Nernst N2032-O2/CO skābekļa satura un degošās gāzes divkomponentu analizators
Pielietojuma diapazons
Nernst N2032-O2/CO skābekļa saturs un degošā gāzedivkomponentu analizatorsir visaptverošs analizators, kas var vienlaikus noteikt skābekļa saturu, oglekļa monoksīdu un degšanas efektivitāti sadegšanas procesā. Tas var kontrolēt skābekļa saturu un oglekļa monoksīda saturu dūmgāzēs katlu, krāšņu un krāšņu sadedzināšanas laikā vai pēc tās.
Analizators sadarbojas ar Nernstu O2/CO zonde var izmērīt skābekļa satura procentuālo daudzumu O2% dūmvadā un krāsnī, oglekļa monoksīda CO PPM vērtība, 12 degošu gāzu vērtība un sadedzināšanas krāsns sadegšanas efektivitāte reālajā laikā.
Pielietojuma īpašības
Pēc Nernst N2032-O lietošanas2/CO skābekļa saturs un degošā gāzedivkomponentu analizators, lietotāji var ietaupīt daudz enerģijas un kontrolēt izplūdes gāzu emisijas.
Nernst N2032-O2/CO skābekļa saturs un degošā gāzedivkomponentu analizatorsir unikāla tehnoloģija, kas izmanto cirkonija oksīda dubultgalvas struktūru, kas izstrādāta pēc desmit gadus ilgas izpētes un var vienlaicīgi izmērīt skābekļa saturu un oglekļa monoksīda saturu. Pašlaik tā ir patiesa in-line mērīšanas tehnoloģija. Zemas izmaksas, augsta precizitāte, var izmērīt tiešsaistē dažādos augsta mitruma un augsta putekļu apstākļos.
Perskābekļa sadegšanas procesā, kurināmajai gāzei un degšanu veicinošajam skābeklim sasniedzot noteiktu dinamiskā līdzsvara punktu, ar nelielām skābekļa daudzuma izmaiņām mainīsies arī oglekļa monoksīda saturs. Skābekļa satura izmaiņu tendence un izmaiņas oglekļa monoksīda tendence veido to pašu tendenci.
Nernsts O2/CO zondes mērīšanas princips
Nernsts O2/CO zondei ir divi elektrodi, kas vienlaikus var noteikt gan skābekļa signālu, gan degošu signālu. Tā kā nepilnīgas sadegšanas dūmgāzes satur oglekļa monoksīdu (CO), degvielas un ūdeņradi (H).2).
Cirkonija zondes vai skābekļa sensora skābekļa šūna izmanto skābekļa potenciālu, ko rada dažādas skābekļa koncentrācijas cirkonija iekšpusē un ārpusē augstā temperatūrā (vairāk par 650°C), lai izmērītu skābekļa saturu izmērītajā daļā. daļa zondes ir izgatavota no nerūsējošā tērauda apvalka vai leģētā tērauda apvalka, kas sastāv no leģētā tērauda sildītāja, cirkonija caurules, termopāra, stieples, spaiļu plates un kastes, skatiet shematisko diagrammu.Zondes cirkonija caurule ir gāzes izolēta no cirkonija caurules iekšpusi un ārpusi caur atbilstošu blīvēšanas ierīci.
Kad cirkonija zondes galvas temperatūra caur sildītāju vai ārējo temperatūru sasniedz 650°C vai augstāka, dažādās skābekļa koncentrācijas iekšējā un ārējā pusē radīs atbilstošu elektromotora spēku cirkonija oksīda virsmā. Var izmērīt elektrisko potenciālu. ar atbilstošo svina vadu, un daļas temperatūras vērtību var izmērīt ar atbilstošo termopāri.
Ja ir zināma skābekļa koncentrācija cirkonija caurulē un ārpus tās, atbilstošo skābekļa potenciālu var aprēķināt pēc cirkonija potenciāla aprēķina formulas.
Formula ir šāda:
E (milivolti) =4Fžurnālse 
Kur E ir skābekļa potenciāls, R ir gāzes konstante, T ir absolūtā temperatūras vērtība, PO2IEKŠpuse ir skābekļa spiediena vērtība cirkonija caurulē un PO2ĀRPUS ir skābekļa spiediena vērtība ārpus cirkonija caurules.Saskaņā ar formulu, ja skābekļa koncentrācija cirkonija caurulē un ārpus tās ir atšķirīga, tiks ģenerēts atbilstošais skābekļa potenciāls. No aprēķina formulas var zināt, ka tad, kad skābekļa koncentrācija cirkonija caurulē un ārpus tās ir vienāda, skābekļa potenciālam jābūt 0 milivoltiem (mV).
Ja standarta atmosfēras spiediens ir viena atmosfēra un skābekļa koncentrācija gaisā ir 21%, formulu var vienkāršot šādi:
Kad skābekļa potenciālu mēra ar mērinstrumentu un ir zināma skābekļa koncentrācija cirkonija caurulē vai ārpus tās, izmērāmās daļas skābekļa saturu var iegūt pēc atbilstošās formulas.
Aprēķina formula ir šāda: (Šobrīd temperatūrai cirkonija daļā jābūt lielākai par 650°C)
(%O2) ĀRĒJĀ (ATM) = 0,21 EXPT
Raksturīga līkne
Ja izmērītā gāze satur O2un CO vienlaicīgi, pateicoties sensora augstajai temperatūrai un sensora platīna elektroda zonas katalītiskajam efektam, O2un CO reaģēs un sasniegs termodinamiskā līdzsvara stāvokli, PO2izmērītajā pusē ir mainījies tā, ka skābekļa parciālais spiediens līdzsvara stāvoklī ir P'O2.
Tas ir tāpēc, ka pēc sensora aktivizēšanas augstā temperatūrā O2un CO reakcija, kurai ir tendence līdzsvarot, ir paralēla O procesam2koncentrācijas difūzija. Kad reakcija sasniedz līdzsvaru, O difūzija2koncentrācija arī mēdz stabilizēties, tā ka izmērītais skābekļa parciālais spiediens līdzsvara stāvoklī ir P'O2.
ZrO negatīvajā zonā notiek šādas reakcijas2akumulators:
1/2 O2(PO2)+CO→CO2
Kad reakcija sasniedz līdzsvaru, O2koncentrācijas izmaiņas, PO2tiek samazināts līdz P'O2, un gāzveida skābekļa molekulu un O konversija2matricā ir:
Negatīvs elektrods:O2 → 1/2 O2(P'O2)+2e
Pozitīvs elektrods:1/2 O2(PO2)+2e → O2
Akumulatora koncentrācijas atšķirības process ir šāds:1/2 O2 (PO2) → 1/2 O2(P'O2)
Ja sensora elektromotora spēku salīdzina ar oksidācijas-reducēšanas gāzes molu skaitu, līkne ir raksturīga līkne, kas līdzīga titrēšanas līknei.
Šīs raksturlīknes forma pie noteiktas temperatūras, spiediena un plūsmas ātruma, vienam un tam pašam sensoram ir tieši tāda pati raksturlīkne tāda paša veida gāzes sistēmai.
Tāpēc zem atmosfēras spiediena un izmērītās gāzes dabiskā plūsmā ir jāsalīdzina O elektromotora spēks un molu skaits.2-CO sistēma ar cirkonija sensoru ir λ (λ=no2 /nco vai tilpuma procents λ=O2 × V %/OCO × V %) raksturlīkne.
Kad Pt-Al2O3katalizators tiek katalizēts 600 ° C temperatūrā, CO aerobajā sistēmā var pilnībā pārveidot par CO2, tāpēc izmērītā gāze pēc katalītiskās sadegšanas satur tikai skābekli.
Šajā laikā cirkonija sensors mēra precīzu skābekļa saturu. Sakarā ar izmērītās gāzes attiecību katalītiskās sadegšanas iedarbībā, var izmērīt CO saturu izmērītajā gāzē. Attiecība starp reakcijas formulu un daudzumu pirms un pēc izmērītās gāzes katalītiskās sadegšanas ir šāda:
Pieņemsim, ka oglekļa monoksīda koncentrācija izmērītajā gāzē pirms katalīzes ir (CO), skābekļa koncentrācija ir A1 un skābekļa koncentrācija izmērītajā gāzē pēc katalīzes ir A, tad:
Pirms dedzināšanas:(CO) A1
Pēc sadedzināšanas:O A
Tad:A=A1 – (CO)/2
Un:λ =A1 /(CO)
Tātad:A=λ ×(CO)-(CO)/2
Rezultāts:(CO)= 2A /(2λ-1) (λ＞0,5)
O struktūras princips2/CO zonde
O2/CO zonde ir veikusi atbilstošas izmaiņas, pamatojoties uz sākotnējo zondi, lai realizētu jauno degšanas kontroles funkciju. Papildus skābekļa satura noteikšanai degšanas procesā, zonde var noteikt arī nepilnīgi sadegušās degvielas (CO/H).2), jo oglekļa monoksīds (CO) un ūdeņradis (H2) pastāv līdzās nepilnīgas sadegšanas dūmgāzēs.
Zonde ir pamatelements, kas izmanto elektroķīmisko principu pēc cirkonija oksīda sildīšanas, lai veiktu mērījumu.
A. O2elektrods (platīns)
B. COe elektrods (platīns/dārgmetāls)
C. Vadības elektrods (platīns)
Zondes galvenā sastāvdaļa ir cirkonija kompozītmateriāla loksne, kas piemetināta uz korunda caurules, veidojot noslēgtu cauruli un ir pakļauta sadegšanas sistēmas dūmgāzu kanālam. Iebūvēto elektrodu izmantošana var efektīvi novērst korozijas komponentu bojājumus elektrodiem un palielināt kalpošanas laiku.
COe elektroda un O funkcijas2elektrodi ir vienādi, taču atšķirība starp diviem elektrodiem ir izejvielu elektroķīmiskās un katalītiskās īpašības, lai dūmgāzēs būtu degošās sastāvdaļas, piemēram, CO un H2var identificēt un atklāt.Pilnīgas sadegšanas stāvoklī “Nernsta” spriegums UO2veidojas arī pie COe elektroda, un šiem diviem elektrodiem ir vienādi līknes raksturlielumi. Konstatējot nepilnīgu sadegšanu vai degošas sastāvdaļas, uz COe elektroda veidosies arī ne-"Nernsta" sprieguma UCOe, taču abu elektrodu raksturlīknes pārvietojas atsevišķi. (Skatiet abu sensoru tipiskos grafikus)
Sprieguma signāls UCO/H2no kopējā sensora ir sprieguma signāls, ko mēra ar COe elektrodu. Šis signāls ietver šādus divus signālus:
UCO/H2(kopējais sensors) = UO2(skābekļa saturs) + UCO2/H2(uzliesmojošas sastāvdaļas)
Ja skābekļa saturs, ko mēra ar O2elektrodu atņem no kopējā sensora signāla, secinājums ir šāds:
UCOe (degoša sastāvdaļa) = UCO/H2(kopējais sensors)-UO2(skābekļa saturs)
Iepriekš minēto formulu var izmantot, lai aprēķinātu degošās sastāvdaļas COe, ko mēra ppm. Zondes sensors ir tipisks sprieguma signāla raksturlielums. Grafikā ir parādīta tipiska COe koncentrācijas līkne (pārtraukta līnija), kad skābekļa saturs pakāpeniski samazinās.
Ja degšana nonāk vietā, kur trūkst gaisa, tā sauktajā “emisijas malas” punktā, kad nepietiekams gaiss izraisa nepilnīgu sadegšanu, atbilstošā COe koncentrācija ievērojami palielināsies.
Iegūtie signāla raksturlielumi ir parādīti zondes līknes diagrammā.
UO2(nepārtraukta līnija) un UCO/H2(punktēta līnija).
Kad gaiss ir pārpalikums un sadegšana ir pilnībā brīva no COe komponentiem, sensors signalizē UO2un UCO/H2ir vienādi, un saskaņā ar “Nernst” principu tiek parādīts pašreizējais skābekļa saturs dūmgāzu kanālā.
Tuvojoties “izlādes malai”, kopējais sensora sprieguma signāls UCO/H2COe elektrods palielinās nesamērīgā ātrumā papildu ne-Nernsta COe signāla dēļ. Sensora sprieguma signāla raksturlielumiem: UO2un UCO/H2attiecībā pret skābekļa saturu dūmgāzu kanālā šeit tiek parādīti arī degošās sastāvdaļas COe tipiskie raksturlielumi.
Papildus sensoru UCO/H sprieguma signāliem2un UO2, relatīvi dinamiskie sensora signāli dU O2/dt un dUCO/H2/dt un jo īpaši COe elektroda svārstību signāla diapazonu var izmantot, lai bloķētu degšanas "emisijas malu".
(Skatīt “Nepilnīga sadegšana: COe elektroda UCO/H sprieguma svārstību diapazons2“)
Tehniskie parametri
•Divkāršās zondes ievades funkcija: Vienu analizatoru var aprīkot ar divām zondēm, kas var ietaupīt lietošanas izmaksas un uzlabot mērījumu ticamību.
•Vairākas izvades funkcijas: Analizatoram ir divas 4-20mA strāvas signālu izejas un datora-datora komunikācijas interfeiss RS232 vai tīkla interfeiss RS485. Viens skābekļa signāla izvades kanāls, otrs CO signāla izvades kanāls.
•Mērījumu diapazons: Skābekļa mērījumu diapazons ir 10-30līdz 100% skābekļa saturam, un oglekļa monoksīda mērījumu diapazons ir 0-2000 PPM.
•Signalizācijas iestatījums:Analizatoram ir 1 vispārējā trauksmes izeja un 3 programmējamas trauksmes izejas.
• Automātiskā kalibrēšana:Analizators automātiski uzraudzīs dažādas funkcionālās sistēmas un automātiski kalibrēs, lai nodrošinātu analizatora precizitāti mērīšanas laikā.
•Inteliģentā sistēma:Analizators var veikt dažādu iestatījumu funkcijas atbilstoši iepriekš noteiktiem iestatījumiem.
•Displeja izvades funkcija:Analizatoram ir spēcīga dažādu parametru parādīšanas funkcija un spēcīga dažādu parametru izvades un vadības funkcija.
•Drošības funkcija:Kad krāsns netiek izmantota, lietotājs var kontrolēt, lai izslēgtu zondes sildītāju, lai nodrošinātu drošību lietošanas laikā.
•Uzstādīšana ir vienkārša un vienkārša:analizatora uzstādīšana ir ļoti vienkārša, un tam ir īpašs kabelis savienošanai ar cirkonija zondi.
Specifikācijas
Ievades
• Viena vai divas cirkonija zondes vai viena cirkonija zonde + CO sensors
• Dūmvada vai rezerves termometrs tips K, R, J, S tips
• Spiediena gāzes attīrīšanas signāla ieeja
• Divu dažādu degvielu izvēle
• Sprādziendroša drošas darbības kontrole (attiecas tikai uz apsildāmu zondi)
Izejas
Divas lineāras 4～20mA līdzstrāvas signālu izejas (maksimālā slodze 1000Ω)
• Pirmais izvades diapazons (pēc izvēles)
Lineārā jauda no 0-1% līdz 0-100% skābekļa satura
Logaritmiskā izeja 0,1–20% skābekļa saturs
Mikroskābekļa izvade 10-39līdz 10-1skābekļa saturs
• Otrais izvades diapazons (var izvēlēties no tālāk norādītajiem)
Oglekļa monoksīda satura (CO) PPM vērtība
Oglekļa dioksīds (CO2)%
Deggāzes mērījumu PPM vērtība
Degšanas efektivitāte
Reģistrēt skābekļa vērtību
Anoksiskās sadegšanas vērtība
Dūmvadu temperatūra
Sekundāro parametru displejs
• Oglekļa monoksīda oglekļa (CO) PPM
• Deggāzes sadegšanas efektivitāte
• Zondes izejas spriegums
• Zondes temperatūra
• Apkārtējās vides temperatūra
• Gads mēneša diena
• Vides mitrums
• Dūmvadu temperatūra
• Zondes pretestība
• Hipoksijas indekss
• Ekspluatācijas un apkopes laiks
Datora/printera komunikācija
Analizatoram ir RS232 vai RS485 seriālās izejas ports, ko var tieši savienot ar datora termināli vai printeri, un zondi un instrumentu var diagnosticēt, izmantojot datoru.
Putekļu tīrīšana un standarta gāzes kalibrēšana
Analizatoram ir 1 kanāls putekļu noņemšanai un 1 kanāls standarta gāzes kalibrēšanai vai 2 kanāli standarta gāzes kalibrēšanas izejas relejiem, kā arī solenoīda vārsta slēdzis, ko var darbināt automātiski vai manuāli.
PrecizitāteP
± 1% no faktiskā skābekļa rādījuma ar atkārtojamību 0,5%. Piemēram, pie 2% skābekļa precizitāte būtu ±0,02% skābekļa.
SignalizācijasP
Analizatoram ir 4 vispārīgi trauksmes signāli ar 14 dažādām funkcijām un 3 programmējami trauksmes signāli. To var izmantot brīdinājuma signāliem, piemēram, augsts un zems skābekļa saturs, augsts un zems CO, kā arī zondes kļūdas un mērījumu kļūdas.
Displeja diapazonsP
Automātiski parādīt 10-30～100% O2 skābekļa saturs un 0ppm～2000ppm CO oglekļa monoksīda saturs.
Atsauces gāzeP
Gaisa padeve ar mikromotora vibrācijas sūkni.
Jaudas prasības
85V līdz 264VAC 3A
Darba temperatūra
Darba temperatūra -25°C līdz 55°C
Relatīvais mitrums no 5% līdz 95% (nekondensējošs)
Aizsardzības pakāpe
IP65
IP54 ar iekšējo atsauces gaisa sūkni
Izmēri un svars
300 mm P x 180 mm A x 100 mm G 3kg
