CN216816539U - 具有固态电解质氧气传感器和辅助输出的原位氧气分析器 - Google Patents
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Abstract
一种改进的氧气分析器，包括：控制器，被配置为接收氧气传感器信号并且提供氧气浓度输出。探针，被配置为延伸到燃烧过程气体的源中。氧气传感器，被设置在探针内，并且具有安装到固态电解质的一侧的感测电极和安装到固态电解质的相反的一侧的参考电极。氧气传感器具有催化珠，所述催化珠被配置为设置在过程气体与感测电极之间。测量电路，可操作地耦接到氧气传感器和控制器，并且被配置为基于氧气传感器的电响应向控制器提供氧气传感器信号。控制器被配置为检测氧气传感器随时间的浓度输出的行为，以提供至少一个辅助输出。
Description
技术领域
本申请涉及传感器领域，具体地涉及具有固态电解质氧气传感器和辅助输出的原位氧气分析器。
背景技术
工业过程通常依赖于诸如燃烧之类的能源，以产生原料液体的蒸汽或热量。一些燃烧过程涉及熔炉或锅炉的操作。虽然燃烧提供了相对低成本的能源，但是通常在过程中寻求燃烧效率最大化，因为所产生的排出系统的烟道气体可能受到与有害气体的排放有关的法规约束。因此，燃烧过程管理行业的一个目标是使现有熔炉和锅炉的燃烧效率最大化，这本质上减少了温室气体和其他有害副产物的产生。
基于氧化锆的电化学氧气传感器在用于氧气测量的工业应用中广泛使用。该电化学氧气传感器工作在高温下(例如，650℃-800℃) 并且测量燃烧之后剩余的氧气过剩量。可以使用能斯特方程利用(例如，使用空气)在参考电极上的固定分压来计算传感器对氧气浓度差的响应：
其中，C是与氧气探针中的参考/过程侧温度变化和热结点 (junction)有关的常数，R是通用气体常数，T是开尔文度数下的过程温度，并且F是法拉第常数。
实用新型内容
一种改进的氧气分析器，包括：控制器，被配置为接收氧气传感器信号并且提供氧气浓度输出。探针，被配置为延伸到燃烧过程气体的源中。氧气传感器，被设置在探针之中，并且具有安装到固态电解质的一侧的感测电极和安装到固态电解质的相反的一侧的参考电极。氧气传感器具有：催化珠，所述催化珠被配置为设置在过程气体与感测电极之间。测量电路，可操作地耦接到氧气传感器和控制器，并且被配置为基于氧气传感器的电响应向控制器提供氧气传感器信号。控制器被配置为检测氧气传感器随时间的浓度输出的行为，以提供至少一个辅助输出。
附图说明
图1是本实用新型的实施例特别适用的原位氧气分析器/变送器的示意图。
图2是本实用新型的实施例特别适用的燃烧氧气变送器的示意透视图。
图3是指示气体浓度百分比与氧气浓度百分比的图，以示出仅使用氧气执行燃烧控制的效果和使用氧气和一氧化碳两者执行燃烧控制的效果。
图4是示出针对在2％至10％的范围内的不同氧气浓度的氧气分析器响应的图。
图5是根据本实用新型的实施例的基于氧化锆的氧气传感器的示意截面侧视图。
图6是示出在5％氧气下对不同水平(范围从0％至1.0％)的一氧化碳的氧气分析器阶梯响应的图。
图7是示出存在1％一氧化碳时氧气分析器读数改变的图。
图8是与一氧化碳浓度成线性关系的氧气分析器读数改变的图。
图9是示出使用旧的或废弃的氧气传感器，氧气传感器在5％氧气环境下在0％至1％一氧化碳范围内的氧气分析器响应的图。
图10是示出对1％一氧化碳的氧气分析器响应的图。
图11是示出对甲烷的氧气分析器响应的图。
图12是示出存在0.1％-1.5％的CH4时的氧气分析器读数改变的图。
图13是示出依赖于甲烷浓度的氧气分析器读数下降线的图。
图14是示出针对旧的或废弃的氧气传感器单元的依赖于甲烷浓度的氧气分析器读数下降线的图。
图15是示出对过程中的一氧化碳的氧气分析器交叉灵敏度 (cross-sensitivity)的图。
图16是示出使用根据本实用新型的实施例的高级原位氧气分析器来提供燃烧控制的方法的框图。
图17是根据本实用新型的实施例的改进的氧气分析器的电子装置的系统框图。
图18是操作根据本实用新型的实施例的基于氧化锆的氧气燃烧分析器的方法的流程图。
具体实施方式
图1是本实用新型的实施例特别适用的原位氧气分析器/变送器的示意图。变送器10可以是例如可从Rosemount Inc.(Emerson Automation Solutions Company)获得的Model 6888氧气变送器。变送器10包括基本上设置在燃烧过程的烟囱或烟道14内的探针组件12。变送器10被配置为测量由在燃烧器16处发生的燃烧产生的烟道气体内的氧气浓度。燃烧器16可以可操作地耦接到空气源或其他氧气源 18、以及燃烧燃料源20。燃烧控制器22可操作地耦接到氧气阀24和燃料阀20。基于来自燃烧控制器22的信号，阀18和/或阀20控制供应给燃烧器16处发生的燃烧过程的空气和/或燃料。燃烧控制器22从变送器10接收烟道气体中的氧气的指示，并且使用该指示提供对燃烧过程的高效且环境友好的控制。因为变送器10被配置为暴露于燃烧区域，所以可以将变送器10构造为承受高温。
图2是本实用新型的实施例特别适用的燃烧氧气变送器的示意透视图。变送器100包括壳体102、探针104和电子装置106。变送器 100通常使用法兰120耦接到烟囱或烟道气壁。
探针104包括安装有扩散器或过滤器110的远端108。扩散器110 是一种物理设备，被配置为至少允许一些气体扩散通过，但是另外保护探针104内的组件。具体地，扩散器110保护基于固态电解质的氧气测量单元或传感器112。氧气测量单元112使用诸如氧化锆或体陶瓷之类的固态电解质，当单元112在其热操作范围内操作时，该单元提供相对于参考氧气分压的氧气分压的测量电势或测量电流指示。电子装置106通常被配置为使用电热器和温度传感器(未示出)对探针 104提供热控制。此外，电子装置106被配置为获得单元112的测量电流或测量电势响应并且计算氧气输出。在一个示例中，电子装置106 将(上面阐述的)已知的能斯特方程用于这种计算。
具有测量电势氧化锆传感器112的诸如变送器100之类的原位氧气分析器十分稳健并且可以在燃烧环境中工作数年。在理想燃烧情况下，氧气和燃料以理想比率组合，主要产生二氧化碳(CO2)和水(H2O) 以及来自燃料杂质和氧化氮的微量的其他气体，例如二氧化硫(SO2) 和氮氧化物(NOx)。由于不完美的燃料/空气均匀性以及燃料能量密度和燃料/气流变化，这个具有最高效率和最低排放的化学计量点在实际燃烧中非常难以获得。对于气体燃烧器，典型的烟道气体氧气过量浓度大致是2％-3％，并且对于锅炉和油料燃烧器，典型的烟道气体氧气过量浓度大致在2％-6％之间。最佳操作点被认为在1％-6％过量氧气浓度之间的某处。这个最佳操作点依赖于锅炉负荷和受燃料速度影响的燃烧率。不幸的是，以1000+PPM(part per million)水平产生的未燃燃料和一氧化碳通过当前的氧气分析器技术检测不到，并且可能对在较低氧气浓度设置下的燃烧控制潜在地产生安全问题和困难。
通常根据测试数据开发函数发生器曲线，以基于燃烧率指数、燃料或蒸汽流量指定理想的氧气微调控制点。通常认为最高效且安全的燃烧发生在0.75％至2％氧气过量的范围内而没有危险的局部还原情况，这在燃烧中单独使用氧气控制是困难的。此外，锅炉或燃烧器具的壁上的任何泄漏会允许附加的氧气渗透，由此破坏氧气浓度和燃烧控制。虽然有效的燃烧控制可以单独利用氧气测量实现，但是燃烧效率和稳定性可以利用一氧化碳(CO)的并发测量而改善。在接近约 100PPM-200PPM的微量CO水平和少量的过量空气下的操作将指示燃烧条件接近具有最高效率的化学计量点。
图3是指示气体浓度百分比与氧气浓度百分比的图，以示出仅使用氧气执行燃烧控制的效果和使用氧气和一氧化碳两者执行燃烧控制的效果。
可商购到用于范围从工地安全到废气分析的应用的一氧化碳传感器和感测设备。不幸的是，它们都不提供针对燃烧过程的可靠的原位一氧化碳测量。此外，已经基于半导体氧化物对化学气体传感器进行了研究以用于可燃气体检测。这种类型的传感器被称为Taguchi传感器，并且使用由烧结的n型金属(铁族、锌族和锡族)氧化物制作的固态设备，但是对于在燃烧系统中的使用具有较差的选择性并且长期稳定性不足。此外，可以使用依赖于红外光吸收的测量的红外(IR) 吸收技术，但是将需要相对复杂且昂贵的烟道气体调节系统。可以潜在提供一氧化碳信息的另一类型的传感器被称为可调谐二极管激光光谱传感器，其中激光穿过该传感器。然而，这样的传感器将需要相对强大的激光器，并且这样的传感器仍会经受在重颗粒负荷、来自火球的宽背景辐射下的失常，并且需要温度和压力补偿，且费用非常高。已经显示，在1970年代发明的固态电化学混合电势氧化锆技术在具有挑战性和剧烈的燃烧环境中不是非常可靠。市场上可获得的仅有的原位一氧化碳探针当前基于混合电势氧化锆技术并且是针对非常清洁的气体燃烧应用开发的。
根据本文描述的实施例，燃烧氧气分析器设置有随时间监测来自基于氧化锆的氧气传感器的信号的能力，以提供与一种或多种非氧气气体有关的附加的输出。这些非氧气气体的示例包括一氧化碳和可燃物。本文描述的实施例通常具有正常操作模式，在该正常操作模式中，氧气分析器从基于氧化锆的氧气传感器获得信号，并且使用传感器输出非常精确地提供燃烧过程中的剩余氧气的指示，根据上面阐述的能斯特方程，该传感器输出对数地取决于氧气浓度。
图4是示出针对在2％至10％的范围内的不同氧气浓度的氧气分析器响应的图。使用氧化锆技术的氧气测量的限制是在存在高浓度的可燃物气体时不能够测量正确的氧气水平。当这些气体存在时，其指示无规律和危险的燃烧。由于过程电极上的燃烧反应中的氧气消耗，在可燃物存在时氧化锆传感器读数较低。图4示出了氧气分析器的正常操作模式，并且随着氧气从2％(左下)到10％(右上)变化而提供了指示氧气浓度的非常精确的信号。
根据本实用新型的实施例，氧气分析器具有第二模式，在第二模式中，分析氧气传感器随时间的行为，以检测和/或量化烟道中的一种或多种非氧气气体。
图5是根据本实用新型的实施例的基于氧化锆的氧气传感器的示意截面侧视图。如图5所示，氧气传感器212包括过程气体入口213，该过程气体入口213打开或暴露于具有氧气浓度p(O2)的过程气体 (在附图标记214处示意性地示出)，该过程气体扩散或以其他方式穿过催化珠216以进入金属陶瓷感测电极218，金属陶瓷感测电极218 优选地至少部分地由铂形成。氧化锆层220允许氧离子从金属陶瓷感测电极218移动到参考电极222，参考电极222被配置为与具有氧气浓度p(O2)’的参考气体(例如空气(20.9％的O2))接触。参考电极222也优选地至少部分地由铂形成。这个氧气传感器212被配置为设置在原位氧感测探针104的远端108中，因此过程气体214是或者包括来自燃烧的烟道气体。催化珠216用于在还原气氛和高硫环境中保护金属陶瓷感测电极218。催化珠可以至少部分地由沉积到或以其他方式固定到陶瓷基板的铂形成。当氧化锆220在其操作温度下时，在过程气体侧p(O2)和参考气体侧p(O2)’之间的氧气分压的差异将产生金属陶瓷电极218与金属陶瓷电极220之间的测量电势响应。
在规律的控制良好的燃烧期间，可燃物浓度非常低(不超过200 ppm)或为0.02％。在这种情况下，氧气调节相对平滑，没有任何急速的异常氧气浓度下降(小于0.2％/分钟)。当无规律控制或燃烧不稳定发生时，特别是当碳基燃料与不足的量的用于完成反应的氧气混合时，过程中将导致一氧化碳形成，因此指示不完全燃烧：
具有催化电极膜和珠的氧气传感器将转化燃烧过程中形成的一氧化碳和剩余燃料，因此按照以下化学式消耗到达感测电极218的氧气：
与使氧气浓度非常平滑地向下微调到控制点的规律的燃烧不同，这两个反应将急剧地减小(在大致5秒内)分析器的氧气浓度读数。根据这些反应，理想氧气浓度将下降一氧化碳浓度的一半或甲烷浓度的大致两倍，导致与甲烷相关的四倍氧气消耗。
根据本实用新型的实施例，将在燃烧反应期间在金属陶瓷电极和催化珠中的该氧气浓度下降用于精确且可靠的一氧化碳和未燃燃料 (CH4)检测。本文描述的实施例将有助于在燃烧中更高效地设置氧气浓度控制和安全的氧气浓度的微调。随着作为不完全燃烧的第一产物的一氧化碳的出现，分析器的急剧的O2读数下降是在燃烧发生突破的数毫秒之内一氧化碳存在的前导指示。
图6是示出在5％氧气下对不同水平(在0％至1.0％的范围内) 的一氧化碳的氧气分析器阶梯响应的图。图7是示出存在1％一氧化碳时氧气分析器读数改变的图。如可以从图6和图7看到，对一氧化碳的氧气传感器响应是高度可再现的，高达1％的一氧化碳，线性地取决于一氧化碳浓度。
图8是与一氧化碳浓度成线性关系的氧气分析器读数改变的图。如图8所示，当CO浓度在0.0％-1.0％的范围内时，CO浓度可以被计算为氧气浓度值的改变的函数。在图8所示的示例中，CO浓度等于氧气浓度的改变的-2.17倍。
图9是示出使用旧的或废弃的氧气传感器，氧气传感器在5％氧气环境下在0％至1％一氧化碳范围内的氧气分析器响应的图。使用根据本文描述的实施例的氧气分析器，即使利用旧的或磨损的氧气传感器(即，氧气校准失败并且不具有非常可靠的氧气测量的传感器)，也仍然可再现地检测一氧化碳。这至少部分地由于氧气传感器中的催化珠216。
图10是示出对1％一氧化碳的氧气分析器响应的图。如可以看到的，对一氧化碳的氧气分析器响应非常快(对于90％响应在大致10 秒的量级上)。考虑到氧气微调非常平滑并且氧气变化率的结果是这个值的10倍，对一氧化碳的这个响应被认为是可靠的。较高的氧气浓度或较低的一氧化碳或甲烷浓度对更高效的CO/CH4燃烧的贡献将很小，但是即使在低(大致1.5％)氧气浓度下转化也超过90％。
图11是示出对甲烷的氧气分析器响应的图。类似于一氧化碳检测，根据本文描述的实施例的氧气分析器可以基于急剧(大致10秒) 的氧气读数下降来检测未燃燃料，例如甲烷(CH4)。氧气传感器金属陶瓷感测电极218和催化珠216上的甲烷和一氧化碳转化接近100％，具有非常急速的(与一氧化碳有关的0.1％-0.4％的O2下降——参见图 10)与甲烷有关的大于1％氧气下降，如图11所示。
图12是示出存在0.1％-1.5％的CH4时的氧气分析器读数改变的图。图13是示出依赖于甲烷浓度的氧气分析器读数下降线的图。如图13 所示，当甲烷浓度在0.0％-1.5％范围内时，甲烷浓度可以被计算为氧气浓度值的改变的函数。在图13所示的示例中，甲烷浓度等于氧气浓度的改变的-0.486倍。
图14是示出针对旧的或废弃的氧气传感器单元的依赖于甲烷浓度的氧气分析器读数下降线的图。对甲烷的氧气分析器灵敏度非常好，并且线性地取决于甲烷浓度(如图12-图14所示)，并且即使使用老化的氧气传感器也允许无校准的甲烷检测。此外，如图14所示，氧气浓度改变与甲烷浓度之间的关系可以受氧气浓度的变化的影响(图14 示出2％与5％的对比)。因此，当提供作为氧气浓度改变的函数的甲烷浓度时，基于最新测量的氧气浓度来调整关系是有用的。在图14 所示的示例中，当氧气浓度处于5％时，甲烷浓度是氧气浓度的改变的-0.506倍。然而，当氧气浓度是2％时，甲烷浓度是氧气浓度的改变的-0.585倍。
考虑到在与甲烷的燃烧反应中大得多的氧气消耗，根据本文描述的实施例的氧气分析器将提供氧气水平下降高达0.5％的一氧化碳突破的可靠指示、以及氧气浓度下降大于0.5％的未燃燃料检测。这个新的高级氧气分析器特征将提供用于高效、可靠和安全的燃烧控制的有效的氧气微调选择。
图15是示出燃烧过程中的氧气浓度百分比、一氧化碳浓度、以及氧气/一氧化碳优化的图。这允许对于燃烧过程问题(例如，有故障的燃烧器、引风机和/或燃料/空气混合失衡)的有效诊断。因为根据本文描述的实施例的氧气分析器监测氧气浓度，所以氧气浓度读数的变化率由电子装置和/或软件监测。如果在大致5-10秒的时间跨度内所测量的氧气浓度的下降在0.2％-0.4％的范围内，则这将指示存在一氧化碳，并且可以将一氧化碳算法应用于氧气传感器读数，以基于所述下降计算一氧化碳浓度。附加地或备选地，可以设置警报，该警报可以被配置为指示“一氧化碳高”。如果在相同的时间跨度中氧气浓度读数的改变的幅度大于0.5％，则氧气分析器将指示烟道气体中存在甲烷或等同的可燃物，并且将不同的计算用于计算甲烷浓度和/或设置“CH4高的警报”。
图16是根据本实用新型的实施例的原位氧气分析器操作的示意图。在框400处，分析器测量在线氧气测量值，在开始时，将氧气浓度向下微调到小于10％。随后，在正常氧气测量操作期间，氧气分析器检测氧气传感器读数在5秒时间段内的相对急速的下降。如图16所示，如果读数的下降在0.2％至0.4％氧气浓度之间，则控制沿线402 进行到框404，在框404处，提供一氧化碳在过程中正在突破的指示。此外，在框404处，分析器可以应用一氧化碳检测算法，并且基于来自基于氧化锆的氧气传感器的信号计算具体的一氧化碳浓度。控制器可以经由任何合适的有线或无线通信向控制燃烧过程的控制室发送警报，从而可以采取补救动作。在一个示例中，如在框406处所示，控制室可以响应地向燃烧系统增加氧气，以解决一氧化碳突破。
此外，如图16所示，如果氧气传感器读数在5秒时间段内的下降大于0.5％氧气浓度，则控制沿线408进行到框410，在框410处，提供未燃燃料检测的指示。此外，在框410处，分析器可以应用甲烷 (或可燃物)检测算法以实际计算甲烷浓度。此外，可以将警报发送到控制室，指示在烟道气体中甲烷或可燃物的存在和/或浓度。然后可以如在框412处所示地采取补救动作，其中可以检查燃烧器具的燃烧器、可以停止燃料流、以及可以在安全的情况下再点燃系统。
图17是根据本实用新型的实施例的改进的氧气分析器内的电子装置106的系统框图。电子装置106包括控制器500，在一些实施例中，控制器500可以是微处理器。控制器500耦合到测量电路502，测量电路502可以包括合适的放大、线性化(linearization)和模数转换电路，以从耦接到测量电路502的氧气传感器504获得测量电势响应。测量电路502向控制器500提供氧气传感器504的测量电势响应的数字指示。控制器500能够使用上面阐述的著名的能斯特方程计算氧气浓度输出。此外，控制器500能够评估氧气传感器504的测量电势信号的基于时间的响应，以如上所述地提供一氧化碳突破和/或可燃物指示。在一个实施例中，控制器500可以存储或以其他方式检测氧气传感器504的测量电势响应在所定义的时间段(例如，5秒或10秒) 内的差异。然后可以将响应在所定义的时间段内的该差异与一个或多个选定的阈值比较，以提供上述辅助(即，与非氧气有关的)输出。
在一个示例中，控制器500可以是被编程为执行指令序列的微处理器，该微处理器简单地获得在第一时间处的测量电势响应、以及在晚于第一时间的预先选定的持续时间(例如，5秒)的第二测量电势响应。然后可以比较这两个测量电势响应，以确定差异是否超过所选定的阈值中的一个或多个阈值。当然，可以使用用于评估氧气传感器的电势信号的基于时间的响应的其他技术。
控制器500也耦合到通信电路506，以向氧气分析器提供在合适的过程通信段或环路上通信的能力。过程通信可以是经由有线连接或无线连接。过程通信是特别适于实时过程控制的通信的类型。过程通信的示例包括但不限于根据Highway Addressable RemoteTransducer
协议或FOUNDATIONTM Fieldbus总线协议的通信。然而，根据本实用新型的实施例，可以使用有线和/或无线的其他合适的过程通信协议。此外，本文描述的实施例还可以包括根据无线过程通信协议(例如，IEC62591)发送信息。
此外，控制器500耦接到用户接口508，用户接口508可以采用以下的形式设置：变送器的壳体外部上的氧气浓度读数、以及任何合适的操作者输入设备(例如，按钮、旋钮、拨号盘等)。此外，在一些实施例中，电子装置106可以包括加热器控制电路510，该加热器控制电路510耦接到控制器500，以向探针内的加热器提供能量，以使氧气传感器保持在有效的热操作范围，例如650摄氏度-800摄氏度。
图18是根据本实用新型的实施例的基于氧化锆的氧燃烧分析器的操作方法的流程图。方法600在框602处开始，其中燃烧分析器在所定义的时间段(例如，5秒)内测量氧气传感器值。接着，在框604 处，燃烧分析器计算在所定义的时间段内的氧气传感器值的差异。接着，在框606处，将已计算的差异与第一阈值比较，例如确定该差异是否大于0.5％的氧气浓度。如果这发生，则控制沿线608进行到框 610，在框610处，燃烧分析器开始生成可燃或未燃燃料(甲烷)警告，并且使控制器500基于氧气传感器测量电势响应使用可燃物算法来计算过程气体中的可燃物(例如，甲烷)的浓度。如上所述，这将允许负责燃烧控制的人检查燃烧器、停止燃料流、以及在安全条件下再点燃。
如图18所示，方法600还包括将已计算的差异与第二阈值或带 (band)进行比较，如在框612处所示。例如，第二阈值或带可以是在0.2％至0.4％范围内的氧气浓度值差异。如果差异在该带内，则控制沿线614进行到框616，在框616处，提供第二警告，例如一氧化碳突破警告。此外，控制器500可以切换到开始使用与能斯特方程不同的计算，该技术使用氧气传感器的测量电势响应来提供一氧化碳浓度指示。
如上所述，提供了基于氧化锆的氧气分析器设计，其能够提供可靠的氧气浓度测量、以及高级的燃烧烟道气体中的未燃燃料检测和一氧化碳检测。这些实施例中使用的氧化锆氧气传感器通常在氧化锆氧气传感器封装中采用催化活性的金属陶瓷电极和保护性的催化珠，这些催化珠对可燃物(例如，CH4)和CO进行转化，在大致5-10秒内急剧降低单元中的氧气浓度。基于作为燃烧控制的一部分的氧气平滑微调，通过变化率算法对氧气分析器的信号的急剧下降进行分析和开发，以提供过程中的未燃燃料(例如，甲烷)和一氧化碳检测的无校准的可靠指示。本文描述的实施例通常提供用于高效、可靠和安全的燃烧控制的有效的氧气微调选项，因此促进对过程问题(例如，有故障的燃烧器、燃料/空气混合失衡和引风机)的诊断。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但本领域技术人员将会认识到，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出修改。
Claims (11)
1.一种氧气分析器，其特征在于，所述氧气分析器包括：
控制器，被配置为接收氧气传感器信号并且提供氧气浓度输出；
探针，被配置为延伸到燃烧过程气体的源中；
氧气传感器，被设置在所述探针内，所述氧气传感器具有安装到固态电解质的一侧的感测电极和安装到所述固态电解质的相反的一侧的参考电极，所述氧气传感器还具有催化珠，所述催化珠被配置为设置在所述过程气体与所述感测电极之间；
测量电路，可操作地耦接到所述氧气传感器和所述控制器，所述测量电路被配置为基于所述氧气传感器的电响应向所述控制器提供所述氧气传感器信号；并且
其中，所述控制器被配置为检测所述氧气传感器随时间的浓度输出的行为，以提供至少一个辅助输出。
2.根据权利要求1所述的氧气分析器，其特征在于，所述感测电极是金属陶瓷感测电极。
3.根据权利要求2所述的氧气分析器，其特征在于，所述测量电路被配置为测量所述金属陶瓷感测电极和金属陶瓷参考电极之间的电压。
4.根据权利要求2所述的氧气分析器，其特征在于，所述金属陶瓷感测电极和所述催化珠至少部分地由铂形成。
5.根据权利要求1所述的氧气分析器，其特征在于，所述固态电解质是氧化锆层。
6.根据权利要求1所述的氧气分析器，其特征在于，所述固态电解质是体陶瓷。
7.根据权利要求1所述的氧气分析器，其特征在于，所述至少一个辅助输出是指示未燃燃料的警报。
8.根据权利要求1所述的氧气分析器，其特征在于，所述至少一个辅助输出是指示一氧化碳的警报。
9.根据权利要求1所述的氧气分析器，其特征在于，将辅助输出传递到远程设备，以触发与燃烧有关的燃料与氧气比的改变。
10.根据权利要求7所述的氧气分析器，其特征在于，所述氧气分析器还包括：过程通信模块，可操作地耦接到所述控制器，所述过程通信模块被配置为使用过程通信发送所述辅助输出。
11.根据权利要求1所述的氧气分析器，其特征在于，所述控制器还被配置为：基于所述氧气传感器随时间的浓度输出的行为来计算所述过程气体中的非氧气气体的浓度。
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