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Product Category在各类锅炉、工业窑炉及燃烧设备的燃烧控制中，烟气氧浓度的实时监测是优化燃烧效率、降低能耗与排放的关键环节。横河电机（Yokogawa）ZR202G型一体式氧化锆氧分析仪，将检测器与转换器集成为一体，无需采样系统，可直接插入烟道或炉壁，测量最高700℃烟气中的氧浓度。其探头本体与转换器的一体化设计减少了接线与安装工作量，适用于锅炉、工业炉和燃烧装置的燃烧气体氧含量监测及低氧燃烧控制场景。本文围绕ZR202G的技术规格、功能配置及使用要点进行说明。
一、 产品基本规格
| 参数项目 | 规格指标 |
|---|---|
| 测量对象 | 燃烧废气及混合气体（不含可燃气体）中的氧浓度 |
| 测量原理 | 氧化锆浓差电池式 |
| 显示范围 | 0.01～100 vol% O₂ |
| 输出量程 | 0～5 vol% O₂ 至 0～100 vol% O₂ 范围内任意设置（1 vol% O₂单位），支持部分量程设定 |
| 测量气体压力 | -5～+250 kPa（压力超过5 kPa时需进行压力补偿） |
| 样品气体温度 | 0～700℃ |
| 探头插入长度 | 0.4m、0.7m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m（可选） |
| 输出信号 | 4～20mA DC（最大负载电阻550Ω） |
| 数字通信 | HART协议 |
| 接点输出 | 2点（异常、高/低限报警、校准、预热、维护等可选） |
| 防护等级 | 相当于NEMA4X/IP66 |
| 环境温度 | -20～55℃ |
| 电源 | 100～240V AC（85～264V AC可接受），50/60Hz |
二、 测量性能指标
| 参数项目 | 指标 |
|---|---|
| 重复性 | 量程最大值的±0.5% |
| 线性度 | 量程最大值的±1%（0～25 vol% O₂量程） |
| 漂移 | 零点与量程每月误差均为量程最大值的±2% |
| 响应速度 | 90%响应时间≤5秒（校准气从入口导入后） |
| 预热时间 | 约20分钟 |
三、 测量原理
ZR202G采用氧化锆浓差电池原理进行氧浓度测量。氧化锆固体电解质在高温（约700～750℃）状态下呈现氧离子导电性。当氧化锆元件两侧存在氧分压差异时，氧离子从高浓度侧向低浓度侧迁移，在两侧铂电极上产生电势差。该电势差E（mV）与两侧氧分压之间的关系服从能斯特方程，通过测量该电势差即可计算出被测气体中的氧浓度。由于该测量方式直接响应氧分压，无需采样预处理系统，可实现快速、连续的在线测量。
四、 一体式结构与安装特点
ZR202G将检测器与转换器集成为一个整体，取消了检测器与转换器之间的信号电缆连接。该结构的设计特点包括：
降低安装成本：一体化结构减少了布线、管路及安装工作量。
直插式安装：检测器直接插入烟道或炉壁，无需采样系统，消除采样泵、过滤器等耗材的维护需求。
可现场更换的加热器组件：加热器与氧化锆传感器可在现场更换，不降低维护费用。
红外开关操作：通过非接触式红外开关可在不打开机箱盖的情况下完成现场操作，减少暴露于恶劣环境的风险。
五、 校准与自诊断功能
ZR202G支持手动、半自动及自动三种校准方式。自动校准需选配ZR20H自动校准单元，可按设定周期自动完成零点与量程校准。设备具备自诊断功能，可检测氧化锆传感器异常、传感器温度异常、校准异常、A/D转换器故障及数字电路故障等状态。异常发生时，可通过接点输出向外部系统发出报警，同时加热器电源被切断以确保安全。
六、 选型与使用要点
探头插入长度需根据烟道或炉壁厚度选择，标准长度覆盖0.4～3.0m。
样气压力超过5 kPa时，需使用压力补偿功能以消除压力对氧浓度测量值的影响。
样气温度超过700℃时，需使用高温探头适配器（ZO21P-H）。
安装位置应避免烟气中水分凝结或粉尘堆积，必要时应配置吹扫与过滤器附件。
参比气体通常采用仪表空气，亦可通过选配标准气体单元实现更高精度的校准。
七、 典型应用场景
锅炉燃烧控制：监测排烟氧浓度，指导空燃比调节，提高热效率。
工业炉与加热炉：用于钢铁、石油化工、陶瓷等行业的燃烧气体监测与低氧燃烧控制。
废弃物焚烧炉：监测焚烧过程氧浓度，确保充分燃烧与排放合规。
低氧燃烧控制：在需要降低NOx排放的燃烧系统中作为反馈控制环节。
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