Nernst N2032-O2/CO dvokomponentni analizator sadržaja kisika i zapaljivog plina

Raspon primjene

Nernst N2032-O₂/CO sadržaj kisika i zapaljivi plindvokomponentni analizatorje sveobuhvatni analizator koji može istovremeno detektirati sadržaj kisika, ugljični monoksid i učinkovitost izgaranja u procesu izgaranja. Može pratiti sadržaj kisika i ugljikovog monoksida u dimnim plinovima tijekom ili nakon izgaranja kotlova, peći i peći.

Analizator se spaja s Nernst O₂/CO sonda može mjeriti postotak sadržaja kisika O₂% u dimovodu i ložištu, PPM vrijednost ugljičnog monoksida CO, vrijednost 12 zapaljivih plinova i učinkovitost izgaranja ložišta u stvarnom vremenu.

Karakteristike primjene

Nakon korištenja Nernst N2032-O₂/CO sadržaj kisika i zapaljivi plindvokomponentni analizator, korisnici mogu uštedjeti puno energije i kontrolirati emisije ispušnih plinova.

Nernst N2032-O₂/CO sadržaj kisika i zapaljivi plindvokomponentni analizatorje jedinstvena tehnologija koja koristi strukturu s dvostrukom glavom od cirkonija razvijenu nakon deset godina istraživanja i može istovremeno mjeriti sadržaj kisika i sadržaj ugljičnog monoksida. To je trenutno prava linijska mjerna tehnologija. Niska cijena, visoka točnost, može se mjeriti online u različitim uvjetima visoke vlage i prašine.

U procesu izgaranja peroksigena, kada plin za gorivo i kisik koji podržava izgaranje dosegnu određenu točku dinamičke ravnoteže, sadržaj ugljičnog monoksida također će se promijeniti s malom promjenom količine kisika. Trend promjene sadržaja kisika i promjene trend ugljičnog monoksida čine isti superponirani trend.

Nernst O₂/CO sonda mjerni princip

Nernst O₂/CO sonda ima dvostruke elektrode, koje mogu detektirati i signal kisika i signal zapaljivih tvari u isto vrijeme. Budući da dimni plin nepotpunog izgaranja sadrži ugljični monoksid (CO), zapaljive tvari i vodik (H₂).

Ćelija za kisik cirkonijeve sonde ili senzora za kisik koristi potencijal kisika koji stvaraju različite koncentracije kisika unutar i izvan cirkonijevog oksida na visokoj temperaturi (višoj od 650°C) za mjerenje sadržaja kisika u mjerenom dijelu. Vanjski dio sonde izrađen je od ljuske od nehrđajućeg čelika ili ljuske od legiranog čelika, koja se sastoji od grijača od legiranog čelika, cirkonijeve cijevi, termoelementa, žice, priključne ploče i kutije, pogledajte shematski dijagram. Cirkonijeva cijev sonde je plinom izolirana od unutarnju i vanjsku stranu cirkonijeve cijevi kroz odgovarajući uređaj za brtvljenje.

Kada temperatura glave sonde od cirkonijevog oksida dosegne 650°C ili više kroz grijač ili vanjsku temperaturu, različite koncentracije kisika na unutarnjoj i vanjskoj strani generirat će odgovarajuću elektromotornu silu na površini cirkonijevog oksida. Električni potencijal se može mjeriti odgovarajućom provodnom žicom, a vrijednost temperature dijela može se izmjeriti odgovarajućim termoelementom.

Kada je poznata koncentracija kisika unutar i izvan cirkonijeve cijevi, odgovarajući potencijal kisika može se izračunati prema formuli za izračun potencijala cirkonija.

Formula je sljedeća:

E (milivolti) =4F(RT)loge 

Gdje je E potencijal kisika, R je plinska konstanta, T je apsolutna vrijednost temperature, PO₂INSIDE je vrijednost tlaka kisika unutar cirkonijeve cijevi, a PO₂OUTSIDE je vrijednost tlaka kisika izvan cirkonijeve cijevi. Prema formuli, kada je koncentracija kisika unutar i izvan cirkonijeve cijevi različita, generirat će se odgovarajući potencijal kisika. Iz formule za izračun može se znati da kada je ako je koncentracija kisika unutar i izvan cirkonijeve cijevi ista, potencijal kisika trebao bi biti 0 milivolta (mV).

Ako je standardni atmosferski tlak jedna atmosfera, a koncentracija kisika u zraku 21%, formula se može pojednostaviti na:

()

Kada se potencijal kisika mjeri mjernim instrumentom i poznata je koncentracija kisika unutar ili izvan cirkonijeve cijevi, sadržaj kisika u izmjerenom dijelu može se dobiti prema odgovarajućoj formuli.

Formula za izračun je sljedeća: (U ovom trenutku temperatura u cirkonijskom dijelu mora biti veća od 650°C)

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

Karakteristična krivulja

Kada izmjereni plin sadrži O₂i CO u isto vrijeme, zbog visoke temperature senzora i katalitičkog učinka područja platinske elektrode senzora, O₂i CO će reagirati i postići stanje termodinamičke ravnoteže, PO₂na mjerenoj strani se promijenio tako da je parcijalni tlak kisika u ravnoteži P'O₂.

To je zato što nakon što se senzor aktivira na visokoj temperaturi, proces O₂a reakcija CO koja teži ravnoteži paralelna je s procesom O₂koncentracijska difuzija. Kada reakcija postigne ravnotežu, difuzija O₂koncentracija također teži stabilizaciji, tako da je izmjereni parcijalni tlak kisika u ravnoteži P'O₂.

Sljedeće reakcije odvijaju se u negativnom području ZrO₂baterija:

1/2 O₂(PO₂)+CO→CO₂

Kada reakcija postigne ravnotežu, O₂promjene koncentracije, PO₂reducira se na P'O₂, te pretvorbu plinovitih molekula kisika i O₂u matrici je:

Negativna elektroda:O₂ → 1/2 O₂(P'O₂)+2e

Pozitivna elektroda:1/2 O₂(PO₂)+2e → O₂

Proces razlike koncentracije baterije je:1/2 O₂ (PO₂) → 1/2 O₂(P'O₂)

Kada se elektromotorna sila senzora usporedi s brojem molova oksidacijsko-redukcijskog plina, krivulja je karakteristična krivulja slična titracijskoj krivulji.

Oblik ove karakteristične krivulje pod određenom temperaturom, tlakom i brzinom protoka, isti senzor ima potpuno istu karakterističnu krivulju za istu vrstu plinskog sustava.

Stoga, pod atmosferskim tlakom i izmjerenim plinom u prirodnom toku, usporedba elektromotorne sile i broja molova O₂-CO sustav pomoću cirkonijevog senzora je λ (λ=no2 /nco ili volumni postotak λ=O₂ × V %/OCO × V %) karakteristična krivulja.

Kada je Pt-Al₂O₃katalizator se katalizira na 600°C, CO u aerobnom sustavu može se potpuno pretvoriti u CO₂, tako da izmjereni plin sadrži samo kisik nakon katalitičkog izgaranja.

U to vrijeme cirkonski senzor mjeri točan sadržaj kisika. Zbog odnosa izmjerenog plina pod djelovanjem katalitičkog izgaranja, može se izmjeriti sadržaj CO u izmjerenom plinu. Odnos između formule reakcije i količine prije i poslije katalitičkog izgaranja izmjerenog plina je sljedeći:

Pretpostavimo da je koncentracija ugljikovog monoksida u izmjerenom plinu prije katalize (CO), koncentracija kisika A1, a koncentracija kisika u izmjerenom plinu nakon katalize A, tada:

Prije spaljivanja:(CO) A1

Nakon spaljivanja:O A

Zatim:A=A1 – (CO)/2

I:λ =A1 /(CO)

Tako:A=λ ×(CO)-(CO)/2

Proizlaziti:(CO)= 2A /(2λ-1)    (λ>0,5)

Princip strukture O₂/CO sonda

O₂/CO sonda je napravila odgovarajuće promjene na temelju originalne sonde kako bi se ostvarila nova funkcija kontrole izgaranja. Osim otkrivanja sadržaja kisika tijekom procesa izgaranja, sonda također može detektirati nepotpuno izgorjele zapaljive tvari (CO/H₂), jer ugljikov monoksid (CO) i vodik (H₂) koegzistiraju u dimnom plinu nepotpunog izgaranja.

Sonda je osnovni element koji koristi elektrokemijski princip nakon zagrijavanja cirkonijevog dioksida za realizaciju mjerenja.

A. O₂elektroda (platina)

B. COe elektroda (platina/plemeniti metal)

C. Kontrolna elektroda (platina)

Središnja komponenta sonde je kompozitni lim od cirkonijevog oksida zavaren na korundnu cijev kako bi se formirala zapečaćena cijev i izložen kanalu dimnih plinova sustava izgaranja. Upotreba ugrađenih elektroda može učinkovito spriječiti da komponente korozije oštećuju elektrode i povećati životni vijek.

Funkcije COe elektrode i O₂elektrode su iste, ali razlika između dvije elektrode je u elektrokemijskim i katalitičkim svojstvima sirovina, tako da zapaljive komponente u dimnom plinu kao što su CO i H₂mogu se identificirati i detektirati.U stanju potpunog izgaranja “Nernst” napon UO₂također se formira na COe elektrodi, a te dvije elektrode imaju iste karakteristike krivulje. Prilikom otkrivanja nepotpunog izgaranja ili zapaljivih komponenti, ne-Nernstov napon UCOe također će se formirati na COe elektrodi, ali karakteristične krivulje dviju elektroda kreću se odvojeno. (Pogledajte tipične grafikone za oba senzora)

Naponski signal UCO/H₂ukupnog senzora je naponski signal izmjeren COe elektrodom. Ovaj signal uključuje sljedeća dva signala:

UCO/H₂(ukupni senzor) = UO₂(sadržaj kisika) + UCO₂/H₂(zapaljive komponente)

Ako je sadržaj kisika mjeren O₂elektroda se oduzima od signala ukupnog senzora, zaključak je:

UCOe (zapaljiva komponenta) = UCO/H₂(ukupni senzor)-UO₂(sadržaj kisika)

Gornja formula može se koristiti za izračunavanje zapaljive komponente COe izmjerene u ppm. Senzor sonde tipična je karakteristika signala napona. Grafikon prikazuje tipičnu krivulju (isprekidana linija) koncentracije COe kada sadržaj kisika postupno opada.

Kada izgaranje uđe u područje u kojem nedostaje zraka, na takozvanoj točki "ruba emisije", kada nedostatak zraka uzrokuje nepotpuno izgaranje, odgovarajuća koncentracija COe značajno će se povećati.

Dobivene karakteristike signala prikazane su na dijagramu krivulje sonde.

UO₂(neprekidna linija) i UCO/H₂(točkasta linija).

Kada je zrak višak i izgaranje je potpuno bez komponenti COe, senzor signalizira UO₂i UCO/H₂su isti, a prema “Nernstovom” principu prikazuje se trenutni sadržaj kisika u kanalu dimnih plinova.

Kada se približi "rubu pražnjenja", signal ukupnog napona senzora UCO/H₂COe elektrode povećava se nesrazmjernom brzinom zbog dodatnog ne-Nernstovog COe signala. Za karakteristike signala napona senzora: UO₂i UCO/H₂u odnosu na sadržaj kisika u kanalu dimnih plinova, ovdje se također prikazuju tipične karakteristike zapaljive komponente COe.

Osim naponskih signala senzora UCO/H₂i UO₂, relativno dinamični signali senzora dU O₂/dt i dUCO/H₂/dt, a posebno raspon signala fluktuacije COe elektrode može se koristiti za zaključavanje "emisionog ruba" izgaranja.

(Vidi “Nepotpuno izgaranje: raspon fluktuacije napona COe elektrode UCO/H₂“)

Tehničke karakteristike

•Funkcija ulaza dvostruke sonde: Jedan analizator može biti opremljen s dvije sonde, što može uštedjeti troškove korištenja i poboljšati pouzdanost mjerenja.

•Funkcija višestrukog izlaza: Analizator ima dva strujna signalna izlaza 4-20mA i komunikacijsko sučelje računalo-računalo RS232 ili mrežno sučelje RS485. Jedan kanal izlaznog signala kisika, drugi kanal izlaznog signala CO.

•Raspon mjerenja: Raspon mjerenja kisika je 10^-30do 100% udjela kisika, a raspon mjerenja ugljičnog monoksida je 0-2000PPM.

•Postavka alarma:Analizator ima 1 opći alarmni izlaz i 3 programabilna alarmna izlaza.

• Automatska kalibracija:Analizator će automatski nadzirati različite funkcionalne sustave i automatski kalibrirati kako bi osigurao točnost analizatora tijekom mjerenja.

•Inteligentni sustav:Analizator može dovršiti funkcije različitih postavki prema unaprijed određenim postavkama.

•Prikaz izlazne funkcije:Analizator ima snažnu funkciju prikazivanja raznih parametara i snažnu izlaznu i kontrolnu funkciju raznih parametara.

•Sigurnosna funkcija:Kada se peć ne koristi, korisnik može kontrolirati isključivanje grijača sonde kako bi se osigurala sigurnost tijekom uporabe.

•Instalacija je jednostavna i laka:instalacija analizatora je vrlo jednostavna i postoji poseban kabel za spajanje na cirkonij sondu.

Tehnički podaci

Unosi

• Jedna ili dvije cirkonijeve sonde ili jedna cirkonijeva sonda + CO senzor

• Dimovodni ili rezervni termometar tip K, R, J, S tip

• Ulaz signala za pročišćavanje tlačnog plina

• Izbor dva različita goriva

• Sigurnosna kontrola rada zaštićena od eksplozije (primjenjivo samo na grijanu sondu)

Izlazi

Dva linearna izlazna signala 4～20mA DC (maksimalno opterećenje 1000Ω)

• Prvi izlazni raspon (opcionalno)

Linearni izlaz 0～1% do 0～100% sadržaja kisika

Logaritamski izlaz 0,1～20% sadržaja kisika

Izlaz mikrokisika 10^-39do 10^-1sadržaj kisika

• Drugi izlazni raspon (može se odabrati između sljedećeg)

Sadržaj ugljičnog monoksida (CO) PPM vrijednost

Ugljični dioksid (CO₂)%

Mjerenje zapaljivog plina PPM vrijednost

Učinkovitost izgaranja

Logirajte vrijednost kisika

Vrijednost anoksičnog izgaranja

Temperatura dimnjaka

Prikaz sekundarnog parametra

• Ugljični monoksid ugljik (CO) PPM

• Učinkovitost izgaranja zapaljivog plina

• Izlazni napon sonde

• Temperatura sonde

• Temperatura okoline

• Godina mjesec dan

• Vlažnost okoline

• Temperatura dimnjaka

• Impedancija sonde

• Indeks hipoksije

• Vrijeme rada i održavanja

Komunikacija računalo/pisač

Analizator ima RS232 ili RS485 serijski izlazni priključak, koji se može izravno spojiti na računalni terminal ili pisač, a sonda i instrument mogu se dijagnosticirati putem računala.

Čišćenje prašine i kalibracija standardnog plina

Analizator ima 1 kanal za uklanjanje prašine i 1 kanal za standardnu ​​kalibraciju plina ili 2 kanala za standardne izlazne releje za kalibraciju plina i prekidač solenoidnog ventila kojim se može upravljati automatski ili ručno.

TočnostP

± 1% od stvarnog očitanja kisika s ponovljivošću od 0,5%. Na primjer, pri 2% kisika točnost bi bila ±0,02% kisika.

AlarmiP

Analizator ima 4 opća alarma s 14 različitih funkcija i 3 programabilna alarma. Može se koristiti za signale upozorenja kao što su visoki i niski sadržaj kisika, visoki i niski CO te pogreške sonde i pogreške mjerenja.

Raspon prikazaP

Automatski prikaz 10^-30Sadržaj kisika ～100% O2 i sadržaj ugljikovog monoksida 0ppm～2000ppm CO.

Referentni plinP

Dovod zraka putem vibracijske pumpe s mikro motorom.

Power Ruireqements

85VAC do 264VAC 3A

Radna temperatura

Radna temperatura -25°C do 55°C

Relativna vlažnost 5% do 95% (bez kondenzacije)

Stupanj zaštite

IP65

IP54 s internom referentnom zračnom pumpom

Dimenzije i težina

300 mm Š x 180 mm V x 100 mm D 3 kg