煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)基于干煙氣的條件對(duì)煙氣中污染物進(jìn)行量化計(jì)算。但工業(yè)排放的煙氣并不是理想的干煙氣，總是含有一定的水分，所以煙氣濕度成為煙氣污染源監(jiān)測(cè)中的一個(gè)必測(cè)因子，其測(cè)量的準(zhǔn)確度直接關(guān)系到污染物排放總量、濃度計(jì)算及煙氣凈化系統(tǒng)效率的評(píng)估。

根據(jù)我國(guó)《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》(GB/T16157-1996)和《固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T397-2007)，排氣中水分含量應(yīng)根據(jù)不同的測(cè)量對(duì)象選用冷凝法、重量法或干濕球法中的一種方法測(cè)定。

冷凝法和重量法需在煙道內(nèi)抽取一定體積的排氣，使之通過冷凝器或裝有干燥劑的吸濕器，間接測(cè)量排氣中的水分含量。

干濕球法則根據(jù)非飽和的氣體中含濕量與干濕球溫差之間存在函數(shù)關(guān)系，通過測(cè)量干球溫度和濕球溫度確定氣體含濕量。

以上三種方法在實(shí)際采樣中都不很理想。重量法、冷凝法雖然測(cè)量精度高，但測(cè)試復(fù)雜，測(cè)試條件要求高，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，適用于測(cè)量度要求較高的執(zhí)法監(jiān)督測(cè)量。干濕球法測(cè)試簡(jiǎn)單，但在煙氣溫度過高(260℃，煙囪出口的煙氣溫度要求60-80℃)、煙氣流速過高或過低、含高濃度的顆粒物、排放酸性氣體的工況，不能用其進(jìn)行測(cè)量。因此，干濕球法通常用于大氣濕度測(cè)量。此外，冷凝法、重量法及干濕球法均為手工測(cè)量，無法滿足煙氣水分動(dòng)態(tài)在線測(cè)量的要求。

由于基于高溫固態(tài)電解質(zhì)氧化鋯基礎(chǔ)上的極限電流型氧傳感器可以實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境下氧氣濃度的測(cè)量，已被大量應(yīng)用在汽車尾氣、鍋爐煙氣等高溫、惡劣環(huán)境中氧含量的測(cè)量。為了提高測(cè)量精度，人們研究了高溫共存氣體中水蒸氣對(duì)該氧傳感器的影響，發(fā)現(xiàn)了濕度大小與傳感器輸出信號(hào)存在一定的關(guān)聯(lián)，為我們提供了一種高溫濕度的測(cè)量方式。

干濕氧法是目前煙氣溫度在線測(cè)量的主要方法，通過極限電流氧傳感器測(cè)定煙道的濕氧含量和在經(jīng)脫水后的干氧含量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)換算方法可得到煙氣濕度，具有操作簡(jiǎn)便、無需溫度穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。獨(dú)特的耐溫設(shè)計(jì)，可在350℃高溫高濕環(huán)境下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期在線氣體的測(cè)量；具有耐高溫，測(cè)量精度高，耐弱酸，抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快及性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于如火電廠、化工廠、鋼鐵廠煙氣的脫硫脫硝前后高溫環(huán)境下水蒸氣含量的測(cè)量分析。



工采網(wǎng)代理的奧地利Sensore極限電流氧化鋯氧傳感器SO-E2-960，其測(cè)量機(jī)理：由于在氧化鋯國(guó)體電解質(zhì)中電流的載體是氧離子，所以向氧化鋯電解槽內(nèi)施加電壓時(shí)， 透過氧化 鋯固體電解質(zhì)，氧氣從負(fù)極被泵到正極。如果給電解槽負(fù)極加上一個(gè)帶孔的蓋子，氧氣流向負(fù)極的速率會(huì)受到限制。受到這個(gè)速率的限制，隨著施加在正負(fù)極的電壓逐漸提高，回路的電流也會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)。這個(gè)飽和電流值被稱為極限電流，它與待測(cè)氣體環(huán)境的含氧含量成正比。該極限電流氧傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

A) 測(cè)量范圍廣，可測(cè)量氧氣濃度范圍： 0.1%~96%；

b) 精度高，使用壽命長(zhǎng)；

c) 多款型號(hào)呈現(xiàn)線性特征；

d) 傳感信號(hào)對(duì)溫度依賴程度低；

e) 不易與其他氣體沖突；

f) 僅需一次單一點(diǎn)校準(zhǔn)。

極限電流型氧化鋯氧傳感器的輸出特征公式性能參數(shù)：

1) 輸出特征公式： Is(O2)=-k*ln(1-[O2]/100)，其中 Is(O2)表示傳感器測(cè)量電流，單位為微安，[O2]表示氧氣濃度百分比， k 表示傳感器特定常量

2) 輸出信號(hào)級(jí)別：微安級(jí)；

3) 精確度：不超過測(cè)量范圍的 1%；

4) 傳感器電壓：0.7～1.6 伏；

5) 加熱電壓：3.6～4.4 伏（1.3～1.8 瓦，取決于應(yīng)用和封裝）；

6) 預(yù)熱時(shí)間：約 2 分鐘；

7) 封裝內(nèi)最高溫度：約 250℃（室溫下測(cè)量）；

8) 最高周邊溫度：350℃