Nernst N2032-O2/CO oxigéntartalom és éghető gáz kétkomponensű analizátor

Alkalmazási tartomány

A Nernst N2032-O₂/CO oxigéntartalom és éghető gázkétkomponensű analizátoregy átfogó elemző, amely egyszerre képes kimutatni az oxigéntartalmat, a szén-monoxidot és az égés hatékonyságát az égési folyamatban. A kazánok, kemencék és kemencék égetése közben vagy után képes figyelni a füstgáz oxigén- és szén-monoxid-tartalmát.

Az analizátor párosul Nernst O-val₂/CO szonda képes mérni az oxigéntartalom százalékos O-t₂% az égéstermékben és a kemencében, a szén-monoxid CO PPM értéke, 12 éghető gáz értéke és az égetőkemence valós idejű égési hatásfoka.

Alkalmazási jellemzők

A Nernst N2032-O használata után₂/CO oxigéntartalom és éghető gázkétkomponensű analizátor, a felhasználók sok energiát takaríthatnak meg és szabályozhatják a kipufogógáz-kibocsátást.

A Nernst N2032-O₂/CO oxigéntartalom és éghető gázkétkomponensű analizátoregy egyedülálló technológia, amely tíz év kutatás után kifejlesztett cirkónium-oxid kétfejes szerkezetet használ, és egyszerre képes mérni az oxigén- és szén-monoxid-tartalmat. Jelenleg ez egy igazi in-line mérési technológia. Alacsony költség, nagy pontosság, online mérhető különféle magas páratartalmú és nagy poros körülmények között.

A peroxigén égés folyamatában, amikor a fűtőgáz és az égést támogató oxigén elér egy bizonyos dinamikus egyensúlyi pontot, az oxigén mennyiségének csekély változásával a szén-monoxid-tartalom is megváltozik. Az oxigéntartalom változási trendje és változása a szén-monoxid trendje ugyanazt a trendet alkotja.

Nernst O₂/CO szonda mérési elve

A Nernst O₂A /CO szondának kettős elektródája van, amely egyszerre képes érzékelni az oxigén és az éghető jelet. Mivel a nem teljes égés füstgáza szén-monoxidot (CO), éghető anyagokat és hidrogént (H) tartalmaz₂).

A cirkónium-szonda vagy oxigénérzékelő oxigéncellája a cirkónium-oxid belsejében és külsején magas hőmérsékleten (650°C-nál nagyobb) a különböző oxigénkoncentrációk által generált oxigénpotenciált használja fel a mért rész oxigéntartalmának mérésére.A külső a szonda egy része rozsdamentes acél héjból vagy ötvözött acél héjból készül, amely ötvözött acél fűtőtestből, cirkónium csőből, hőelemből, huzalból, kapocstáblából és dobozból áll, lásd a vázlatos ábrát. A szonda cirkónium csöve gázszigetelt a cirkónium-cső belső és külső oldalát egy megfelelő tömítőeszközön keresztül.

Amikor a cirkónium-szonda fejének hőmérséklete eléri a 650°C-ot vagy magasabbat a fűtőelemen vagy a külső hőmérsékleten keresztül, a belső és külső oldalon lévő eltérő oxigénkoncentrációk megfelelő elektromotoros erőt hoznak létre a cirkónium felületén. Az elektromos potenciál mérhető. a megfelelő vezetékkel, és az alkatrész hőmérsékleti értéke a megfelelő hőelemmel mérhető.

Ha ismert a cirkónium-oxid csövön belüli és kívüli oxigénkoncentráció, a megfelelő oxigénpotenciál kiszámítható a cirkónium-oxid potenciál számítási képlet alapján.

A képlet a következő:

E (millivolt) =4F(RT)loge 

Ahol E az oxigénpotenciál, R a gázállandó, T az abszolút hőmérsékleti érték, PO₂A BELÜL a cirkónium-csőben lévő oxigén nyomásértéke és a PO₂A KÜLSŐ az oxigén nyomásértéke a cirkónium-oxid csövön kívül. A képlet szerint, ha a cirkónium-csövön belüli és kívüli oxigénkoncentráció eltérő, akkor a megfelelő oxigénpotenciál keletkezik. A számítási képletből tudható, hogy amikor az oxigénkoncentráció a cirkónium csövön belül és kívül azonos, az oxigénpotenciál 0 millivolt (mV) legyen.

Ha a standard légköri nyomás egy atmoszféra, és a levegő oxigénkoncentrációja 21%, a képlet leegyszerűsíthető:

()

Ha mérőműszerrel megmérjük az oxigénpotenciált, és ismert a cirkónium csövön belüli vagy kívüli oxigénkoncentráció, a mért rész oxigéntartalma a megfelelő képlet szerint határozható meg.

A számítási képlet a következő: (Ebben az időpontban a cirkóniarész hőmérsékletének 650 °C-nál nagyobbnak kell lennie)

(%O₂) KÜLSŐ (ATM) = 0,21 EXPT(-46.421E)

Jellegzetes görbe

Ha a mért gáz O-t tartalmaz₂és CO egyidejűleg, az érzékelő magas hőmérséklete és az érzékelő platina elektróda területének katalitikus hatása miatt, O₂és a CO reagál, és eléri a termodinamikai egyensúlyi állapotot, a PO-t₂a mért oldalon úgy változott, hogy az oxigén parciális nyomása egyensúlyban P'O₂.

Ennek az az oka, hogy az érzékelő magas hőmérsékleten történő aktiválása után az O₂és az egyensúlyba hajló CO-reakció párhuzamos az O folyamatával₂koncentráció diffúzió. Amikor a reakció eléri az egyensúlyt, az O diffúziója₂a koncentráció is stabilizálódni képes, így a mért oxigén parciális nyomás egyensúlyi állapotban P'O₂.

A következő reakciók játszódnak le a ZrO negatív területén₂akkumulátor:

1/2 O₂(PO₂)+CO→CO₂

Amikor a reakció eléri az egyensúlyt, az O₂koncentrációváltozások, PO₂P'O-ra redukálódik₂, valamint a gáznemű oxigénmolekulák és az O átalakulása₂a mátrixban ez van:

Negatív elektróda:O₂ → 1/2 O₂(P'O₂)+2e

Pozitív elektróda:1/2 O₂(PO₂)+2e → O₂

Az akkumulátorkoncentráció különbségének folyamata a következő:1/2 O₂ (PO₂) → 1/2 O₂(P'O₂)

Ha az érzékelő elektromotoros erejét összehasonlítjuk az oxidációs-redukciós gáz móljainak számával, a görbe egy titrálási görbéhez hasonló jelleggörbe.

Ennek a jelleggörbének az alakja bizonyos hőmérséklet, nyomás és áramlási sebesség mellett, ugyanaz az érzékelő pontosan ugyanazt a jelleggörbét tartalmazza azonos típusú gázrendszerre.

Ezért a légköri nyomás és a mért gáz természetes áramlásában az O elektromotoros erejének és mólszámának összehasonlítása.₂-CO rendszer a cirkónium-oxid érzékelő által egy λ (λ=no2 /nco vagy térfogatszázalék λ=O₂ × V %/OCO × V %) jelleggörbe.

Amikor a Pt-Al₂O₃A katalizátor 600°C-on katalizálódik, az aerob rendszerben lévő CO teljesen CO-vá alakítható₂, tehát a mért gáz katalitikus égés után csak oxigént tartalmaz.

Ekkor a cirkónium-oxid érzékelő pontosan méri az oxigéntartalmat. A katalitikus égés hatására mért gáz viszonya miatt a mért gáz CO-tartalma mérhető. A reakcióképlet és a mért gáz katalitikus elégetése előtti és utáni mennyisége közötti kapcsolat a következő:

Tegyük fel, hogy a mért gáz szén-monoxid-koncentrációja a katalízis előtt (CO), az oxigén koncentrációja A1, és a mért gáz oxigénkoncentrációja a katalízis után A, akkor:

Égés előtt:(CO) A1

Égés után:O A

Majd:A=A1 – (CO)/2

És:λ =A1 /(CO)

Így:A=λ ×(CO)-(CO)/2

Eredmény:(CO)= 2A /(2λ-1)    (λ＞0,5)

Az O szerkezeti elve₂/CO szonda

Az O₂A /CO szonda az eredeti szonda alapján megfelelő változtatásokat hajtott végre az új égésszabályozási funkció megvalósítása érdekében. Az égési folyamat során az oxigéntartalom érzékelése mellett a szonda a nem teljesen égett éghető anyagokat (CO/H) is képes kimutatni.₂), mert a szén-monoxid (CO) és a hidrogén (H₂) együtt léteznek a tökéletlen égés füstgázában.

A szonda az az alapelem, amely az elektrokémiai elvet használja a cirkónium-oxid hevítése után a mérés megvalósításához.

A. O₂elektróda (platina)

B. COe elektróda (platina/nemesfém)

C. Vezérlőelektróda (platina)

A szonda központi eleme a cirkónium-oxid kompozit lemez, amely a korund csőre hegesztett, tömített csövet alkotva, és ki van téve az égésrendszer füstgázcsatornájának. A beépített elektródák használatával hatékonyan megelőzhető, hogy a korróziós alkatrészek károsodjanak az elektródák, ill. növelje az élettartamot.

A COe elektróda és az O funkciói₂Az elektródák azonosak, de a különbség a két elektróda között a nyersanyagok elektrokémiai és katalitikus tulajdonságaiban rejlik, így a füstgázban lévő éghető komponensek, mint a CO és a H₂azonosítható és kimutatható.Teljes égés állapotában a „Nernst” feszültség UO₂szintén a COe elektródán képződik, és ez a két elektróda görbe karakterisztikája megegyezik. Hiányos égés vagy éghető komponensek észlelésekor a nem „Nernst” feszültségű UCOe is kialakul a COe elektródán, de a két elektróda jelleggörbéje külön mozog. (Lásd mindkét érzékelő jellemző grafikonját)

Az UCO/H feszültségjel₂A teljes érzékelő értéke a COe elektródával mért feszültségjel. Ez a jel a következő két jelet tartalmazza:

UCO/H₂(teljes érzékelő) = UO₂(oxigéntartalom) + UCO₂/H₂(gyúlékony alkatrészek)

Ha az O-val mért oxigéntartalom₂Az elektródát levonjuk a teljes érzékelő jeléből, a következtetés a következő:

UCOe (éghető komponens) = UCO/H₂(teljes érzékelő)-UO₂(oxigéntartalom)

A fenti képlet segítségével kiszámítható a ppm-ben mért éghető komponens COe. A szonda érzékelője egy tipikus feszültségjel karakterisztika. A grafikonon a COe koncentráció tipikus görbéje (szaggatott vonal) látható, amikor az oxigéntartalom fokozatosan csökken.

Amikor az égés levegőhiányos területre lép, az úgynevezett „emissziós határ” ponton, amikor az elégtelen levegő tökéletlen égést okoz, a megfelelő COe-koncentráció jelentősen megnő.

A kapott jelkarakterisztika a szonda görbe diagramján látható.

UO₂(folyamatos vonal) és UCO/H₂(szaggatott vonal).

Ha a levegő feleslegben van, és az égés teljesen mentes a COe-komponensektől, az érzékelő UO jelet ad₂és UCO/H₂azonosak, és a „Nernst” elv szerint a füstgázcsatorna aktuális oxigéntartalma jelenik meg.

A „kisülési élhez” közeledve az érzékelő teljes feszültsége UCO/H₂a COe elektród értéke aránytalanul növekszik a további nem-Nernst COe jel miatt. Az érzékelő feszültségjel jellemzőihez: UO₂és UCO/H₂a füstgázcsatorna oxigéntartalmához viszonyítva itt is megjelennek a COe éghető komponens jellemző jellemzői.

Az UCO/H szenzorok feszültségjelei mellett₂és UO₂, a viszonylag dinamikus érzékelő dU O jeleket ad₂/dt és dUCO/H₂/dt és különösen a COe elektróda fluktuációs jeltartománya használható az égés „emissziós élének” rögzítésére.

(Lásd: „Tökéletlen égés: az UCO/H COe elektróda feszültségingadozási tartománya₂")

Műszaki jellemzők

•Kettős szonda bemeneti funkció: Egy analizátor két szondával is felszerelhető, amivel megtakarítható a használati költség és javítható a mérési megbízhatóság.

•Több kimeneti funkció: Az analizátor két 4-20 mA áramjelkimenettel és RS232 számítógép-számítógép kommunikációs interfésszel vagy RS485 hálózati interfésszel rendelkezik. Az egyik csatorna az oxigén jel kimenet, a másik csatorna a CO jel kimenet.

•Mérési tartomány: Az oxigénmérés tartománya 10^-30100% oxigéntartalomra, és a szén-monoxid mérési tartománya 0-2000 PPM.

•Riasztás beállítása:Az analizátor 1 általános riasztási kimenettel és 3 programozható riasztási kimenettel rendelkezik.

• Automatikus kalibrálás:Az analizátor automatikusan felügyeli a különböző funkcionális rendszereket, és automatikusan kalibrálja, hogy biztosítsa az analizátor pontosságát a mérés során.

•Intelligens rendszer:Az analizátor az előre meghatározott beállításoknak megfelelően különböző beállítások funkcióit tudja elvégezni.

•Kijelző kimeneti funkciója:Az analizátor erős funkciója a különböző paraméterek megjelenítése, valamint a különböző paraméterek erős kimeneti és vezérlési funkciója.

•Biztonsági funkció:Amikor a kemence használaton kívül van, a felhasználó szabályozhatja, hogy kikapcsolja a szonda fűtőjét a használat biztonsága érdekében.

•A telepítés egyszerű és egyszerű:az analizátor felszerelése nagyon egyszerű, és a cirkónia szondához egy speciális kábel csatlakoztatható.

Műszaki adatok

Bemenetek

• Egy vagy két cirkónium szonda vagy egy cirkónium szonda + CO érzékelő

• K, R, J, S típusú égéstermék- vagy tartalék hőmérő

• Nyomásgáz-öblítő jel bemenet

• Két különböző üzemanyag közül választhat

• Robbanásbiztos, biztonságos működés vezérlése (csak fűtött szondára vonatkozik)

Kimenetek

Két lineáris 4～20mA DC jelkimenet (maximális terhelés 1000Ω)

• Az első kimeneti tartomány (opcionális)

Lineáris kimenet 0-1% - 0-100% oxigéntartalom

Logaritmikus kimenet 0,1-20% oxigéntartalom

Mikro-oxigén kimenet 10^-3910-re^-1oxigéntartalom

• A második kimeneti tartomány (az alábbiak közül választható)

Szén-monoxid-tartalom (CO) PPM-érték

Szén-dioxid (CO₂)%

Éghető gáz mérése PPM érték

Égési hatékonyság

Log oxigén érték

Anoxikus égési érték

Füstgáz hőmérséklet

Másodlagos paraméterek megjelenítése

• Szén-monoxid szén (CO) PPM

• Éghető gáz égési hatékonysága

• Tapintó kimeneti feszültség

• A szonda hőmérséklete

• Környezeti hőmérséklet

• Év hónap nap

• Környezet páratartalma

• Füstgáz hőmérséklet

• A szonda impedanciája

• Hypoxia index

• Működési és karbantartási idő

Számítógépes/nyomtatós kommunikáció

Az analizátor RS232 vagy RS485 soros kimeneti porttal rendelkezik, amely közvetlenül csatlakoztatható számítógépes terminálhoz vagy nyomtatóhoz, és a szonda és a műszer diagnosztizálható a számítógépen keresztül.

Portisztítás és szabványos gázkalibrálás

Az analizátor 1 csatornával rendelkezik a poreltávolításhoz és 1 csatornával a szabványos gázkalibráláshoz vagy 2 csatornával a szabványos gázkalibrációs kimeneti relékhez, valamint egy mágnesszelep kapcsolóval rendelkezik, amely automatikusan vagy manuálisan működtethető.

PontosságP

a tényleges oxigénleolvasás ± 1%-a 0,5%-os ismételhetőség mellett. Például 2% oxigénnél a pontosság ±0,02% oxigén lenne.

RiasztásokP

Az analizátor 4 általános riasztást tartalmaz 14 különböző funkcióval és 3 programozható riasztást. Használható olyan figyelmeztető jelzésekre, mint például magas és alacsony oxigéntartalom, magas és alacsony CO, valamint szondahibák és mérési hibák.

Megjelenítési tartományP

Automatikusan megjeleníti a 10-et^-30～100% O2 oxigéntartalom és 0ppm～2000ppm CO szén-monoxid tartalom.

Referencia gázP

Levegőellátás mikromotoros vibrációs szivattyúval.

Power Ruireqements

85VAC – 264VAC 3A

Üzemi hőmérséklet

Üzemi hőmérséklet -25°C és 55°C között

Relatív páratartalom 5% és 95% között (nem lecsapódó)

Védelmi fokozat

IP65

IP54 belső referencia légszivattyúval

Méretek és súly

300 mm szélesség x 180 mm magas x 100 mm mély 3 kg