(中国原子能科学研究院，北京 102413)

1 概述

1.1 氧化锆氧量分析仪探头及工作原理

氧化锆氧量分析仪探头(以下简称探头)由过滤器、氧化锆陶瓷元件、加热炉、探头外管、信号引线、标气管、元件法兰、K型热电偶、安装法兰、接线盒组成，如图1所示。

图1 探头结构示意图1.过滤器；2.氧化锆陶瓷元件；3.加热炉；4.探头外管；5.信号引线；6.标气管；7.元件法兰；8.K型热电偶；9法兰；10.接线盒

氧化锆陶瓷元件是探头的核心部件，由其产生电势信号；加热炉将氧化锆陶瓷元件加热到设定的工作温度；热电偶为温度传感器，用来测量加热炉的温度；信号引线将氧化锆元件所产生的电势信号输送到氧量变送器。

在高温下，当氧化锆陶瓷元件电极两侧的氧含量不相等时，氧化锆陶瓷元件便构成一个氧浓差电池，并产生相应氧浓差电势，电势大小与氧浓度之间的关系符合(修正后的)能斯特公式：

E=0.0496TlgP0/Px+E0

式中E为电池氧浓差电动势；T为电池的工作温度(一般为700～800℃)，P0为参比侧氧含量(一般采用空气作参比气，氧含量20.95%)，Px待测气体中的氧含量，E0为氧化锆元件本底电势。通过电池的电势输出信号就可以计算出待测气体中的氧含量[1]。

1.2 加热炉故障原因、分析及解决途径

目前氧化锆氧分析仪探头用加热炉多为圆柱体藕芯式陶瓷炉体结构，圆柱体中央分布若干通孔，在其通孔(以下简称芯管)中穿入弹簧合金加热丝。这种加热炉烧损现象严重，是直接导致探头故障率高的重要因素[2]。由此，找出加热炉易损原因及提出解决的方法，对减少探头故障率具有较大的现实意义。……