Analitzador de dos components de contingut d'oxigen i gas combustible Nernst N2032-O2/CO
Gamma d'aplicació
El Nernst N2032-O2Contingut d'oxigen /CO i gas combustibleanalitzador de dos componentsés un analitzador integral que pot detectar simultàniament el contingut d'oxigen, el monòxid de carboni i l'eficiència de la combustió en el procés de combustió.Pot controlar el contingut d'oxigen i monòxid de carboni dels gasos de combustió durant o després de la combustió de calderes, forns i forns.
L'analitzador es combina amb Nernst O2La sonda /CO pot mesurar el percentatge de contingut d'oxigen O2% a la combustió i al forn, el valor PPM del monòxid de carboni CO, el valor de 12 gasos combustibles i l'eficiència de combustió del forn de combustió en temps real.
Característiques de l'aplicació
Després d'utilitzar Nernst N2032-O2Contingut d'oxigen /CO i gas combustibleanalitzador de dos components, els usuaris poden estalviar molta energia i controlar les emissions de gasos d'escapament.
El Nernst N2032-O2Contingut d'oxigen /CO i gas combustibleanalitzador de dos componentsés una tecnologia única que utilitza una estructura de doble cap de zirconi desenvolupada després de deu anys d'investigació i pot mesurar simultàniament el contingut d'oxigen i el contingut de monòxid de carboni.Actualment és una veritable tecnologia de mesura en línia. Baix cost, alta precisió, es pot mesurar en línia en diverses condicions d'humitat alta i pols alta.
En el procés de combustió de peroxigen, quan el gas combustible i l'oxigen que suporta la combustió arriben a un cert punt d'equilibri dinàmic, el contingut de monòxid de carboni també canviarà amb un lleuger canvi en la quantitat d'oxigen. La tendència de canvi del contingut d'oxigen i el canvi. tendència del monòxid de carboni formen la mateixa tendència superposada.
Nernst O2Principi de mesura de la sonda /CO
El Nernst O2La sonda /CO té elèctrodes dobles, que poden detectar tant el senyal d'oxigen com el senyal de combustible al mateix temps. Com que el gas de combustió incompleta conté monòxid de carboni (CO), combustibles i hidrogen (H).2).
La cèl·lula d'oxigen de la sonda de zirconi o del sensor d'oxigen utilitza el potencial d'oxigen generat per les diferents concentracions d'oxigen a l'interior i l'exterior de la zirconia a alta temperatura (superior a 650 °C) per mesurar el contingut d'oxigen de la part mesurada. una part de la sonda està feta de carcassa d'acer inoxidable o carcassa d'acer aliat, que es compon d'escalfador d'acer d'aliatge, tub de zirconi, termoparell, cable, tauler de terminals i caixa, vegeu el diagrama esquemàtic. El tub de zirconi de la sonda està aïllat de gas. l'interior i l'exterior del tub de zirconi mitjançant un dispositiu de segellat corresponent.
Quan la temperatura del capçal de la sonda de zirconi arriba als 650 °C o més a través de l'escalfador o la temperatura externa, les diferents concentracions d'oxigen als costats interior i exterior generaran la força electromotriu corresponent a la superfície de la zirconia. El potencial elèctric es pot mesurar pel cable conductor corresponent i el valor de temperatura de la peça es pot mesurar mitjançant el termoparell corresponent.
Quan es coneix la concentració d'oxigen dins i fora del tub de zirconi, el potencial d'oxigen corresponent es pot calcular segons la fórmula de càlcul del potencial de zirconi.
La fórmula és la següent:
E (milivolts) =4Fregistree 
On E és el potencial d'oxigen, R és la constant del gas, T és el valor absolut de temperatura, PO2INSIDE és el valor de pressió de l'oxigen dins del tub de zirconi i PO2EXTERIOR és el valor de pressió de l'oxigen fora del tub de zirconi. Segons la fórmula, quan la concentració d'oxigen dins i fora del tub de zirconi és diferent, es generarà el potencial d'oxigen corresponent. A partir de la fórmula de càlcul, es pot saber que quan el La concentració d'oxigen dins i fora del tub de zirconi és la mateixa, el potencial d'oxigen hauria de ser de 0 milivolts (mV).
Si la pressió atmosfèrica estàndard és una atmosfera i la concentració d'oxigen a l'aire és del 21%, la fórmula es pot simplificar a:
Quan el potencial d'oxigen es mesura amb un instrument de mesura i es coneix la concentració d'oxigen dins o fora del tub de zirconi, el contingut d'oxigen de la part mesurada es pot obtenir segons la fórmula corresponent.
La fórmula de càlcul és la següent: (En aquest moment, la temperatura a la part de zirconi ha de ser superior a 650 °C)
(% O2) EXTERIOR (ATM) = 0,21 EXPT
Corba característica
Quan el gas mesurat conté O2i CO al mateix temps, a causa de l'alta temperatura del sensor i l'efecte catalític de la zona de l'elèctrode de platí del sensor, O2i el CO reaccionarà i arribarà a un estat d'equilibri termodinàmic, el PO2al costat mesurat ha canviat de manera que la pressió parcial d'oxigen a l'equilibri és P'O2.
Això es deu al fet que després que el sensor s'activa a alta temperatura, el procés d'O2i la reacció de CO que tendeix a l'equilibri és paral·lela al procés d'O2concentració difusió.Quan la reacció arriba a l'equilibri, la difusió d'O2la concentració també tendeix a estabilitzar-se, de manera que la pressió parcial d'oxigen mesurada a l'equilibri és P'O2.
Les reaccions següents es produeixen a l'àrea negativa del ZrO2bateria:
1/2 O2(PO2)+CO→CO2
Quan la reacció arriba a l'equilibri, l'O2canvis de concentració, PO2es redueix a P'O2, i la conversió de molècules d'oxigen gasós i O2a la matriu és:
Elèctrode negatiu:O2 → 1/2 O2(P'O2)+2e
Elèctrode positiu:1/2 O2(PO2)+2e → O2
El procés de diferència de concentració de la bateria és:1/2 O2 (PO2) → 1/2 O2(P'O2)
Quan es compara la força electromotriu del sensor amb el nombre de mols de gas d'oxidació-reducció, la corba és una corba característica similar a una corba de valoració.
La forma d'aquesta corba característica sota determinades temperatures, pressió i cabal, el mateix sensor té exactament la mateixa corba característica per al mateix tipus de sistema de gas.
Per tant, sota una pressió atmosfèrica i el gas mesurat en flux natural, la comparació de la força electromotriu i el nombre de mols de l'O2-El sistema de CO mitjançant el sensor de zirconi és un λ (λ=no2 /nco o percentatge de volum λ=O2 × V %/OCO × V %) corba característica.
Quan el Pt-Al2O3El catalitzador es catalitza a 600 °C, el CO del sistema aeròbic es pot convertir completament en CO2, de manera que el gas mesurat només conté oxigen després de la combustió catalítica.
En aquest moment, el sensor de zirconi mesura el contingut d'oxigen precís.A causa de la relació del gas mesurat sota l'acció de la combustió catalítica, es pot mesurar el contingut de CO en el gas mesurat. La relació entre la fórmula de la reacció i la quantitat abans i després de la combustió catalítica del gas mesurat és la següent:
Suposem que la concentració de monòxid de carboni en el gas mesurat abans de la catàlisi és (CO), la concentració d'oxigen és A1 i la concentració d'oxigen en el gas mesurat després de la catàlisi és A, aleshores:
Abans de cremar:(CO) A1
Després de cremar:O A
Aleshores:A=A1 – (CO)/2
I:λ =A1 /(CO)
Tan:A=λ ×(CO)-(CO)/2
Resultat:(CO)= 2A /(2λ-1) (λ＞0,5)
El principi d'estructura de l'O2Sonda /CO
L'O2La sonda /CO ha fet els canvis corresponents sobre la base de la sonda original per realitzar la nova funció de control de la combustió. A més de detectar el contingut d'oxigen durant el procés de combustió, la sonda també pot detectar combustibles incomplets (CO/H).2), perquè el monòxid de carboni (CO) i l'hidrogen (H2) coexisteixen en els gasos de combustió de combustió incompleta.
La sonda és l'element bàsic que utilitza el principi electroquímic després de l'escalfament de zirconi per realitzar la mesura.
A. O2elèctrode (platí)
B. Elèctrode de COe (platí/metall preciós)
C. Elèctrode de control (platí)
El component bàsic de la sonda és la làmina composta de zirconi soldada al tub de corindó per formar un tub segellat i exposada al canal de gasos de combustió del sistema de combustió. L'ús d'elèctrodes integrats pot evitar eficaçment que els components de corrosió danyin els elèctrodes i augmentar la vida útil.
Les funcions de l'elèctrode de COe i de l'O2Els elèctrodes són els mateixos, però la diferència entre els dos elèctrodes són les propietats electroquímiques i catalitzadores de les matèries primeres, de manera que els components combustibles dels gasos de combustió com ara CO i H2es pot identificar i detectar. En estat de combustió completa, la tensió “Nernst” UO2també es forma a l'elèctrode de COe, i aquests dos elèctrodes tenen les mateixes característiques de corba.Quan es detecten components de combustió incomplets o combustibles, també es formarà la tensió UCOe no "Nernst" a l'elèctrode de COe, però les corbes característiques dels dos elèctrodes es mouen per separat. (Vegeu els gràfics típics dels dos sensors)
El senyal de tensió UCO/H2del sensor total és el senyal de tensió mesurat per l'elèctrode de COe.Aquest senyal inclou els dos senyals següents:
UCO/H2(sensor total) = UO2(contingut d'oxigen) + UCO2/H2(components inflamables)
Si el contingut d'oxigen mesurat per O2l'elèctrode es resta del senyal del sensor total, la conclusió és:
UCOe (component combustible) = UCO/H2(sensor total)-UO2(contingut d'oxigen)
La fórmula anterior es pot utilitzar per calcular el component combustible COe mesurat en ppm. El sensor de la sonda és una característica típica del senyal de tensió. El gràfic mostra una corba típica (línia discontinua) de concentració de COe quan el contingut d'oxigen disminueix gradualment.
Quan la combustió entra en una zona sense aire, en l'anomenat punt de "bord d'emissió", quan l'aire insuficient provoca una combustió incompleta, la concentració de COe corresponent augmentarà significativament.
Les característiques del senyal obtingudes es mostren al diagrama de corba de la sonda.
UO2(línia contínua) i UCO/H2(línia de punts).
Quan l'aire és sobrant i la combustió està completament lliure de components de COe, el sensor indica UO2i UCO/H2són els mateixos i, segons el principi "Nernst", es mostra el contingut actual d'oxigen del canal de gasos de combustió.
Quan s'acosta al "bord de descàrrega", la tensió total del sensor senyal UCO/H2de l'elèctrode de COe augmenta a una velocitat desproporcionada a causa del senyal addicional de COe no de Nernst. Per a les característiques del senyal de tensió del sensor: UO2i UCO/H2en relació amb el contingut d'oxigen al canal de gasos de combustió, aquí també es mostren les característiques típiques del component combustible COe.
A més dels senyals de tensió dels sensors UCO/H2i UO2, els senyals del sensor relativament dinàmics dU O2/dt i dUCO/H2/dt i especialment el rang de senyal de fluctuació de l'elèctrode de COe es pot utilitzar per bloquejar el "bord d'emissió" de la combustió.
(Vegeu "Combustió incompleta: el rang de fluctuació de tensió de l'elèctrode de COe UCO/H2“)
Característiques tècniques
•Funció d'entrada de doble sonda: Un analitzador pot estar equipat amb dues sondes, que poden estalviar el cost d'ús i millorar la fiabilitat de la mesura.
•Funció de sortida múltiple: L'analitzador té dues sortides de senyal de corrent de 4-20 mA i una interfície de comunicació ordinador-ordinador RS232 o una interfície de xarxa RS485.Un canal de sortida del senyal d'oxigen, l'altre canal de sortida del senyal de CO.
•Interval de mesura: El rang de mesura d'oxigen és de 10-30al 100% de contingut d'oxigen i el rang de mesura de monòxid de carboni és de 0 a 2000 PPM.
•Configuració d'alarma:L'analitzador té 1 sortida d'alarma general i 3 sortides d'alarma programables.
• Calibració automàtica:L'analitzador supervisarà automàticament diversos sistemes funcionals i es calibrarà automàticament per garantir la precisió de l'analitzador durant la mesura.
•Sistema intel·ligent:L'analitzador pot completar les funcions de diversos paràmetres segons els paràmetres predeterminats.
•Funció de sortida de visualització:L'analitzador té una forta funció de mostrar diversos paràmetres i una forta funció de sortida i control de diversos paràmetres.
•Funció de seguretat:Quan el forn està fora d'ús, l'usuari pot controlar per apagar l'escalfador de la sonda per garantir la seguretat durant l'ús.
•La instal·lació és senzilla i fàcil:la instal·lació de l'analitzador és molt senzilla i hi ha un cable especial per connectar amb la sonda de zirconi.
Especificacions
Entrades
• Una o dues sondes de zirconi o una sonda de zirconi + sensor de CO
• Termòmetre de fum o de recanvi tipus K, R, J, S
• Entrada de senyal de purga de gas a pressió
• Elecció de dos combustibles diferents
• Control de funcionament segur a prova d'explosió (només aplicable a la sonda escalfada)
Sortides
Dues sortides de senyal lineal de 4~20mA DC (càrrega màxima 1000Ω)
• El primer rang de sortida (opcional)
Sortida lineal 0~1% a 0~100% de contingut d'oxigen
Sortida logarítmica 0,1 ~ 20% de contingut d'oxigen
Sortida de micro-oxigen 10-39a 10-1contingut d'oxigen
• El segon rang de sortida (es pot seleccionar entre els següents)
Valor PPM del contingut de monòxid de carboni (CO).
Diòxid de carboni (CO2)%
Mesura de gas combustible valor PPM
Eficiència de la combustió
Registre el valor d'oxigen
Valor de combustió anòxica
Temperatura de fum
Visualització de paràmetres secundaris
• Monòxid de carboni carboni (CO) PPM
• Eficiència de combustió de gasos combustibles
• Tensió de sortida de la sonda
• La temperatura de la sonda
• Temperatura ambient
• Any mes dia
• Humitat ambiental
• Temperatura de fum
• Impedància de la sonda
• Índex d'hipòxia
• Temps de funcionament i manteniment
Comunicació ordinador/impressora
L'analitzador té un port de sortida sèrie RS232 o RS485, que es pot connectar directament a un terminal d'ordinador o una impressora, i la sonda i l'instrument es poden diagnosticar a través de l'ordinador.
Neteja de pols i calibratge estàndard de gas
L'analitzador té 1 canal per a l'eliminació de pols i 1 canal per a la calibració de gas estàndard o 2 canals per a relés de sortida de calibratge de gas estàndard, i un interruptor de la vàlvula solenoide que es pot accionar automàticament o manualment.
PrecisióP
± 1% de la lectura real d'oxigen amb una repetibilitat del 0,5%.Per exemple, a un 2% d'oxigen, la precisió seria de ± 0,02% d'oxigen.
AlarmesP
L'analitzador té 4 alarmes generals amb 14 funcions diferents, i 3 alarmes programables.Es pot utilitzar per a senyals d'advertència com ara un alt i baix contingut d'oxigen, alt i baix CO, i errors de sonda i errors de mesura.
Interval de visualitzacióP
Mostra automàticament 10-30Contingut d'oxigen ～100% O2 i contingut de monòxid de carboni de 0 ppm ~ 2000 ppm de CO.
Gas de referènciaP
Subministrament d'aire mitjançant bomba de vibració micromotor.
Requisits de poder
85VAC a 264VAC 3A
Temperatura de funcionament
Temperatura de funcionament -25 °C a 55 °C
Humitat relativa 5% a 95% (sense condensació)
Grau de protecció
IP65
IP54 amb bomba d'aire de referència interna
Dimensions i pes
300 mm d'ample x 180 mm d'alt x 100 mm de fons 3 kg
