原位式NOx/O2氮氧化物检测仪的设计初衷是用来在线精确测量过程或排放烟气中浓度达到 1000umol/mol（即 ppm）的氮氧化物和浓度达到 21.0%的氧气。
原位式 NOx/O2 氮氧化物检测仪的研发基础是双池厚膜氧化锆检测器（一种超高频常温超导锆化陶瓷检测器） 以及烟气NOx氮氧化物在线监测解决方案； 本检测仪的研究宗旨是首先符合成本效益，通过简单的分析工艺体现很高的性价比，其次是本检测仪易于操作和维护，实现原位式（直插式）对高温烟气中 NOx氮氧化物排放及氧含量浓度的实时在线监测。
原位式NOx/O2氮氧化物检测仪使用了带有多重扩散封装单元的锆化陶瓷检测器。从原 理上来讲，检测器内的探测元件与被测气体中的氮氧化物发生反应同时将被测气体电离化，并从中首先探测出氧气的分子量。进入氧分析元件探测范围的氧浓度得到有效测量控制并且 数据集中处理数字化输出。其他废气进入到探测范围，例如 HC，CO和H2 会被Pt和掺杂铋 制成的锆化陶瓷电路电离氧化， 从而避免附着检测器。之后，带有压强的氧气和氮氧化物的 气体从氧分析元件探测范围进入氮氧分析元件探测范围，气态氧气被一组辅助电离电路去除并被数字化记录输出。同时这一谐振电极的谐振作用使得 NO←→N2+O2 的平衡作用会通 过 NO 中氧气减少而快速测出氮气数量。这其中所测出的氮气与氧气含量之和即代表了废气 中的氮氧化物浓度。其他氮氧化物微量成分将通过其在氮气中分子量比重大小不同而被瞬间 捕捉并测量出来。至于具体氮氧化物输出信号的获得即可通过简单的数学模型设定分子量比重快速得出。
这项检测技术实现了在高温潮湿环境中能够迅速测量氮氧化物和氧气含量， 不需要增加 氮氧化物转换器装置（NO2 转 NO），不需要对高温烟气样本气体进行冷凝降温，直接（原位式/直插式）将检测仪安装在管道或烟囱上，检测仪内置过滤装置和反吹扫装置，可以直接分析和测量 500℃以下的高温烟气， 从而可以减少对于样品气汇集提取的过程， 极大地简化了整个气体分析过程，响应速度快，经济效益显著。
一、检测原理图
双池厚膜氧化锆检测器的核心元件是多孔的ZrO2 氧化锆陶瓷管，它是一种固态电解质， 两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）点极。在加热到一定温度下（600-700℃),由于两侧氧浓度 不同，氧化锆会产生化学反应，电极两侧产生电荷移动，移动的电荷产生电流，根据产生电 流的大小反映出氧浓度不同，将氧浓度反馈至控制器计算出当前 NOX 浓度。
二、双池厚膜氧化锆检测器
（1）样气扩散进入检测器第一测量池：
在第一测量池内，氧气在“氧泵”的作用下产生极限电流并被排出第一测量池，极限 电流则代表了样气中的氧气浓度。与此同时， 第一测量池内二氧化氮产生分解：2NO2 →2NO + O2 ，完成 NO2 →NO 转换。
（2）被测气体继续扩散进入检测器第二测量池：
被测气体经过第二扩散通道进入第二测量池， 在第二测量池内由氧泵移出的第一测量 池的微量余氧使 NO 分解为 N2 和 O2，反应式为 2NO→N2+O2。氧泵继续移出分解产生的 O2， 产生极限电流。反应向右移动，则不断地移出氧气，NO 连续被分解。通过测量极限电流（即 移出的 O2 的浓度）就可确定排气中被测气体中的氮氧化合气体（NOX ）浓度。
原位式烟气分析仪的比较优势
基于双池厚膜氧化锆检测器原理的原位式烟气氮氧化物检测仪，不需要增加氮氧化 物转换单元 (钼笼， NO2 转 NO），可以同时检测 NOx 排放浓度与氧气(O2)浓度；
双池厚膜氧化锆检测器的工作温度大于 700℃, 可以直接检测高温烟气（0-500℃), 无需对烟气降温， 当烟气温度＜300℃时脱硝装置会停止喷氨， 故本原理不会发生 铵盐结晶。
基于双池厚膜氧化锆检测器原理的原位式烟气氮氧化物检测仪，整个检测过程中无 需降温。另外，整个检测器探头结构均为金属或陶瓷制品，没有塑料/橡胶等不耐 高温的部件。
基于双池厚膜氧化锆检测器原理的原位式烟气氮氧化物检测仪，可直接将耐高温的 检测器探头伸入烟囱或管道中实时测量，无采样管路， 响应迅速，检测实时高效。
三、应用领域
高温锅炉等燃烧装置 NOx 的检测；
脱硝系统、脱硫机组 NOx 的检测；
柴油发动机、船舶发动机尾气检测；
钢铁、水泥、电厂等行业中燃烧尾气的检测；
脱硝 SCR 入口与 SCR 出口的 NOx 与 O2 的实时浓度检测，脱硝去除率计算；
精准喷氨场景的多行业应用。
四、检测仪规格参数
| 检测仪型号： NOx/O2 |
| 仪器性能 |
| 检测器 | 双池厚膜氧化锆检测器 |
| 采样/检测方式 | 原位测量式 |
| 测量范围 | NOX 0～500μmol/mol （量程可选）
O2 0～21.00% |
| 精度 | NOX | 0～99μmol/mol
100～1000μmol/mol | ±3μmol/mol
±2.5%FS |
| O2 ±1.5%FS |
| 精度仅适用于通讯输出，模拟信号可能因信号采集出现额外的误差 |
| 重复性 | NOX
O2 | 0～99μmol/mol
100～1000μmol/mol ±1.5%FS | ±2.5μmol/mol
±1.5%FS |
| 稳定性 | NOX
O2 | 0～99μmol/mol ±2.5μmol/mol/7d
100～1000μmol/mol ±1.5%FS/7d
±1.5%FS/7d |
| 响应时间 | 小于 15s （充分预热后） |
| 配置与材质 |
| 主机机箱 | 主机箱全铝合金材质， IP65 防护等级 |
| 主机显示器 | 5 寸工业级彩色触摸屏 |
| 数据存储器 | SD 卡或 U 盘 |
| 安装方式 | 不锈钢 DN65 法兰安装，烟囱/管道上直接测量 |
| 采样探杆 | 316L 不锈钢材质 |
| 采样滤芯 | 不锈钢烧结滤芯，精度 100um |
| 信号输出 |
| 数字信号输出 | RS485 ，Modbus RTU 协议 |
| 模拟信号输输出 | 2 组 4-20mA 输出（分别对应 NOX 和 O2） |
| 报警信号 | 1 组（NOX 和 O2 限制报警警输出） |
| 继电器触点容量： 24VDC， 1A |
| 控制功能 |
| 反吹扫 | 支持定时反吹扫功能 |
| 吹扫气源：干燥无尘的压缩空气或 N2 ，压力 0.2MPa~0.4Mpa |
| 标定与校准功能 | 原位标定功能（不拆机在管道/烟囱上直接标定） |
| 高报低报 | 支持一路报警信号输出 |
| 供电参数 |
| 电源 | 220VAC50Hz，可扩展调整为 DC24V/2.75A |
| 功率 | 65W |
| 整机尺寸 |
| 主机长*宽*高 | 251mm*192mm*90mm |
| 探杆长度 | □ 400mm
□ 700mm
□ 其他长度： |
| 工作环境温度 |
| 主机工作温/湿度 | - 15℃~50℃/＜95%RH |
| 采样探杆工作温度 | □ 0℃-220℃
□ 100℃-500℃ | （无冷凝水，常规款）
（高温定制款） |
| 烟气气体流速 | ≥3m/s |
五、检测仪报警输出与吹扫控制参数配置
（1）检测仪内置 NOx 浓度值上限报警功能和 O2 下限浓度报警功能， 勾选“启用检测仪 上限报警功能 ”后生效， 支持外接声光报警器设备； 注意， NOx 浓度报警值即为上限浓 度值报警， O2 为下限值报警功能；
（2）检测仪内置反吹扫控制系统功能， 在外置载气装置接入后， 可定时启动控制功能， 本检测仪默认不启用。 只有在接入吹扫气源后， 才能启动吹扫控制系统功能， “系统正 常采样分析运行周期 ”，即为采样和测量的周期和时间， 一般默认为 10 分钟吹扫 30 秒， 或是 30 分钟吹扫 60 秒；吹扫启动时， 主界上右上角会有吹扫状态提示，此时采样和分 析测量停止， 测量数据会保持为吹扫启动前之后一次测量值；如果被测烟气中含尘量比 较低，建议将系统正常采样分析运行周期设置为 60 分钟，反吹扫周期设置为 30 秒即可。
【必须注意】如果启用分析仪吹扫控制功能， 必须选择干燥无尘的压缩空气或钢 瓶氮气作为吹扫气源， 否则气源中的水汽或液态水会引起检测器的损坏！！！ 吹扫开启 时，气源的压力为 0.2-0.4Mpa（压力范围可以根据烟气流速决定）。
（3）检测仪支持中英文语言切换，重新启动系统后生效；
（4）恢复出厂功能按钮，将会重新设定检测仪配置与输出参数，清空内置历史数据记录， 恢复出厂设置后，需要重新使用标气进行标定。
