ジルコニア分析装置の故障診断と治療
1.機器は使用開始後すぐに点検できないのはなぜですか？
回答：冷蔵機の稼働後24時間以内に指示が異常になるため、稼働後1日で標準ガスによる校正を行う必要があります。これは、冷蔵機検出器または新しく設置された検出器に吸着水または可燃性物質が存在するためです。加熱機の後、高温になると、これらの吸着水の蒸発、可燃性物質の燃焼により、参照側バッテリー内の参照空気が消費され、参照空気の酸素含有量が正常値の20.6％よりも低くなります。検出器信号が低くなり、さらには負の信号になり、測定された酸素含有量が高くなり、20.6％を超える現象が発生し、測定値が正確ではありません。測定を正確にするには、検出器内の水分と可燃性が新鮮な空気に置き換わるまで待つ必要があります。したがって、酸化ジルコニウム検出器を校正するには、少なくとも1日以上の加熱機関が必要です。
2. 分析装置を定期的に校正する必要があるのはなぜですか?
A：ジルコニア分析装置の使用過程には、ジルコニウム管の劣化、灰の堆積、SO2およびSO3による電極の腐食など、多くの干渉要因があります。一定期間の使用後、装置の性能は徐々に変化し、測定に誤差が生じるため、定期的に校正する必要があります。校正期間は、装置の使用環境や使用状況によって異なりますが、通常1～3ヶ月です。
校正時には、純N2をゼロガスとして使用することはできません。通常、ゼロガスは全測定範囲の10%にする必要があります。測定ガスは全測定範囲の90%です。BYGの現場では、測定ガスとして乾燥空気を使用しています。ゼロ点ガスは100PPMO2です。これは、ゼロ点が100PPM以下であると考えられているためです。標準ガスの誤差が機器に過大な影響を与え、チェッククリーニングの時間が長すぎて、吹き付け作業が容易ではありません。測定値は直線的な下降曲線を使用しています。実践により、当社の選択は明確かつ効果的であることが証明されています。
3.楽器を頻繁に変えてみませんか？
A：理由は2つあります。1つ目は、ジルコニアチューブはセラミックチューブであるため、ある程度の耐熱衝撃性はあるものの、シャットダウンの過程で急冷、急加熱、等温上昇によりジルコニアチューブが破裂する可能性があるため、不要なシャットダウン操作は控えた方が良いということです。2つ目は、ジルコニウムチューブにコーティングされた白金電極とジルコニウムチューブの熱膨張係数が一致しないため、一定期間使用すると、開閉の過程で脱落する現象が発生しやすくなり、プローブの内部抵抗が増加し、検出器が損傷する可能性があります。ダウンタイムにはご注意ください。
4.検出器の一定温度の決定
A：メニューに入り、検出器の温度と電圧の整合性を確認すると、加熱および温度制御システムが正常かどうかを判断するのに役立ちます。検出器の温度が一定温度よりはるかに高い場合、熱電対が断線しています。コンバータには断線保護回路が備わっているため、熱電対が断線すると、熱電対信号の代わりにミリボルト信号が生成され、検出器の温度が上昇し、検出器の焼損を防ぐために加熱電力が遮断されます。このとき、温度は非常に高くなっていますが、実際には電気炉は加熱されていません。熱電対の両端の抵抗を測定することで（リード線を外す必要があります）、これを確認できます。熱電対の正常な抵抗は20オーム未満である必要があります。
温度が一定値を下回っていることが判明した場合は、加熱が行われていないか、電熱線が断線しているか、温度制御システムが故障して損傷していると考える必要があります。
5.高い測定
要因が考慮される前に、まず検出器の入口の漏れを考慮する必要があります。機器が長期間校正されていないか、適切に校正されていません。
6.低い測定
計測器の校正または校正が必要です。
サンプルガスには可燃性ガスが含まれています。
排出パイプラインの背圧は大きいです。
7.測定値が変動する
検出器が老朽化しており、内部抵抗が大きく、電極の接触が悪い。
サンプルガスには高湿度や水滴が含まれており、検出器内でガス化されます。
8.測定限界ドリフト、信号オーバーリーチ
検出器には、ジルコニウム管の破裂、電極リードの開回路、検出器の老朽化、温度補償抵抗の破裂（酸素含有量 100%）など、損傷したコンポーネントがあります。
9.プローブの老化の原因と症状
通常、プローブの老化はジルコニア検出器の老化であり、主に内部抵抗の増加とバックグラウンド電位の増加として現れます。
（1）内部抵抗の増加
実際のアプリケーションでは、プローブの経年劣化により内部抵抗がさらに増加します。内部抵抗は信号線の両端間の入力抵抗であり、リード線抵抗、電極とジルコニアの界面抵抗、およびジルコニアの体積抵抗の合計であるため、電極の揮発、電極の脱落、およびジルコニア電解質の逆安定性（安定したジルコニアから不安定なジルコニアへ）により内部抵抗が上昇します。検出器の内部抵抗を測定することで、その経年劣化を判定できます。経験上、内部抵抗が使用限界に近づくと、信号のビート現象が発生し、応答が遅くなります。これらの検出器では、バックグラウンド電位が必ずしも大きいわけではありません。
（２）背景電位の上昇
バックグラウンド電位はバッテリーの付加電位です。バックグラウンド電位の上昇を引き起こす要因は2つあります。1つはSO2やSO3の腐食、バッテリーの非対称性要因など、バッテリーに寄生する恒久的な要因です。もう1つは一時的な保管要因です。電極の灰、空気の対流など、これらの要因は条件が改善されれば低下する可能性があります。
バックグラウンド電位の上昇は、検出器の老朽化を反映していることが多いです。E0値が分析装置の許容値を超えると、検出器が損傷している可能性があります。
例えば：
酸化ジルコニウムの場合、E0 は出荷時には -5mV、許容変化範囲は 0～30mV ですが、半年使用後には -13mV になります。18 ヶ月使用後には -29mV になります。これは検出器が老朽化しており、交換する必要があることを示しています。
一部の検出器では、経年劣化によりバックグラウンド電位が上昇する傾向がある一方で、経年劣化は認められるものの異常が見られない検出器もあるため、この点を深刻に受け止める必要があります。一時的な保管要因によってバックグラウンド電位が上昇した場合、使用期間が長くなるにつれてバックグラウンド電位が一旦上昇し、その後低下していく可能性があります。
背景電位の増加により、プローブの老化の数は内部抵抗の増加の数よりも少なくなり、背景の増加のみで、信号はジャンプしません。
10.注意事項
（1）試料ガスの圧力を制御する必要があります。通常、機器の圧力は0.05MPAを超えてはいけません。
（２）二次標準計の出力圧力は0.30MPA以下とする。
（３）機器に入る全ての配管は漏れがないか厳重に点検しなければならず、この作業は機器の通常作業中に６ヶ月に１回実施しなければならない。
（4）機器に入る前に、10μmの物理フィルターを通過する必要があります。ガス抵抗現象が確認された場合は、まずフィルタースクリーン（フィルター）を検査することができます。
（5）分析装置のファンフィルタースクリーンを四半期に1回定期的に清掃します。環境が悪いため、換気が悪く、機器が過熱する現象を防ぐために頻繁に清掃する必要があります。
（６）装置の設置部分は水平かつ振動源から離れた場所に設置する。検出器による試料の不均一な対流によって生じる誤差を防止する。
（７）分析装置の周囲環境は、換気を良くし、密閉空間を避け、酸素量の不均衡による測定誤差を避けることが必要である。
（８）分析計の周囲のガスを検出することは非常に困難であり、検出器の精度に影響を与える。
（9）検出装置は高温で作動するため、被検出ガスにH₂、CO、CH₃が含まれる場合、これらの物質が酸素と反応し、酸素の一部を消費して酸素濃度が低下し、測定誤差が発生します。したがって、可燃性物質を含むガスを測定する場合は、測定誤差を回避するために、この要因を考慮する必要があります。
（１０）腐食性ガスを測定する場合には活性炭を用いて濾過する。
