Nernst N2032-O2/CO Analizzatore di contenuto di ossigeno e gas combustibili a due componenti
Campo di applicazione
Il Nernst N2032-O2/CO contenuto di ossigeno e gas combustibileanalizzatore a due componentiè un analizzatore completo in grado di rilevare simultaneamente il contenuto di ossigeno, il monossido di carbonio e l'efficienza di combustione nel processo di combustione.Può monitorare il contenuto di ossigeno e il contenuto di monossido di carbonio nei fumi durante o dopo la combustione di caldaie, fornaci e fornaci.
L'analizzatore accoppiato con Nernst O2La sonda /CO può misurare la percentuale di contenuto di ossigeno O2% in canna fumaria e focolare, il valore PPM di monossido di carbonio CO, il valore di 12 gas combustibili e l'efficienza di combustione della fornace di combustione in tempo reale.
Caratteristiche dell'applicazione
Dopo aver utilizzato Nernst N2032-O2/CO contenuto di ossigeno e gas combustibileanalizzatore a due componenti, gli utenti possono risparmiare molta energia e controllare le emissioni di gas di scarico.
Il Nernst N2032-O2/CO contenuto di ossigeno e gas combustibileanalizzatore a due componentiè una tecnologia unica che utilizza la struttura a doppia testa in zirconia sviluppata dopo dieci anni di ricerca e può misurare contemporaneamente il contenuto di ossigeno e il contenuto di monossido di carbonio.Attualmente è una vera tecnologia di misurazione in linea. Basso costo, alta precisione, può essere misurata online in varie condizioni di elevata umidità e polvere elevata.
Nel processo di combustione del perossigeno, quando il gas combustibile e l'ossigeno che supporta la combustione raggiungono un certo punto di equilibrio dinamico, anche il contenuto di monossido di carbonio cambierà con il leggero cambiamento della quantità di ossigeno. La tendenza al cambiamento del contenuto di ossigeno e il cambiamento l'andamento del monossido di carbonio forma lo stesso andamento sovrapposto.
Nernst O2Principio di misura della sonda /CO
Il Nernst O2La sonda /CO ha due elettrodi, che possono rilevare contemporaneamente sia il segnale dell'ossigeno che il segnale del combustibile. Poiché i fumi di combustione incompleti contengono monossido di carbonio (CO), combustibili e idrogeno (H2).
La cella di ossigeno della sonda di zirconio o del sensore di ossigeno utilizza il potenziale di ossigeno generato dalle diverse concentrazioni di ossigeno all'interno e all'esterno dell'ossido di zirconio ad alta temperatura (superiore a 650°C) per misurare il contenuto di ossigeno della parte misurata. parte della sonda è realizzata con guscio in acciaio inossidabile o guscio in acciaio legato, composto da riscaldatore in acciaio legato, tubo in zirconia, termocoppia, filo, morsettiera e scatola, vedere il diagramma schematico. Il tubo in zirconia della sonda è isolato da gas l'interno e l'esterno del tubo di zirconio attraverso un corrispondente dispositivo di tenuta.
Quando la temperatura della testa della sonda in zirconio raggiunge 650°C o superiore attraverso il riscaldatore o la temperatura esterna, le diverse concentrazioni di ossigeno sui lati interno ed esterno genereranno una forza elettromotrice corrispondente sulla superficie dell'ossido di zirconio. Il potenziale elettrico può essere misurato dal filo conduttore corrispondente e il valore di temperatura della parte può essere misurato dalla termocoppia corrispondente.
Quando la concentrazione di ossigeno all'interno e all'esterno del tubo di zirconio è nota, il potenziale di ossigeno corrispondente può essere calcolato secondo la formula di calcolo del potenziale di zirconio.
La formula è la seguente:
E (millivolt) =4Ftronco d'alberoe 
Dove E è il potenziale dell'ossigeno, R è la costante dei gas, T è il valore assoluto della temperatura, PO2INSIDE è il valore della pressione dell'ossigeno all'interno del tubo di zirconio, e PO2OUTSIDE è il valore di pressione dell'ossigeno all'esterno del tubo di zirconio.Secondo la formula, quando la concentrazione di ossigeno all'interno e all'esterno del tubo di zirconio è diversa, verrà generato il potenziale di ossigeno corrispondente.Si può sapere dalla formula di calcolo che quando il la concentrazione di ossigeno all'interno e all'esterno del tubo di zirconio è la stessa, il potenziale di ossigeno dovrebbe essere 0 millivolt (mV).
Se la pressione atmosferica standard è di un'atmosfera e la concentrazione di ossigeno nell'aria è del 21%, la formula può essere semplificata in:
Quando il potenziale di ossigeno viene misurato con uno strumento di misura e la concentrazione di ossigeno all'interno o all'esterno del tubo di zirconio è nota, il contenuto di ossigeno della parte misurata può essere ottenuto secondo la formula corrispondente.
La formula di calcolo è la seguente: (In questo momento, la temperatura nella parte in zirconia deve essere maggiore di 650°C)
(%O2) ESTERNO (ATM) = 0,21 EXPT
Curva caratteristica
Quando il gas misurato contiene O2e CO allo stesso tempo, a causa dell'elevata temperatura del sensore e dell'effetto catalitico dell'area dell'elettrodo di platino del sensore, O2e CO reagiranno e raggiungeranno uno stato di equilibrio termodinamico, il PO2sul lato misurato è cambiato in modo che la pressione parziale dell'ossigeno all'equilibrio sia P'O2.
Questo perché dopo che il sensore è stato attivato ad alta temperatura, il processo di O2e la reazione di CO tendente all'equilibrio è parallela al processo di O2diffusione della concentrazioneQuando la reazione raggiunge l'equilibrio, la diffusione di O2anche la concentrazione tende a stabilizzarsi, cosicché la pressione parziale dell'ossigeno misurata all'equilibrio è P'O2.
Le seguenti reazioni si verificano nell'area negativa dello ZrO2batteria:
1/2 o2(P.O2)+CO→CO2
Quando la reazione raggiunge l'equilibrio, l'O2variazioni di concentrazione, PO2è ridotto a P'O2, e la conversione di molecole di ossigeno gassoso e O2nella matrice è:
Elettrodo negativo:O2 → 1/2 d2(P'O2)+2e
Elettrodo positivo:1/2 o2(P.O2)+2e → O2
Il processo di differenza di concentrazione della batteria è:1/2 o2 (P.O2) → 1/2 O2(P'O2)
Quando la forza elettromotrice del sensore viene confrontata con il numero di moli di gas di ossidoriduzione, la curva è una curva caratteristica simile a una curva di titolazione.
La forma di questa curva caratteristica a determinate temperature, pressioni e portate, lo stesso sensore ha esattamente la stessa curva caratteristica per lo stesso tipo di sistema a gas.
Pertanto, sotto una pressione atmosferica e il gas misurato in flusso naturale, il confronto della forza elettromotrice e il numero di moli dell'O2-CO sistema dal sensore di zirconio è un λ (λ=no2 /nco o percentuale di volume λ=O2 × V %/OCO × V %) curva caratteristica.
Quando il Pt-Al2O3catalizzatore è catalizzato a 600°C, la CO nel sistema aerobico può essere completamente convertita in CO2, quindi il gas misurato contiene solo ossigeno dopo la combustione catalitica.
In questo momento, il sensore di zirconio misura il contenuto di ossigeno preciso.A causa della relazione del gas misurato sotto l'azione della combustione catalitica, è possibile misurare il contenuto di CO nel gas misurato. La relazione tra la formula di reazione e la quantità prima e dopo la combustione catalitica del gas misurato è la seguente:
Supponiamo che la concentrazione di monossido di carbonio nel gas misurato prima della catalisi sia (CO), la concentrazione di ossigeno sia A1 e la concentrazione di ossigeno nel gas misurato dopo la catalisi sia A, quindi:
Prima di bruciare:(CO) A1
Dopo aver bruciato：O A
Poi:LA=LA1 – (CO)/2
E:λ =A1 /(CO)
COSÌ:A=λ ×(CO)-(CO)/2
Risultato:(CO)= 2A /(2λ-1) (λ＞0.5)
Il principio di struttura dell'O2/CO sonda
L'O2La sonda /CO ha apportato modifiche corrispondenti sulla base della sonda originale per realizzare la nuova funzione di controllo della combustione. Oltre a rilevare il contenuto di ossigeno durante il processo di combustione, la sonda può anche rilevare combustibili non completamente combusti (CO/H2), perché il monossido di carbonio (CO) e l'idrogeno (H2) coesistono nei fumi di combustione incompleta.
La sonda è l'elemento base che utilizza il principio elettrochimico dopo il riscaldamento dell'ossido di zirconio per realizzare la misurazione.
A. O2elettrodo (platino)
B. Elettrodo COe (platino/metallo prezioso)
C. Elettrodo di controllo (platino)
Il componente principale della sonda è il foglio composito di zirconio saldato sul tubo di corindone per formare un tubo sigillato ed esposto al canale dei fumi del sistema di combustione. L'uso di elettrodi incorporati può prevenire efficacemente che i componenti corrosivi danneggino gli elettrodi e aumentare la durata.
Le funzioni dell'elettrodo COe e dell'O2l'elettrodo è lo stesso, ma la differenza tra i due elettrodi è nelle proprietà elettrochimiche e catalitiche delle materie prime, in modo che i componenti combustibili nei gas di combustione come CO e H2può essere identificato e rilevato. Nello stato di combustione completa, la tensione "Nernst" UO2si forma anche all'elettrodo COe, e questi due elettrodi hanno le stesse caratteristiche di curva.Quando si rileva una combustione incompleta o componenti combustibili, si formerà anche la tensione UCOe non “Nernst” sull'elettrodo COe, ma le curve caratteristiche dei due elettrodi si muovono separatamente. (Vedi grafici tipici per entrambi i sensori)
Il segnale di tensione UCO/H2del sensore totale è il segnale di tensione misurato dall'elettrodo COe.Questo segnale include i seguenti due segnali:
UCO/H2(sensore totale) = UO2(contenuto di ossigeno) + UCO2/H2(componenti infiammabili)
Se il contenuto di ossigeno misurato dall'O2elettrodo viene sottratto dal segnale del sensore totale, la conclusione è:
UCOe (componente combustibile) = UCO/H2(sensore totale)-UO2(contenuto di ossigeno)
La formula precedente può essere utilizzata per calcolare il componente combustibile COe misurato in ppm. Il sensore della sonda è una tipica caratteristica del segnale di tensione. Il grafico mostra una curva tipica (linea tratteggiata) della concentrazione di COe quando il contenuto di ossigeno diminuisce gradualmente.
Quando la combustione entra in una zona carente d'aria, nel cosiddetto punto di “bordo di emissione”, quando l'aria insufficiente provoca una combustione incompleta, la corrispondente concentrazione di COe aumenterà in modo significativo.
Le caratteristiche del segnale ottenute sono mostrate nel diagramma della curva della sonda.
UO2(linea continua) e UCO/H2(linea tratteggiata).
Quando l'aria è in eccesso e la combustione è completamente priva di componenti COe, il sensore segnala UO2e UCO/H2sono gli stessi e, secondo il principio di "Nernst", viene visualizzato l'attuale contenuto di ossigeno del canale dei fumi.
Quando ci si avvicina al "fronte di scarica", il segnale di tensione totale del sensore UCO/H2dell'elettrodo COe aumenta a una velocità sproporzionata a causa del segnale aggiuntivo COe non Nernst. Per le caratteristiche del segnale di tensione del sensore: UO2e UCO/H2in relazione al contenuto di ossigeno nel canale dei fumi, vengono qui visualizzate anche le caratteristiche tipiche del componente combustibile COe.
Oltre ai segnali in tensione dei sensori UCO/H2e UO2, il sensore relativamente dinamico segnala dU O2/dt e dUCO/H2/dt e in particolare l'intervallo del segnale di fluttuazione dell'elettrodo COe può essere utilizzato per bloccare il "fronte di emissione" della combustione.
(Vedi “Combustione incompleta: il campo di fluttuazione della tensione dell'elettrodo COe UCO/H2“)
Caratteristiche tecniche
•Funzione di ingresso a doppia sonda: Un analizzatore può essere dotato di due sonde, che possono risparmiare sui costi di utilizzo e migliorare l'affidabilità della misurazione.
•Funzione di uscita multipla: L'analizzatore ha due uscite di segnale di corrente 4-20 mA e un'interfaccia di comunicazione computer-computer RS232 o un'interfaccia di rete RS485.Un canale di uscita del segnale di ossigeno, l'altro canale di uscita del segnale di CO.
•Campo di misura: L'intervallo di misurazione dell'ossigeno è 10-30al 100% di contenuto di ossigeno e l'intervallo di misurazione del monossido di carbonio è 0-2000 PPM.
•Impostazione dell'allarme:L'analizzatore dispone di 1 uscita di allarme generale e 3 uscite di allarme programmabili.
• Calibrazione automatica:L'analizzatore monitorerà automaticamente vari sistemi funzionali e si calibrerà automaticamente per garantire l'accuratezza dell'analizzatore durante la misurazione.
•Sistema intelligente:L'analizzatore può completare le funzioni di varie impostazioni in base alle impostazioni predeterminate.
•Funzione di uscita del display:L'analizzatore ha una forte funzione di visualizzazione di vari parametri e una forte funzione di output e controllo di vari parametri.
•Funzione di sicurezza:Quando il forno è fuori uso, l'utente può controllare per spegnere il riscaldatore della sonda per garantire la sicurezza durante l'uso.
•L'installazione è semplice e facile:l'installazione dell'analizzatore è molto semplice ed è presente un cavo speciale per il collegamento con la sonda all'ossido di zirconio.
Specifiche
Ingressi
• Una o due sonde in zirconio o una sonda in zirconio + sensore CO
• Termometro fumi o di ricambio tipo K, R, J, S
• Ingresso segnale spurgo gas in pressione
• Scelta di due diversi combustibili
• Controllo di funzionamento sicuro antideflagrante (applicabile solo a sonda riscaldata)
Uscite
Due uscite di segnale DC lineari 4~20mA (carico massimo 1000Ω)
• Il primo intervallo di output (opzionale)
Uscita lineare da 0~1% a 0~100% di contenuto di ossigeno
Uscita logaritmica 0,1~20% di contenuto di ossigeno
Uscita micro-ossigeno 10-39a 10-1contenuto di ossigeno
• Il secondo intervallo di uscita (selezionabile tra i seguenti)
Contenuto di monossido di carbonio (CO) Valore PPM
Anidride carbonica (CO2)%
Misurazione del gas combustibile Valore PPM
Efficienza di combustione
Registrare il valore dell'ossigeno
Valore di combustione anossica
Temperatura fumi
Visualizzazione dei parametri secondari
• Monossido di carbonio carbonio (CO) PPM
• Efficienza di combustione del gas combustibile
• Tensione di uscita della sonda
• La temperatura della sonda
• Temperatura ambiente
• Anno mese giorno
• Umidità ambientale
• Temperatura fumi
• Impedenza della sonda
• Indice di ipossia
• Tempo di funzionamento e manutenzione
Comunicazione computer/stampante
L'analizzatore ha una porta di uscita seriale RS232 o RS485, che può essere collegata direttamente a un terminale di computer oa una stampante, e la sonda e lo strumento possono essere diagnosticati attraverso il computer.
Pulizia polveri e taratura gas standard
L'analizzatore ha 1 canale per la rimozione della polvere e 1 canale per la calibrazione del gas standard o 2 canali per i relè di uscita della calibrazione del gas standard e un interruttore dell'elettrovalvola che può essere azionato automaticamente o manualmente.
PrecisioneP
± 1% della lettura effettiva dell'ossigeno con una ripetibilità dello 0,5%.Ad esempio, al 2% di ossigeno la precisione sarebbe ±0,02% di ossigeno.
AllarmiP
L'analizzatore dispone di 4 allarmi generali con 14 funzioni diverse e 3 allarmi programmabili.Può essere utilizzato per segnali di avviso come contenuto di ossigeno alto e basso, CO alto e basso, errori della sonda ed errori di misurazione.
Intervallo di visualizzazioneP
Visualizza automaticamente 10-30～100% di contenuto di ossigeno O2 e 0ppm～2000ppm di contenuto di monossido di carbonio CO.
Gas di riferimentoP
Alimentazione aria tramite micropompa a vibrazione.
Power Ruireqements
Da 85 V CA a 264 V CA 3 A
temperatura di esercizio
Temperatura di esercizio da -25°C a 55°C
Umidità relativa Dal 5% al 95% (senza condensa)
Grado di protezione
IP65
IP54 con pompa aria di riferimento interna
Dimensioni e Peso
300 mm di larghezza x 180 mm di altezza x 100 mm di profondità 3 kg
