返本公司，建立用户档案。 10、分析仪的运输和存放
10.1、经包装的分析仪可以适用铁路、公路、水路、航空等带蓬的运输工具； 10.2、运输时，按“精密仪器、轻拿轻放”的原则，并严格按包装箱上的规定操作； 10.3、分析仪运输或存放时，严禁将仪器倒置、侧置，不能互相摞放； 10.4、分析仪运输或存放时的温度为 -20℃—+50℃，相对湿度小于85%; 10.5、分析仪应存放在货架上，室内温度为+5℃—+35℃，相对湿度小于80%； 10.6、分析仪存放运输应少尘、无烟、水汽和无腐蚀性的气氛或采取了相应的措施。 11、分析仪出厂时参数的设定
11.1、电炉温度的设定：750℃+△t℃，一般在750℃—780℃范围内，温控精度±3℃ 11.2、超温报警点的设定：软件程序设定为800℃±10℃，硬件设定为900℃±10℃； 11.3、待测气氧含量上限超限报警点的设定：每档输出量程的 105%；
11.4、输出档位设定在第Ⅱ档（0.1ppm--1000ppm)，“输出指示”数码管显示“2”； 11.5、标准信号输出：4—20mA DC，带负载能力750Ω；
11.6、超温报警声：“嘀— ”长声，氧量超限报警声：“嘀嘀嘀„”短声。
本仪器的出厂编号：№ ； 炉温设定： ℃；电势： mV； 锆管编号：№ ；内阻： r = Ω，本底电势： Eo= mV。 南京能斯特仪器有限公司 公司董事长 携全体员工
竭诚为您服务,欢迎来电、来函垂询,欢迎光临!
销售服务部 电话： 025--58853705 58874456 传真：025--58875249 公司休息日: 周六、周日, 休息日值班电话：025—86329963 [1**********] 公司地址: 南京市浦口区浦东路 6 号6F ；邮编: 210031；http:/www.nst.cn
电偶分度号为 K K
型电偶热电势表（mV） 冷端温度为0℃ 表 2
氧化锆氧电势（mV）—P（大气压）表 表3
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续上表