Nernst N2032-O2/CO oksijen içeriği ve yanıcı gaz iki bileşenli analizörü

Uygulama aralığı

Nernst N2032-O₂/CO oksijen içeriği ve yanıcı gaziki bileşenli analizöryanma sürecindeki oksijen içeriğini, karbon monoksiti ve yanma verimliliğini aynı anda tespit edebilen kapsamlı bir analizördür. Kazan, fırın ve fırınların yanması sırasında veya sonrasında baca gazındaki oksijen içeriğini ve karbon monoksit içeriğini izleyebilir.

Analizör Nernst O ile eşleşiyor₂/CO probu oksijen içeriği yüzdesini ölçebilir O₂Baca ve ocaktaki yüzde, karbon monoksit CO'nun PPM değeri, 12 yanıcı gazın değeri ve yanma fırınının gerçek zamanlı yanma verimliliği.

Uygulama özellikleri

Nernst N2032-O'yu kullandıktan sonra₂/CO oksijen içeriği ve yanıcı gaziki bileşenli analizörsayesinde kullanıcılar büyük miktarda enerji tasarrufu yapabilir ve egzoz gazı emisyonlarını kontrol edebilir.

Nernst N2032-O₂/CO oksijen içeriği ve yanıcı gaziki bileşenli analizöron yıllık araştırmaların ardından geliştirilen zirkonya çift kafalı yapıyı kullanan, oksijen içeriği ve karbon monoksit içeriğini aynı anda ölçebilen benzersiz bir teknolojidir. Şu anda gerçek bir hat içi ölçüm teknolojisidir. Düşük maliyet, yüksek doğruluk, çeşitli yüksek nem ve yüksek toz koşullarında çevrimiçi olarak ölçülebilir.

Peroksijenin yanması sürecinde yakıt gazı ve yanmayı destekleyen oksijen belirli bir dinamik denge noktasına ulaştığında, oksijen miktarındaki hafif değişiklikle birlikte karbon monoksit içeriği de değişecektir. Oksijen içeriğinin değişim eğilimi ve değişimi Karbon monoksit eğilimi aynı üst üste gelen eğilimi oluşturur.

Nernst O₂/CO prob ölçüm prensibi

Nernst O₂/CO probunda hem oksijen sinyalini hem de yanıcı sinyali aynı anda algılayabilen çift elektrot bulunur. Çünkü tam yanmamış baca gazı karbon monoksit (CO), yanıcı maddeler ve hidrojen (H) içerir.₂).

Zirkonya probunun veya oksijen sensörünün oksijen hücresi, ölçülen parçanın oksijen içeriğini ölçmek için yüksek sıcaklıkta (650°C'den yüksek) zirkonyanın içindeki ve dışındaki farklı oksijen konsantrasyonları tarafından üretilen oksijen potansiyelini kullanır. Probun bir kısmı, alaşımlı çelik ısıtıcı, zirkonya tüpü, termokupl, tel, terminal panosu ve kutudan oluşan paslanmaz çelik kabuk veya alaşımlı çelik kabuktan yapılmıştır, şematik diyagrama bakınız. Probun zirkonya tüpü, gazdan yalıtılmıştır. karşılık gelen bir sızdırmazlık cihazı aracılığıyla zirkonya tüpünün içini ve dışını.

Zirkonya prob kafasının sıcaklığı, ısıtıcı veya dış sıcaklık aracılığıyla 650°C veya daha yükseğe ulaştığında, iç ve dış taraflardaki farklı oksijen konsantrasyonları, zirkonya yüzeyinde karşılık gelen elektromotor kuvvet üretecektir. Elektrik potansiyeli ölçülebilir karşılık gelen kurşun tel ile parçanın sıcaklık değeri karşılık gelen termokupl ile ölçülebilir.

Zirkonya tüpünün içindeki ve dışındaki oksijen konsantrasyonu bilindiğinde, karşılık gelen oksijen potansiyeli, zirkonya potansiyeli hesaplama formülüne göre hesaplanabilir.

Formül aşağıdaki gibidir:

E (milivolt) =4F(RT)kayıte 

E oksijen potansiyeli, R gaz sabiti, T mutlak sıcaklık değeri, PO₂İÇ, zirkonya tüpünün içindeki oksijenin basınç değeridir ve PO₂DIŞ, zirkonya tüpünün dışındaki oksijenin basınç değeridir. Formüle göre zirkonya tüpün içindeki ve dışındaki oksijen konsantrasyonu farklı olduğunda buna karşılık gelen oksijen potansiyeli oluşacaktır. Hesaplama formülünden bilindiği gibi, zirkonya tüpünün içindeki ve dışındaki oksijen konsantrasyonu aynı olduğundan, oksijen potansiyeli 0 milivolt (mV) olmalıdır.

Standart atmosferik basınç bir atmosfer ve havadaki oksijen konsantrasyonu %21 ise formül şu şekilde basitleştirilebilir:

()

Oksijen potansiyeli bir ölçüm cihazı ile ölçüldüğünde ve zirkonya tüpünün içindeki veya dışındaki oksijen konsantrasyonu bilindiğinde, ölçülen parçanın oksijen içeriği ilgili formüle göre elde edilebilir.

Hesaplama formülü şu şekildedir: (Bu sırada zirkonya kısmındaki sıcaklığın 650°C'den büyük olması gerekir)

(%O₂) DIŞ (ATM) = 0,21 EXPT(-46.421E)

Karakteristik eğri

Ölçülen gaz O içerdiğinde₂Sensörün yüksek sıcaklığı ve sensörün platin elektrot alanının katalitik etkisi nedeniyle aynı anda ve CO, O₂ve CO reaksiyona girecek ve termodinamik denge durumuna ulaşacak, PO₂ölçülen tarafta dengedeki oksijen kısmi basıncı P'O olacak şekilde değişmiştir₂.

Bunun nedeni, sensör yüksek sıcaklıkta etkinleştirildikten sonra O işleminin gerçekleşmesidir.₂ve dengelenme eğilimi gösteren CO reaksiyonu O sürecine paraleldir₂konsantrasyon difüzyonu. Reaksiyon dengeye ulaştığında O'nun difüzyonu₂konsantrasyon da stabilize olma eğilimindedir, böylece dengede ölçülen oksijen kısmi basıncı P'O olur.₂.

ZrO'nun negatif alanında aşağıdaki reaksiyonlar meydana gelir:₂pil:

1/2 Ç₂(PO₂)+CO→CO₂

Reaksiyon dengeye ulaştığında, O₂konsantrasyon değişiklikleri, PO₂P'O'ya indirgenir₂ve gaz halindeki oksijen moleküllerinin ve O'nun dönüşümü₂matriste:

Negatif elektrot:O₂ → 1/2 Ç₂(P'O₂)+2e

Pozitif elektrot:1/2 Ç₂(PO₂)+2e → O₂

Pil konsantrasyonu farkı süreci:1/2 Ç₂ (PO₂) → 1/2 O₂(P'O₂)

Sensörün elektromotor kuvveti yükseltgenme-indirgeme gazının mol sayısıyla karşılaştırıldığında eğri, titrasyon eğrisine benzer bir karakteristik eğridir.

Bu karakteristik eğrinin şekli belirli sıcaklık, basınç ve debi altında, aynı sensör aynı tür gaz sistemi için tamamen aynı karakteristik eğriye sahiptir.

Bu nedenle, atmosferik basınç ve doğal akışta ölçülen gaz altında, elektromotor kuvvet ile O'nun mol sayısının karşılaştırılması₂Zirkonya sensörünün -CO sistemi bir λ'dir (λ=no2 /nco veya hacim yüzdesi λ=O₂ × V %/OCO × V %) karakteristik eğrisi.

Pt-Al ne zaman₂O₃Katalizör 600°C'de katalize edilir, aerobik sistemdeki CO tamamen CO'ya dönüştürülebilir₂yani ölçülen gaz katalitik yanma sonrasında yalnızca oksijen içerir.

Bu sırada zirkonya sensörü doğru oksijen içeriğini ölçer. Katalitik yanma etkisi altında ölçülen gazın ilişkisi nedeniyle, ölçülen gazdaki CO içeriği ölçülebilir. Reaksiyon formülü ile ölçülen gazın katalitik yanmasından önceki ve sonraki miktar arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:

Katalizden önce ölçülen gazdaki karbon monoksit konsantrasyonunun (CO), oksijen konsantrasyonunun A1 ve katalizden sonra ölçülen gazdaki oksijen konsantrasyonunun A olduğunu varsayalım, o zaman:

Yakmadan önce:(CO) A1

Yandıktan sonra:O bir

Daha sonra:A=A1 – (CO)/2

Ve:λ =A1 /(CO)

Bu yüzden:A=λ ×(CO)-(CO)/2

Sonuç:(CO)= 2A /(2λ-1)    (λ＞0,5)

O'nun yapı prensibi₂/CO probu

O₂/CO probu, yeni yanma kontrol fonksiyonunu gerçekleştirmek için orijinal probu temel alarak ilgili değişiklikleri yaptı. Prob, yanma işlemi sırasında oksijen içeriğini tespit etmenin yanı sıra, tamamen yanmayan yanıcı maddeleri de tespit edebilir (CO/H)₂), çünkü karbon monoksit (CO) ve hidrojen (H₂) eksik yanmanın baca gazında bir arada bulunur.

Prob, ölçümü gerçekleştirmek için zirkonyanın ısıtılmasından sonra elektrokimyasal prensibi kullanan temel elementtir.

A.O₂elektrot (platin)

B. COe elektrot (platin/değerli metal)

C. Kontrol elektrodu (platin)

Probun çekirdek bileşeni, kapalı bir tüp oluşturmak için korundum tüp üzerine kaynaklanmış ve yanma sisteminin baca gazı kanalına maruz bırakılmış zirkonya kompozit levhadır. Yerleşik elektrotların kullanılması, korozyon bileşenlerinin elektrotlara zarar vermesini etkili bir şekilde önleyebilir ve servis ömrünü arttırın.

COe elektrotunun ve O'nun fonksiyonları₂elektrot aynıdır, ancak iki elektrot arasındaki fark, hammaddelerin elektrokimyasal ve katalitik özellikleridir, böylece baca gazındaki CO ve H gibi yanıcı bileşenler₂tanımlanabilir ve tespit edilebilir.Tam yanma durumunda “Nernst” voltajı UO₂COe elektrotunda da oluşur ve bu iki elektrot aynı eğri özelliklerine sahiptir. Tamamlanmamış yanma veya yanıcı bileşenler tespit edildiğinde, COe elektrotunda "Nernst" olmayan voltaj UCOe de oluşacaktır, ancak iki elektrotun karakteristik eğrileri ayrı ayrı hareket eder.(Her iki sensör için tipik grafiklere bakın)

Gerilim sinyali UCO/H₂Toplam sensörün %'si COe elektrotu tarafından ölçülen voltaj sinyalidir. Bu sinyal aşağıdaki iki sinyali içerir:

UCO/H₂(toplam sensör) = UO₂(oksijen içeriği) + UCO₂/H₂(yanıcı bileşenler)

Oksijen içeriği O tarafından ölçülürse₂elektrot toplam sensörün sinyalinden çıkarılırsa sonuç şudur:

UCOe (yanıcı bileşen) = UCO/H₂(toplam sensör)-UO₂(oksijen içeriği)

Yukarıdaki formül, ppm cinsinden ölçülen yanıcı bileşen COe'yi hesaplamak için kullanılabilir. Prob sensörü tipik bir voltaj sinyali özelliğidir. Grafik, oksijen içeriği yavaş yavaş azaldığında COe konsantrasyonunun tipik bir eğrisini (kesikli çizgi) gösterir.

Yanma, "emisyon sınırı" adı verilen noktada, havanın bulunmadığı bir alana girdiğinde, yetersiz hava eksik yanmaya neden olduğunda, karşılık gelen COe konsantrasyonu önemli ölçüde artacaktır.

Elde edilen sinyal özellikleri prob eğrisi diyagramında gösterilmektedir.

UO₂(sürekli hat) ve UCO/H₂(noktalı çizgi).

Hava fazla olduğunda ve yanma COe bileşenlerinden tamamen arındığında, sensör sinyali UO₂ve UCO/H₂aynıdır ve “Nernst” prensibine göre baca gazı kanalının mevcut oksijen içeriği görüntülenir.

"Deşarj kenarına" yaklaşıldığında, toplam sensör voltajı sinyali UCO/H₂İlave Nernst olmayan COe sinyali nedeniyle COe elektrotunun miktarı orantısız bir oranda artar.Sensörün voltaj sinyali özellikleri için: UO₂ve UCO/H₂Baca gazı kanalındaki oksijen içeriğine göre yanıcı bileşen COe'nin tipik özellikleri de burada gösterilmektedir.

UCO/H sensörlerinin voltaj sinyallerine ek olarak₂ve UO₂nispeten dinamik sensör sinyalleri dU O₂/dt ve dUCO/H₂/dt ve özellikle COe elektrotunun dalgalanma sinyali aralığı, yanmanın "emisyon kenarını" kilitlemek için kullanılabilir.

(Bkz. “Eksik yanma: COe elektrot UCO/H'nin voltaj dalgalanma aralığı₂“)

Teknik özellikler

•Çift prob giriş fonksiyonu: Bir analizör, kullanım maliyetinden tasarruf sağlayan ve ölçüm güvenilirliğini artıran iki probla donatılabilir.

•Çoklu çıkış fonksiyonu: Analizör iki adet 4-20mA akım sinyal çıkışına ve bilgisayar-bilgisayar iletişim arayüzü RS232 veya ağ arayüzü RS485'e sahiptir. Bir kanal oksijen sinyali çıkışı, diğer kanal CO sinyal çıkışı.

•Ölçüm aralığı: Oksijen ölçüm aralığı 10^-30%100'e kadar oksijen içeriği ve karbon monoksit ölçüm aralığı 0-2000PPM'dir.

•Alarm ayarı:Analizörün 1 adet genel alarm çıkışı ve 3 adet programlanabilir alarm çıkışı bulunmaktadır.

• Otomatik kalibrasyon:Analizör, çeşitli fonksiyonel sistemleri otomatik olarak izleyecek ve ölçüm sırasında analizörün doğruluğunu sağlamak için otomatik olarak kalibre edecektir.

•Akıllı sistem:Analizör, önceden belirlenen ayarlara göre çeşitli ayarların işlevlerini tamamlayabilir.

•Ekran çıkış fonksiyonu:Analizör, çeşitli parametreleri görüntüleme konusunda güçlü bir işleve ve çeşitli parametrelerin güçlü bir çıktı ve kontrol işlevine sahiptir.

•Güvenlik fonksiyonu:Fırın kullanım dışı olduğunda kullanıcı, kullanım sırasında güvenliği sağlamak için probun ısıtıcısını kapatmayı kontrol edebilir.

•Kurulum basit ve kolaydır:Analizörün kurulumu oldukça basittir ve zirkonya probuna bağlanmak için özel bir kablo bulunmaktadır.

Özellikler

Girişler

• Bir veya iki zirkonya probu veya bir zirkonya probu + CO sensörü

• Baca veya yedek termometre tipi K, R, J, S tipi

• Basınçlı gaz tahliye sinyali girişi

• İki farklı yakıt seçeneği

• Patlamaya dayanıklı güvenli çalışma kontrolü (yalnızca ısıtmalı prob için geçerlidir)

Çıkışlar

İki doğrusal 4~20mA DC sinyal çıkışı (maksimum yük 1000Ω)

• İlk çıkış aralığı (isteğe bağlı)

Doğrusal çıkış %0~1 ila %0~100 oksijen içeriği

Logaritmik çıkış %0,1~20 oksijen içeriği

Mikro oksijen çıkışı 10^-3910'a kadar^-1oksijen içeriği

• İkinci çıkış aralığı (aşağıdakilerden seçilebilir)

Karbon monoksit içeriği (CO) PPM değeri

Karbondioksit (CO₂)%

Yanıcı gaz ölçümü PPM değeri

Yanma verimliliği

Oksijen değerini kaydet

Anoksik yanma değeri

Baca sıcaklığı

İkincil Parametre Ekranı

• Karbon monoksit karbon (CO) PPM

• Yanıcı gaz yanma verimliliği

• Prob çıkış voltajı

• Probun sıcaklığı

• Ortam sıcaklığı

• Yıl ay günü

• Ortam nemi

• Baca sıcaklığı

• Prob empedansı

• Hipoksi indeksi

• Çalıştırma ve bakım süresi

Bilgisayar/yazıcı iletişimi

Analizör, doğrudan bir bilgisayar terminaline veya yazıcıya bağlanabilen bir RS232 veya RS485 seri çıkış bağlantı noktasına sahiptir ve prob ve cihaz, bilgisayar aracılığıyla teşhis edilebilir.

Toz temizleme ve standart gaz kalibrasyonu

Analizör, toz giderme için 1 kanala ve standart gaz kalibrasyonu için 1 kanala veya standart gaz kalibrasyon çıkış röleleri için 2 kanala ve otomatik veya manuel olarak çalıştırılabilen bir solenoid valf anahtarına sahiptir.

KesinlikP

%0,5 tekrarlanabilirlik ile gerçek oksijen okumasının ± %1'i. Örneğin, %2 oksijende doğruluk ±%0,02 oksijen olacaktır.

AlarmlarP

Analizörün 14 farklı fonksiyona sahip 4 genel alarmı ve 3 programlanabilir alarmı vardır. Yüksek ve düşük oksijen içeriği, yüksek ve düşük CO gibi uyarı sinyalleri ile prob hataları ve ölçüm hataları için kullanılabilir.

Ekran aralığıP

Otomatik olarak 10'u görüntüle^-30~%100 O2 oksijen içeriği ve 0ppm~2000ppm CO karbon monoksit içeriği.

Referans gazıP

Mikro motorlu titreşim pompasıyla hava beslemesi.

Güç Gereksinimleri

85VAC - 264VAC 3A

Çalışma Sıcaklığı

Çalışma Sıcaklığı -25°C ila 55°C

Bağıl Nem %5 ila %95 (yoğuşmasız)

Koruma Derecesi

IP65

Dahili referans hava pompasıyla IP54

Boyutlar ve Ağırlık

300 mm G x 180 mm Y x 100 mm D 3 kg