Nernst N2032-O2/CO dvokomponentni analizator sadržaja kisika i zapaljivih plinova

Raspon primjene

Nernst N2032-O₂/CO sadržaj kiseonika i zapaljivi gasdvokomponentni analizatorje sveobuhvatni analizator koji može istovremeno detektovati sadržaj kiseonika, ugljen monoksid i efikasnost sagorevanja u procesu sagorevanja. Može da prati sadržaj kiseonika i ugljen monoksida u dimnom gasu tokom ili nakon sagorevanja kotlova, peći i peći.

Analizator se slaže sa Nernstom O₂/CO sonda može mjeriti postotak sadržaja kisika O₂% u dimovodu i peći, PPM vrijednost ugljen monoksida CO, vrijednost 12 zapaljivih plinova i efikasnost sagorijevanja peći za sagorijevanje u realnom vremenu.

Karakteristike primjene

Nakon upotrebe Nernst N2032-O₂/CO sadržaj kiseonika i zapaljivi gasdvokomponentni analizator, korisnici mogu uštedjeti mnogo energije i kontrolirati emisiju izduvnih plinova.

Nernst N2032-O₂/CO sadržaj kiseonika i zapaljivi gasdvokomponentni analizatorje jedinstvena tehnologija koja koristi dvoglavu strukturu od cirkonija koja je razvijena nakon deset godina istraživanja i može istovremeno mjeriti sadržaj kisika i sadržaj ugljičnog monoksida. To je trenutno prava tehnologija mjerenja u liniji. Niska cijena, visoka preciznost, može se mjeriti online u različitim uvjetima visoke vlage i prašine.

U procesu sagorevanja peroksigena, kada gorivni gas i kiseonik koji podržava sagorevanje dostignu određenu tačku dinamičke ravnoteže, sadržaj ugljen monoksida će se takođe promeniti sa blagom promenom količine kiseonika. Trend promene sadržaja kiseonika i promena trend ugljičnog monoksida formiraju isti superponirani trend.

Nernst O₂/CO princip mjerenja sonde

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

Kiseonička ćelija cirkonijeve sonde ili senzora kisika koristi potencijal kisika koji nastaje različitim koncentracijama kisika unutar i izvan cirkonija na visokoj temperaturi (većoj od 650°C) za mjerenje sadržaja kisika u mjerenom dijelu. dio sonde je izrađen od nehrđajućeg čelika ili školjke od legiranog čelika, koja se sastoji od grijača od legiranog čelika, cirkonijeve cijevi, termoelementa, žice, priključne ploče i kutije, vidi shematski dijagram. Cirkon cijev sonde je plinsko izolirana unutarnje i vanjske strane cirkonijeve cijevi kroz odgovarajući uređaj za zaptivanje.

Kada temperatura glave cirkonijeve sonde dostigne 650°C ili više kroz grijač ili vanjsku temperaturu, različite koncentracije kisika na unutrašnjoj i vanjskoj strani će generirati odgovarajuću elektromotornu silu na površini cirkonija. Električni potencijal se može izmjeriti 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 izračunavanje 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 cirkonijumske cijevi i PO₂VANJ je vrijednost tlaka kisika izvan cirkonijeve cijevi. Prema formuli, kada je koncentracija kisika unutar i izvan cirkonij cijevi različita, stvara se odgovarajući potencijal kisika. Iz formule za proračun se može znati da kada koncentracija kisika unutar i izvan cirkonijeve cijevi je ista, potencijal kisika bi trebao biti 0 milivolta (mV).

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

()

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

Formula za proračun je sljedeća: (u ovom trenutku temperatura u dijelu cirkonija mora biti veća od 650°C)

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

Karakteristična kriva

Kada izmjereni plin sadrži O₂i CO istovremeno, zbog visoke temperature senzora i katalitičkog efekta površine platinske elektrode senzora, O₂i CO će reagovati i dostići termodinamičko ravnotežno stanje, PO₂na izmjerenoj 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 O₂i CO reakcija koja teži ravnoteži je paralelna sa procesom O₂koncentracijska difuzija. Kada reakcija dostigne ravnotežu, difuzija O₂koncentracija također ima tendenciju stabilizacije, tako da je izmjereni parcijalni tlak kisika u ravnoteži P'O₂.

Sljedeće reakcije se javljaju u negativnom području ZrO₂baterija:

1/2 O₂(PO₂)+CO→CO₂

Kada reakcija dostigne ravnotežu, O₂promjene koncentracije, PO₂se svodi na P'O₂i konverzija gasovitih molekula kiseonika 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 uporedi sa brojem molova oksidaciono-redukcionog gasa, kriva je karakteristična kriva slična krivulji titracije.

Oblik ove karakteristične krive pod određenom temperaturom, pritiskom i brzinom protoka, isti senzor ima potpuno istu karakterističnu krivu za istu vrstu plinskog sistema.

Stoga, pod atmosferskim pritiskom i izmjerenim plinom u prirodnom toku, poređenje elektromotorne sile i broja molova O₂-CO sistem pomoću cirkonijevog senzora je λ (λ=no2 /nco ili zapreminski postotak λ=O₂ × V %/OCO × V %) karakteristična kriva.

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

U ovom trenutku, cirkonijum senzor meri tačan sadržaj kiseonika. Zbog odnosa izmjerenog plina pod djelovanjem katalitičkog sagorijevanja, može se izmjeriti sadržaj CO u izmjerenom plinu. Odnos između formule reakcije i količine prije i nakon katalitičkog sagorijevanja mjerenog plina je sljedeći:

Pretpostavimo da je koncentracija ugljičnog 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

onda:A=A1 – (CO)/2

i:λ =A1 /(CO)

Dakle:A=λ ×(CO)-(CO)/2

rezultat:(CO)= 2A /(2λ-1)    (λ＞0.5)

Princip strukture O₂/CO sonda

O₂/CO sonda je izvršila odgovarajuće promjene na osnovu originalne sonde kako bi se realizirala nova funkcija kontrole sagorijevanja. Osim detekcije sadržaja kisika tokom procesa sagorijevanja, sonda može detektirati i nepotpuno sagorjela gorivu materiju (CO/H₂), jer ugljen monoksid (CO) i vodonik (H₂) koegzistiraju u dimnom gasu nepotpunog sagorevanja.

Sonda je osnovni element koji koristi elektrohemijski princip nakon zagrijavanja cirkonija za realizaciju mjerenja.

A. O₂elektroda (platina)

B. COe elektroda (platina/plemeniti metal)

C. Kontrolna elektroda (platina)

Osnovna komponenta sonde je cirkonijum kompozitni lim zavaren na korundnu cijev kako bi se formirala zapečaćena cijev i izložen kanalu dimnih plinova sistema za sagorijevanje. Upotreba ugrađenih elektroda može efikasno spriječiti korozijske komponente da oštete elektrode i povećati vijek trajanja.

Funkcije COe elektrode i O₂elektrode su iste, ali razlika između dvije elektrode je elektrohemijska i katalitička svojstva sirovina, tako da zapaljive komponente u dimnom plinu kao što su CO i H₂može se identifikovati i detektovati. U stanju potpunog sagorevanja, “Nernst” napon UO₂se također formira na COe elektrodi, a ove dvije elektrode imaju iste karakteristike krivulje. Kada se detektuje nepotpuno sagorevanje ili zapaljive komponente, na COe elektrodi će se takođe formirati ne-Nernstov napon UCOe, ali karakteristične krive dve elektrode se kreću odvojeno. (Pogledajte tipične grafikone za oba senzora)

Signal napona UCO/H₂od ukupnog senzora je signal napona izmjeren COe elektrodom. Ovaj signal uključuje sljedeća dva signala:

UCO/H₂(ukupni senzor) = UO₂(sadržaj kiseonika) + 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 kiseonika)

Gornja formula se može koristiti za izračunavanje COe zapaljive komponente izmjerene u ppm. Senzor sonde je tipična karakteristika naponskog signala. Grafikon prikazuje tipičnu krivu (isprekidanu liniju) koncentracije COe kada se sadržaj kisika postepeno smanjuje.

Kada sagorijevanje uđe u područje bez zraka, na takozvanoj tački “ivice emisije”, kada nedovoljno zraka uzrokuje nepotpuno sagorijevanje, odgovarajuća koncentracija COe će se značajno povećati.

Dobijene karakteristike signala prikazane su na dijagramu krive sonde.

UO₂(kontinuirana linija) i UCO/H₂(isprekidana linija).

Kada je zrak višak i sagorijevanje je potpuno bez COe komponenti, senzor signalizira UO₂i UCO/H₂su isti, a prema “Nernst” principu, prikazuje se trenutni sadržaj kiseonika u kanalu dimnih gasova.

Kada se približi “ivici pražnjenja”, ukupni napon senzora signalizira UCO/H₂COe elektrode raste nesrazmjerno velikom brzinom zbog dodatnog ne-Nernstovog COe signala. Za karakteristike naponskog signala senzora: UO₂i UCO/H₂U odnosu na sadržaj kiseonika u kanalu dimnih gasova, ovde su takođe prikazane tipične karakteristike zapaljive komponente COe.

Pored naponskih signala senzora UCO/H₂i UO₂, relativno dinamički senzorski signali dU O₂/dt i dUCO/H₂/dt, a posebno opseg signala fluktuacije COe elektrode može se koristiti za zaključavanje “ivice emisije” sagorevanja.

(Pogledajte „Nepotpuno sagorevanje: opseg fluktuacije napona COe elektrode UCO/H₂“)

Tehničke karakteristike

•Funkcija dvostrukog ulaza sonde: Jedan analizator može biti opremljen sa dvije sonde, što može uštedjeti troškove upotrebe i poboljšati pouzdanost mjerenja.

•Funkcija višestrukih izlaza: Analizator ima dva izlaza strujnog signala od 4-20mA i komunikacioni interfejs računar-računar RS232 ili mrežni interfejs RS485. Jedan kanal izlaznog signala kiseonika, drugi kanal izlaza CO signala.

•Raspon mjerenja: Opseg mjerenja kiseonika je 10^-30do 100% sadržaja kiseonika, a opseg merenja ugljen monoksida je 0-2000PPM.

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

• Automatska kalibracija:Analizator će automatski pratiti različite funkcionalne sisteme i automatski kalibrirati kako bi osigurao tačnost analizatora tokom mjerenja.

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

•Prikaz izlazne funkcije:Analizator ima snažnu funkciju prikazivanja različitih parametara i snažnu funkciju izlaza i kontrole različitih parametara.

•Sigurnosna funkcija:Kada peć nije u upotrebi, korisnik može kontrolisati da isključi grijač sonde kako bi osigurao sigurnost tokom upotrebe.

•Instalacija je jednostavna i laka:instalacija analizatora je vrlo jednostavna i postoji poseban kabel za povezivanje sa cirkonijum sondom.

Specifikacije

Inputs

• Jedna ili dvije cirkonijum sonde ili jedna cirkonijum sonda + CO senzor

• Dimni ili rezervni termometar tipa K, R, J, S

• Ulaz signala za pročišćavanje plina pod pritiskom

• Izbor između dva različita goriva

• Kontrola sigurnog rada otporna na eksploziju (primjenjivo samo na grijanu sondu)

Izlazi

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

• Prvi opseg izlaza (opciono)

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

Logaritamski izlaz 0,1～20% sadržaja kiseonika

Izlaz mikro-kiseonika 10^-39do 10^-1sadržaj kiseonika

• Drugi opseg izlaza (može se odabrati između sljedećeg)

Sadržaj ugljen monoksida (CO) PPM vrijednost

Ugljični dioksid (CO₂)%

Mjerenje zapaljivog plina PPM vrijednost

Efikasnost sagorevanja

Zabilježite vrijednost kisika

Anoksična vrijednost sagorijevanja

Temperatura dimnjaka

Prikaz sekundarnog parametra

• Ugljen monoksid ugljenik (CO) PPM

• Efikasnost sagorevanja zapaljivih gasova

• Izlazni napon sonde

• Temperatura sonde

• Temperatura okoline

• Godina mjesec dan

• Vlažnost okoline

• Temperatura dimnjaka

• Impedansa sonde

• Indeks hipoksije

• Vrijeme rada i održavanja

Komunikacija računara/štampača

Analizator ima RS232 ili RS485 serijski izlazni port, koji se može direktno povezati na terminal računara ili štampač, a sonda i instrument se mogu dijagnostikovati preko računara.

Čišćenje od prašine i standardna kalibracija plina

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

PreciznostP

± 1% stvarnog očitanja kiseonika sa ponovljivošću od 0,5%. Na primjer, pri 2% kisika tačnost bi bila ±0,02% kisika.

AlarmiP

Analizator ima 4 opšta alarma sa 14 različitih funkcija i 3 programabilna alarma. Može se koristiti za signale upozorenja kao što su visok i nizak sadržaj kiseonika, visok i nizak CO, i greške sonde i greške merenja.

Raspon prikazaP

Automatski prikaz 10^-30～100% sadržaja kisika O2 i 0ppm～2000ppm sadržaja CO ugljičnog monoksida.

Referentni gasP

Dovod zraka pomoću mikromotorne vibracione pumpe.

Power Ruireqements

85VAC do 264VAC 3A

Radna temperatura

Radna temperatura -25°C do 55°C

Relativna vlažnost 5% do 95% (bez kondenzacije)

Stepen zaštite

IP65

IP54 sa internom referentnom pumpom za vazduh

Dimenzije i težina

300 mm Š x 180 mm V x 100 mm D 3 kg