Analizor bicomponent Nernst N2032-O2/CO de oxigen și gaz combustibil

Domeniu de aplicare

Nernst N2032-O₂Conținut de oxigen /CO și gaz combustibilanalizor bicomponenteste un analizor cuprinzător care poate detecta simultan conținutul de oxigen, monoxidul de carbon și eficiența arderii în procesul de ardere. Poate monitoriza conținutul de oxigen și monoxid de carbon din gazele de ardere în timpul sau după arderea cazanelor, cuptoarelor și cuptoarelor.

Analizorul se împerechează cu Nernst O₂Sonda /CO poate măsura procentul de conținut de oxigen O₂% în coș și cuptor, valoarea PPM a monoxidului de carbon CO, valoarea a 12 gaze combustibile și eficiența arderii cuptorului cu ardere în timp real.

Caracteristici de aplicare

După utilizarea Nernst N2032-O₂Conținut de oxigen /CO și gaz combustibilanalizor bicomponent, utilizatorii pot economisi multă energie și pot controla emisiile de gaze de eșapament.

Nernst N2032-O₂Conținut de oxigen /CO și gaz combustibilanalizor bicomponenteste o tehnologie unică care utilizează o structură cu dublu cap din zirconiu dezvoltată după zece ani de cercetare și poate măsura simultan conținutul de oxigen și conținutul de monoxid de carbon. În prezent, este o adevărată tehnologie de măsurare în linie. Cost scăzut, precizie ridicată, poate fi măsurată online în diferite condiții de umiditate ridicată și praf ridicat.

În procesul de ardere a peroxigenului, atunci când gazul combustibil și oxigenul care susține arderea ating un anumit punct de echilibru dinamic, conținutul de monoxid de carbon se va modifica, de asemenea, odată cu modificarea ușoară a cantității de oxigen. Tendința de modificare a conținutului de oxigen și modificarea tendința de monoxid de carbon formează aceeași tendință suprapusă.

Nernst O₂Principiul de măsurare a sondei /CO

The Nernst O₂Sonda /CO are electrozi dubli, care pot detecta atât semnalul de oxigen, cât și semnalul de combustibil în același timp. Deoarece gazele de ardere incomplete conțin monoxid de carbon (CO), combustibili și hidrogen (H₂).

Celula de oxigen a sondei de zirconiu sau a senzorului de oxigen utilizează potențialul de oxigen generat de diferitele concentrații de oxigen din interiorul și exteriorul zirconiei la temperatură ridicată (mai mare de 650°C) pentru a măsura conținutul de oxigen al piesei măsurate. o parte a sondei este realizată din carcasă din oțel inoxidabil sau din oțel aliat, care este compusă din încălzitor din oțel aliat, tub din zirconiu, termocuplu, sârmă, placă de borne și cutie, vezi diagrama schematică. Tubul din zirconiu al sondei este izolat cu gaz de interiorul și exteriorul tubului de zirconiu printr-un dispozitiv de etanșare corespunzător.

Când temperatura capului sondei din zirconiu atinge 650°C sau mai mare prin încălzitor sau temperatura exterioară, diferitele concentrații de oxigen pe părțile interioare și exterioare vor genera forța electromotoare corespunzătoare pe suprafața zirconiei. Potențialul electric poate fi măsurat. prin firul de plumb corespunzător, iar valoarea temperaturii piesei poate fi măsurată de termocuplul corespunzător.

Când este cunoscută concentrația de oxigen în interiorul și în afara tubului de zirconiu, potențialul de oxigen corespunzător poate fi calculat conform formulei de calcul a potențialului de zirconiu.

Formula este următoarea:

E (milivolți) =4F(RT)jurnale 

Unde E este potențialul de oxigen, R este constanta gazului, T este valoarea absolută a temperaturii, PO₂INTERIOR este valoarea presiunii oxigenului din interiorul tubului de zirconiu și PO₂EXTERIOR este valoarea presiunii oxigenului din afara tubului de zirconiu. Conform formulei, atunci când concentrația de oxigen din interiorul și din exteriorul tubului de zirconiu este diferită, se va genera potențialul de oxigen corespunzător. Din formula de calcul se poate ști că atunci când concentrația de oxigen în interiorul și în exteriorul tubului de zirconiu este aceeași, potențialul de oxigen ar trebui să fie de 0 milivolt (mV).

Dacă presiunea atmosferică standard este de o atmosferă și concentrația de oxigen din aer este de 21%, formula poate fi simplificată astfel:

()

Când potențialul de oxigen este măsurat cu un instrument de măsurare și se cunoaște concentrația de oxigen din interiorul sau din exteriorul tubului de zirconiu, conținutul de oxigen al piesei măsurate poate fi obținut conform formulei corespunzătoare.

Formula de calcul este următoarea: (În acest moment, temperatura din partea din zirconiu trebuie să fie mai mare de 650°C)

(%O₂) EXTERIOR (ATM) = 0,21 EXPT(-46,421E)

Curba caracteristica

Când gazul măsurat conține O₂și CO în același timp, datorită temperaturii ridicate a senzorului și efectului catalitic al zonei electrodului de platină a senzorului, O₂și CO va reacționa și va ajunge la o stare de echilibru termodinamic, PO₂pe partea măsurată s-a modificat astfel încât presiunea parțială a oxigenului la echilibru este P'O₂.

Acest lucru se datorează faptului că după ce senzorul este activat la temperatură ridicată, procesul de O₂iar reacția CO care tinde să se echilibreze este paralelă cu procesul O₂difuzia concentratiei. Când reacția ajunge la echilibru, difuzia O₂concentrația tinde, de asemenea, să se stabilizeze, astfel încât presiunea parțială măsurată a oxigenului la echilibru este P'O₂.

Următoarele reacții apar în zona negativă a ZrO₂baterie:

1/2 O₂(PO₂)+CO→CO₂

Când reacția ajunge la echilibru, O₂modificări ale concentrației, PO₂se reduce la P'O₂și conversia moleculelor de oxigen gazos și O₂în matrice este:

Electrod negativ:O₂ → 1/2 O₂(P'O₂)+2e

Electrod pozitiv:1/2 O₂(PO₂)+2e → O₂

Procesul de diferență de concentrație a bateriei este:1/2 O₂ (PO₂) → 1/2 O₂(P'O₂)

Când forța electromotoare a senzorului este comparată cu numărul de moli de gaz de oxidare-reducere, curba este o curbă caracteristică similară cu o curbă de titrare.

Forma acestei curbe caracteristice la anumite temperaturi, presiune și debit, același senzor are exact aceeași curbă caracteristică pentru același tip de sistem de gaz.

Prin urmare, sub presiunea atmosferică și gazul măsurat în flux natural, compararea forței electromotoare și a numărului de moli ai O₂-sistemul de CO de către senzorul de zirconiu este un λ (λ=no2 /nco sau procent de volum λ=O₂ × V %/OCO × V %) curbă caracteristică.

Când Pt-Al₂O₃catalizatorul este catalizat la 600°C, CO din sistemul aerob poate fi transformat complet în CO₂, deci gazul măsurat conține doar oxigen după arderea catalitică.

În acest moment, senzorul de zirconiu măsoară exact conținutul de oxigen. Datorită relației dintre gazul măsurat sub acțiunea arderii catalitice, conținutul de CO din gazul măsurat poate fi măsurat. Relația dintre formula reacției și cantitatea înainte și după arderea catalitică a gazului măsurat este următoarea:

Să presupunem că concentrația de monoxid de carbon din gazul măsurat înainte de cataliză este (CO), concentrația de oxigen este A1 și concentrația de oxigen din gazul măsurat după cataliză este A, atunci:

Înainte de ardere:(CO) A1

După ardere:O A

Apoi:A=A1 – (CO)/2

Şi:λ =A1 /(CO)

Aşa:A=λ ×(CO)-(CO)/2

Rezultat:(CO)= 2A /(2λ-1)    (λ>0,5)

Principiul de structură al O₂Sonda /CO

O₂Sonda /CO a făcut modificări corespunzătoare pe baza sondei originale pentru a realiza noua funcție de control al arderii. Pe lângă detectarea conținutului de oxigen în timpul procesului de ardere, sonda poate detecta și combustibili incomplet arși (CO/H₂), deoarece monoxidul de carbon (CO) și hidrogenul (H₂) coexistă în gazele de ardere de ardere incompletă.

Sonda este elementul de bază care utilizează principiul electrochimic după încălzirea zirconiei pentru a realiza măsurarea.

A. O₂electrod (platină)

B. Electrod COe (platină/metal prețios)

C. Electrod de control (platină)

Componenta de bază a sondei este foaia compozită din zirconiu sudată pe tubul de corindon pentru a forma un tub etanș și expusă canalului de gaze de ardere al sistemului de ardere. Utilizarea electrozilor încorporați poate preveni în mod eficient componentele corozive să deterioreze electrozii și crește durata de viață.

Funcțiile electrodului COe și ale O₂electrozii sunt aceiași, dar diferența dintre cei doi electrozi este proprietățile electrochimice și catalitice ale materiilor prime, astfel încât componentele combustibile din gazele de ardere, cum ar fi CO și H₂pot fi identificate și detectate.În starea de ardere completă, tensiunea „Nernst” UO₂se formează și la electrodul COe, iar acești doi electrozi au aceleași caracteristici de curbă. Când se detectează combustie incompletă sau componente combustibile, tensiunea non-„Nernst” UCOe se va forma și pe electrodul COe, dar curbele caracteristice ale celor doi electrozi se mișcă separat. (A se vedea graficele tipice pentru ambii senzori)

Semnalul de tensiune UCO/H₂a senzorului total este semnalul de tensiune măsurat de electrodul COe. Acest semnal include următoarele două semnale:

UCO/H₂(senzor total) = UO₂(conținut de oxigen) + UCO₂/H₂(componente inflamabile)

Dacă conținutul de oxigen măsurat de O₂electrodul este scăzut din semnalul senzorului total, concluzia este:

UCOe (componentă combustibilă) = UCO/H₂(senzor total)-UO₂(conținut de oxigen)

Formula de mai sus poate fi utilizată pentru a calcula componenta combustibilă COe măsurată în ppm. Senzorul sondei este o caracteristică tipică a semnalului de tensiune. Graficul arată o curbă tipică (linia întreruptă) a concentrației de COe atunci când conținutul de oxigen scade treptat.

Când arderea intră într-o zonă lipsită de aer, în așa-numitul punct „marginea emisiei”, când aerul insuficient determină arderea incompletă, concentrația corespunzătoare de COe va crește semnificativ.

Caracteristicile semnalului obținut sunt prezentate în diagrama curbei sondei.

UO₂(linie continuă) și UCO/H₂(linie punctată).

Când aerul este în exces și arderea este complet lipsită de componente COe, senzorul semnalează UO₂şi UCO/H₂sunt aceleași și, conform principiului „Nernst”, este afișat conținutul actual de oxigen al canalului de gaze arse.

Când se apropie de „marginea de descărcare”, tensiunea totală a senzorului semnalează UCO/H₂a electrodului COe crește cu o rată disproporționată datorită semnalului suplimentar COe non-Nernst. Pentru caracteristicile semnalului de tensiune ale senzorului: UO₂şi UCO/H₂în raport cu conținutul de oxigen din canalul de gaze arse, aici sunt afișate și caracteristicile tipice ale componentului combustibil COe.

Pe lângă semnalele de tensiune ale senzorilor UCO/H₂și UO₂, senzorul relativ dinamic semnalează dU O₂/dt și dUCO/H₂/dt și în special intervalul de semnal de fluctuație al electrodului COe poate fi utilizat pentru a bloca „marginea de emisie” a arderii.

(A se vedea „Combustie incompletă: intervalul de fluctuație a tensiunii electrodului COe UCO/H₂„)

Caracteristici tehnice

•Funcție dublă de intrare a sondei: Un analizor poate fi echipat cu două sonde, ceea ce poate economisi costul de utilizare și poate îmbunătăți fiabilitatea măsurării.

•Funcție de ieșire multiplă: Analizorul are două ieșiri de semnal de curent de 4-20 mA și interfață de comunicare computer-calculator RS232 sau interfață de rețea RS485. Un canal de ieșire a semnalului de oxigen, celălalt canal de ieșire a semnalului de CO.

•Domeniu de măsurare: Intervalul de măsurare a oxigenului este 10^-30până la 100% conținut de oxigen, iar intervalul de măsurare a monoxidului de carbon este 0-2000PPM.

•Setarea alarmei:Analizorul are 1 ieșire de alarmă generală și 3 ieșiri de alarmă programabile.

• Calibrare automată:Analizorul va monitoriza automat diverse sisteme funcționale și va calibra automat pentru a asigura acuratețea analizorului în timpul măsurării.

•Sistem inteligent:Analizorul poate completa funcțiile diferitelor setări în funcție de setările prestabilite.

•Funcția de afișare a ieșirii:Analizorul are o funcție puternică de afișare a diverșilor parametri și o funcție puternică de ieșire și control a diferiților parametri.

•Funcția de siguranță:Când cuptorul nu mai este utilizat, utilizatorul poate controla oprirea încălzitorului sondei pentru a asigura siguranța în timpul utilizării.

•Instalarea este simplă și ușoară:instalarea analizorului este foarte simpla si exista un cablu special de conectat cu sonda de zirconiu.

Specificații

Intrări

• Una sau două sonde de zirconiu sau o sondă de zirconiu + senzor CO

• Termometru de gaz sau de rezervă tip K, R, J, S

• Intrare semnal de purjare a gazului sub presiune

• Alegerea a doi combustibili diferiți

• Control de funcționare în condiții de siguranță anti-explozie (aplicabil numai la sondele încălzite)

Ieșiri

Două ieșiri de semnal liniare 4~20mA DC (sarcină maximă 1000Ω)

• Primul domeniu de ieșire (opțional)

Ieșire liniară 0~1% până la 0~100% conținut de oxigen

Ieșire logaritmică 0,1~20% conținut de oxigen

Ieșire de micro-oxigen 10^-39la 10^-1continutul de oxigen

• Al doilea domeniu de ieșire (poate fi selectat dintre următoarele)

Conținutul de monoxid de carbon (CO) Valoarea PPM

Dioxid de carbon (CO₂)%

Măsurarea gazelor combustibile valoarea PPM

Eficiența arderii

Înregistrați valoarea oxigenului

Valoarea de ardere anoxica

Temperatura fumului

Afișarea parametrilor secundari

• Monoxid de carbon carbon (CO) PPM

• Eficiența arderii gazelor combustibile

• Tensiunea de ieșire a sondei

• Temperatura sondei

• Temperatura mediului ambiant

• An luna zi

• Umiditatea mediului

• Temperatura fumului

• Impedanța sondei

• Indicele de hipoxie

• Timp de operare și întreținere

Comunicare computer/imprimanta

Analizorul are un port serial de ieșire RS232 sau RS485, care poate fi conectat direct la un terminal de calculator sau la o imprimantă, iar sonda și instrumentul pot fi diagnosticate prin intermediul computerului.

Curățarea prafului și calibrarea gazului standard

Analizorul are 1 canal pentru îndepărtarea prafului și 1 canal pentru calibrarea standard a gazului sau 2 canale pentru relee de ieșire standard de calibrare a gazului și un comutator cu electrovalvă care poate fi acționat automat sau manual.

PrecizieP

± 1% din citirea efectivă a oxigenului cu o repetabilitate de 0,5%. De exemplu, la 2% oxigen, precizia ar fi de ±0,02% oxigen.

AlarmeP

Analizorul are 4 alarme generale cu 14 funcții diferite și 3 alarme programabile. Poate fi utilizat pentru semnale de avertizare, cum ar fi conținut ridicat și scăzut de oxigen, CO ridicat și scăzut, erori de sondă și erori de măsurare.

Interval de afișareP

Afișează automat 10^-30Conținut de oxigen ～100% O2 și conținut de monoxid de carbon de 0 ppm ~ 2000 ppm CO.

Gaz de referințăP

Alimentare cu aer prin micropompa vibratoare.

Putere Ruireqements

85VAC până la 264VAC 3A

Temperatura de operare

Temperatura de funcționare -25°C până la 55°C

Umiditate relativă 5% până la 95% (fără condensare)

Grad de protecție

IP65

IP54 cu pompa de aer de referinta interna

Dimensiuni si Greutate

300 mm L x 180 mm H x 100 mm D 3 kg