Nernst N2032-O2/CO oxygenindhold og to-komponent analysator for brændbar gas

Anvendelsesområde

Nernst N2032-O₂/CO iltindhold og brændbar gasto-komponent analysatorer en omfattende analysator, der samtidigt kan detektere iltindhold, kulilte og forbrændingseffektivitet i forbrændingsprocessen. Den kan overvåge iltindholdet og kulilteindholdet i røggassen under eller efter forbrænding af kedler, ovne og ovne.

Analysatoren parrer sig med Nernst O₂/CO-sonde kan måle iltindholdsprocenten O₂% i aftræk og ovn, PPM-værdien af ​​carbonmonoxid CO, værdien af ​​12 brændbare gasser og forbrændingsovnens forbrændingseffektivitet i realtid.

Anvendelsesegenskaber

Efter brug af Nernst N2032-O₂/CO iltindhold og brændbar gasto-komponent analysator, kan brugere spare en masse energi og kontrollere udstødningsgasemissioner.

Nernst N2032-O₂/CO iltindhold og brændbar gasto-komponent analysatorer en unik teknologi, der bruger zirconia dobbelthoved struktur udviklet efter ti års forskning og samtidig kan måle iltindhold og kulilteindhold. Det er i øjeblikket en ægte in-line måleteknologi. Lave omkostninger, høj nøjagtighed, kan måles online under forskellige forhold med høj fugtighed og meget støv.

I processen med peroxygenforbrænding, når brændstofgassen og den forbrændingsstøttende ilt når et vist dynamisk ligevægtspunkt, vil kulilteindholdet også ændre sig med den lille ændring i mængden af ​​ilt. Ændringstrenden af ​​iltindhold og ændringen tendensen for kulilte danner den samme overlejrede tendens.

Nernst O₂/CO probe måleprincip

Nernst O₂/CO-sonden har to elektroder, som kan detektere både iltsignalet og det brændbare signal på samme tid. Fordi ufuldstændig forbrændingsrøggas indeholder kulilte (CO), brændbare stoffer og brint (H)₂).

Iltcellen i zirconia sonden eller oxygensensoren bruger det oxygenpotentiale, der genereres af de forskellige oxygenkoncentrationer på indersiden og ydersiden af ​​zirconia ved høj temperatur (større end 650°C) til at måle oxygenindholdet i den målte del. en del af sonden er lavet af skal af rustfrit stål eller skal af legeret stål, som er sammensat af varmelegeme i legeret stål, zirkoniarør, termoelement, ledning, klemkort og boks, se det skematiske diagram. Probens zirconiarør er gasisoleret fra indersiden og ydersiden af ​​zirconiarøret gennem en tilsvarende tætningsanordning.

Når temperaturen på zirkoniasondehovedet når 650°C eller højere gennem varmeren eller den ydre temperatur, vil de forskellige iltkoncentrationer på inder- og ydersiden generere tilsvarende elektromotorisk kraft på zirkoniaens overflade. Det elektriske potentiale kan måles ved hjælp af den tilsvarende ledning, og delens temperaturværdi kan måles af det tilsvarende termoelement.

Når iltkoncentrationen i og uden for zirkoniumoxidrøret er kendt, kan det tilsvarende iltpotentiale beregnes efter zirconiumoxidpotentialeberegningsformlen.

Formlen er som følger:

E (millivolt) =4F(RT)loge 

Hvor E er iltpotentialet, R er gaskonstanten, T er den absolutte temperaturværdi, PO₂INDE er trykværdien af ​​ilten inde i zirconia-røret og PO₂UDENFOR er trykværdien af ​​ilten uden for zirconia-røret. Ifølge formlen, når iltkoncentrationen i og uden for zirconia-røret er forskellig, vil det tilsvarende iltpotentiale blive genereret. Det kan vides fra beregningsformlen, at når iltkoncentrationen i og uden for zirconia-røret er den samme, iltpotentialet skal være 0 millivolt (mV).

Hvis standardatmosfærisk tryk er én atmosfære, og iltkoncentrationen i luften er 21 %, kan formlen forenkles til:

()

Når iltpotentialet måles med et måleinstrument og iltkoncentrationen inde i eller uden for zirconiarøret er kendt, kan iltindholdet i den målte del opnås efter den tilsvarende formel.

Beregningsformlen er som følger: (På dette tidspunkt skal temperaturen i zirconia-delen være større end 650°C )

(%O₂) UDENFOR (ATM) = 0,21 EXPT(-46.421E)

Karakteristisk kurve

Når den målte gas indeholder O₂og CO på samme tid på grund af sensorens høje temperatur og den katalytiske effekt af sensorens platinelektrodeområde, O₂og CO vil reagere og nå en termodynamisk ligevægtstilstand, PO₂på den målte side er ændret, så iltpartialtrykket ved ligevægt er P'O₂.

Dette skyldes, at efter at sensoren er aktiveret ved høj temperatur, vil processen med O₂og CO-reaktion, der har tendens til at balancere, er parallel med processen med O₂koncentrationsdiffusion. Når reaktionen når ligevægt, vil diffusionen af ​​O₂koncentrationen har også en tendens til at stabilisere sig, således at det målte iltpartialtryk ved ligevægt er P'O₂.

Følgende reaktioner forekommer i det negative område af ZrO₂batteri:

1/2 O₂(PO₂)+CO→CO₂

Når reaktionen når ligevægt, vil O₂koncentrationsændringer, PO₂reduceres til P'O₂og omdannelsen af ​​gasformige oxygenmolekyler og O₂i matricen er:

Negativ elektrode:O₂ → 1/2 O₂(P'O₂)+2e

Positiv elektrode:1/2 O₂(PO₂)+2e → O₂

Batterikoncentrationsforskelprocessen er:1/2 O₂ (PO₂) → 1/2 O₂(P'O₂)

Når sensorens elektromotoriske kraft sammenlignes med antallet af mol oxidations-reduktionsgas, er kurven en karakteristisk kurve svarende til en titreringskurve.

Formen af ​​denne karakteristiske kurve under bestemt temperatur, tryk og flowhastighed, den samme sensor har nøjagtig den samme karakteristiske kurve for den samme type gassystem.

Derfor, under et atmosfærisk tryk og den målte gas i naturlig strømning, sammenligningen af ​​den elektromotoriske kraft og antallet af mol af O'en₂-CO-systemet ved zirconia-sensoren er en λ (λ=no2 /nco eller volumenprocent λ=O₂ × V %/OCO × V %) karakteristisk kurve.

Når Pt-Al₂O₃katalysator katalyseres ved 600°C, CO i det aerobe system kan fuldstændigt omdannes til CO₂, så den målte gas indeholder kun oxygen efter katalytisk forbrænding.

På dette tidspunkt måler zirconia-sensoren det nøjagtige iltindhold. På grund af forholdet mellem den målte gas under påvirkning af katalytisk forbrænding kan CO-indholdet i den målte gas måles. Forholdet mellem reaktionsformlen og mængden før og efter den katalytiske forbrænding af den målte gas er som følger:

Antag, at koncentrationen af ​​carbonmonoxid i den målte gas før katalyse er (CO), koncentrationen af ​​ilt er A1, og koncentrationen af ​​ilt i den målte gas efter katalyse er A, så:

Før brænding:(CO) A1

Efter afbrænding:O A

Så:A=A1 – (CO)/2

Og:λ =A1 /(CO)

Så:A=λ ×(CO)-(CO)/2

Resultat:(CO)= 2A /(2A-1)    (λ＞0,5)

Strukturprincippet i O₂/CO-sonde

O₂/CO-sonden har foretaget tilsvarende ændringer på basis af den originale sonde for at realisere den nye forbrændingskontrolfunktion. Udover at detektere iltindholdet under forbrændingsprocessen, kan sonden også detektere ufuldstændigt forbrændte brændbare stoffer (CO/H)₂), fordi kulilte (CO) og brint (H₂) sameksisterer i røggassen ved ufuldstændig forbrænding.

Sonden er det grundlæggende element, der bruger det elektrokemiske princip efter opvarmning af zirconia til at realisere målingen.

A.O₂elektrode (platin)

B. COe-elektrode (platin/ædelmetal)

C. Kontrolelektrode (platin)

Sondens kernekomponent er zirconium-kompositpladen svejset på korundrøret til at danne et forseglet rør og udsat for røggaskanalen i forbrændingssystemet. Brugen af ​​indbyggede elektroder kan effektivt forhindre korrosionskomponenter i at beskadige elektroderne og øge levetiden.

Funktionerne af COe-elektroden og O₂elektrode er ens, men forskellen mellem de to elektroder er råvarernes elektrokemiske og katalytiske egenskaber, således at de brændbare komponenter i røggassen som CO og H₂kan identificeres og detekteres. I tilstanden af ​​fuldstændig forbrænding er "Nernst"-spændingen UO₂er også dannet ved COe-elektroden, og disse to elektroder har de samme kurveegenskaber. Ved detektering af ufuldstændig forbrænding eller brændbare komponenter, vil ikke-”Nernst”-spændingen UCOe også dannes på COe-elektroden, men de karakteristiske kurver for de to elektroder bevæger sig separat.(Se typiske grafer for begge sensorer)

Spændingssignalet UCO/H₂af den samlede sensor er spændingssignalet målt af COe-elektroden. Dette signal inkluderer følgende to signaler:

UCO/H₂(total sensor) = UO₂(iltindhold) + UCO₂/H₂(brændbare komponenter)

Hvis iltindholdet målt ved O₂elektrode trækkes fra signalet fra den samlede sensor, konklusionen er:

UCOe (brændbar komponent) = UCO/H₂(total sensor)-UO₂(iltindhold)

Ovenstående formel kan bruges til at beregne den brændbare komponent COe målt i ppm. Sondesensoren er en typisk spændingssignalkarakteristik. Grafen viser en typisk kurve (stiplet linje) for COe-koncentrationen, når iltindholdet gradvist falder.

Når forbrænding kommer ind i et område, der mangler luft, ved det såkaldte "emissionskant"-punkt, når utilstrækkelig luft forårsager ufuldstændig forbrænding, vil den tilsvarende COe-koncentration stige betydeligt.

De opnåede signalkarakteristika er vist i probekurvediagrammet.

UO₂(kontinuerlig linje) og UCO/H₂(stiplet linje).

Når luften er overskud og forbrændingen er helt fri for COe komponenter, signalerer sensoren UO₂og UCO/H₂er de samme, og efter ”Nernst”-princippet vises det aktuelle iltindhold i røggaskanalen.

Når man nærmer sig "afladningskanten", signalerer den samlede sensorspænding UCO/H₂af COe-elektroden stiger med en uforholdsmæssig hastighed på grund af det yderligere ikke-Nernst COe-signal. For sensorens spændingssignalkarakteristika: UO₂og UCO/H₂i forhold til iltindholdet i røggaskanalen vises her også de typiske karakteristika for den brændbare komponent COe.

Ud over spændingssignalerne fra sensorerne UCO/H₂og UO₂, signalerer de relativt dynamiske sensorer dU O₂/dt og dUCO/H₂/dt og især COe-elektrodens fluktuationssignalområde kan bruges til at låse forbrændingens "emissionskant".

(Se "Ufuldstændig forbrænding: spændingsudsvingsområdet for COe elektrode UCO/H₂“)

Tekniske egenskaber

•Dual probe input funktion: En analysator kan udstyres med to prober, som kan spare brugsomkostninger og forbedre målingens pålidelighed.

•Multiple output funktion: Analysatoren har to 4-20mA strømsignaludgange og computer-computer kommunikationsinterface RS232 eller netværksinterface RS485. Den ene kanal for oxygensignaludgang, den anden kanal for CO-signaludgang.

•Måleområde: Iltmåleområdet er 10^-30til 100 % iltindhold, og kuliltemåleområdet er 0-2000PPM.

•Alarm indstilling:Analysatoren har 1 generel alarmudgang og 3 programmerbare alarmudgange.

• Automatisk kalibrering:Analysatoren overvåger automatisk forskellige funktionelle systemer og kalibrerer automatisk for at sikre analysatorens nøjagtighed under måling.

•Intelligent system:Analysatoren kan fuldføre funktionerne i forskellige indstillinger i henhold til de forudbestemte indstillinger.

•Display output funktion:Analysatoren har en stærk funktion til at vise forskellige parametre og en stærk output- og kontrolfunktion af forskellige parametre.

•Sikkerhedsfunktion:Når ovnen er ude af brug, kan brugeren styre for at slukke for sondens varmelegeme for at sikre sikkerhed under brug.

•Installationen er enkel og nem:installationen af ​​analysatoren er meget enkel, og der er et specielt kabel til at forbinde med zirconia sonden.

Specifikationer

Indgange

• En eller to zirconia-prober eller en zirconia-probe + CO-sensor

• Røgrør eller reservetermometer type K, R, J, S type

• Indgang til trykgasskyllesignal

• Valg af to forskellige brændstoffer

• Eksplosionssikker sikker driftskontrol (gælder kun for opvarmet sonde)

Udgange

To lineære 4~20mA DC-signaludgange (maksimal belastning 1000Ω)

• Det første outputområde (valgfrit)

Lineær output 0–1 % til 0–100 % oxygenindhold

Logaritmisk output 0,1-20 % iltindhold

Mikro-ilt output 10^-39til 10^-1iltindhold

• Det andet outputområde (kan vælges blandt følgende)

Kulilteindhold (CO) PPM-værdi

Kuldioxid (CO₂)%

Brændbar gas måling PPM værdi

Forbrændingseffektivitet

Log iltværdi

Anoxisk forbrændingsværdi

Røggastemperatur

Sekundær parametervisning

• Kulmonoxid kul (CO) PPM

• Forbrændingseffektivitet for brændbar gas

• Probe udgangsspænding

• Temperaturen på sonden

• Omgivelsestemperatur

• År måned dag

• Fugtighed i omgivelserne

• Røggastemperatur

• Probeimpedans

• Hypoxiindeks

• Drifts- og vedligeholdelsestid

Computer/printer kommunikation

Analysatoren har en RS232 eller RS485 seriel udgangsport, som kan tilsluttes direkte til en computerterminal eller en printer, og sonden og instrumentet kan diagnosticeres via computeren.

Støvrensning og standard gaskalibrering

Analysatoren har 1 kanal til støvfjernelse og 1 kanal til standard gaskalibrering eller 2 kanaler til standard gaskalibreringsudgangsrelæer og en magnetventilkontakt, der kan betjenes automatisk eller manuelt.

NøjagtighedP

± 1 % af den faktiske iltaflæsning med en repeterbarhed på 0,5 %. For eksempel, ved 2% oxygen ville nøjagtigheden være ±0,02% oxygen.

AlarmerP

Analysatoren har 4 generelle alarmer med 14 forskellige funktioner og 3 programmerbare alarmer. Den kan bruges til advarselssignaler såsom højt og lavt iltindhold, højt og lavt CO, og sondefejl og målefejl.

VisningsområdeP

Viser automatisk 10^-30～100 % O2 oxygenindhold og 0ppm～2000ppm CO kulilteindhold.

ReferencegasP

Luftforsyning med mikromotor vibrationspumpe.

Power Ruireqements

85VAC til 264VAC 3A

Driftstemperatur

Driftstemperatur -25°C til 55°C

Relativ luftfugtighed 5 % til 95 % (ikke-kondenserende)

Beskyttelsesgrad

IP65

IP54 med intern referenceluftpumpe

Dimensioner og vægt

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