Analizador de dous compoñentes de contido de osíxeno e gas combustible Nernst N2032-O2/CO

Rango de aplicación

O Nernst N2032-O₂Contido de osíxeno /CO e gas combustibleanalizador de dous compoñentesé un analizador completo que pode detectar simultaneamente o contido de osíxeno, o monóxido de carbono e a eficiencia da combustión no proceso de combustión. Pode controlar o contido de osíxeno e de monóxido de carbono nos gases de combustión durante ou despois da combustión de caldeiras, fornos e fornos.

O analizador está asociado con Nernst O₂A sonda /CO pode medir a porcentaxe de contido de osíxeno O₂% na combustión e no forno, o valor PPM do monóxido de carbono CO, o valor de 12 gases combustibles e a eficiencia de combustión do forno de combustión en tempo real.

Características da aplicación

Despois de usar Nernst N2032-O₂Contido de osíxeno /CO e gas combustibleanalizador de dous compoñentes, os usuarios poden aforrar moita enerxía e controlar as emisións de gases de escape.

O Nernst N2032-O₂Contido de osíxeno /CO e gas combustibleanalizador de dous compoñentesé unha tecnoloxía única que utiliza unha estrutura de dobre cabeza de circonio desenvolvida despois de dez anos de investigación e que pode medir simultaneamente o contido de osíxeno e de monóxido de carbono. Actualmente é unha verdadeira tecnoloxía de medición en liña. Baixo custo, alta precisión, pódese medir en liña en varias condicións de alta humidade e po.

No proceso de combustión de peroxíxeno, cando o gas combustible e o osíxeno que soporta a combustión alcanzan un certo punto de equilibrio dinámico, o contido de monóxido de carbono tamén cambiará co lixeiro cambio na cantidade de osíxeno. A tendencia de cambio do contido de osíxeno e o cambio. tendencia do monóxido de carbono forman a mesma tendencia superposta.

Nernst O₂Principio de medición da sonda /CO

O Nernst O₂A sonda /CO ten electrodos dobres, que poden detectar o sinal de osíxeno e o sinal de combustible ao mesmo tempo. Debido a que o gas de combustión incompleta contén monóxido de carbono (CO), combustibles e hidróxeno (H).₂).

A célula de osíxeno da sonda de circonio ou sensor de osíxeno utiliza o potencial de osíxeno xerado polas diferentes concentracións de osíxeno no interior e no exterior do zirconio a alta temperatura (superior a 650 °C) para medir o contido de osíxeno da parte medida. parte da sonda está feita de carcasa de aceiro inoxidable ou carcasa de aceiro de aliaxe, que está composta por un aquecedor de aceiro de aliaxe, tubo de circonio, termopar, fío, tarxeta de bornes e caixa, consulte o diagrama esquemático. O tubo de circonio da sonda está illado de gas. o interior e o exterior do tubo de circonio mediante un dispositivo de selado correspondente.

Cando a temperatura do cabezal da sonda de circonio alcanza os 650 °C ou superior a través do aquecedor ou a temperatura externa, as diferentes concentracións de osíxeno nos lados interior e exterior xerarán a forza electromotriz correspondente na superficie do circonio. Pódese medir o potencial eléctrico. polo cable correspondente e o valor da temperatura da peza pódese medir polo termopar correspondente.

Cando se coñece a concentración de osíxeno dentro e fóra do tubo de circonio, o potencial de osíxeno correspondente pódese calcular segundo a fórmula de cálculo do potencial de circonio.

A fórmula é a seguinte:

E (milivoltios) =4F(RT)rexistroe 

Onde E é o potencial de osíxeno, R é a constante do gas, T é o valor absoluto da temperatura, PO₂DENTRO é o valor de presión do osíxeno dentro do tubo de circonio, e PO₂OUTSIDE é o valor de presión do osíxeno fóra do tubo de circonio. Segundo a fórmula, cando a concentración de osíxeno dentro e fóra do tubo de circonio é diferente, xerarase o potencial de osíxeno correspondente. A partir da fórmula de cálculo pódese saber que cando o a concentración de osíxeno dentro e fóra do tubo de circonio é a mesma, o potencial de osíxeno debe ser de 0 milivoltios (mV).

Se a presión atmosférica estándar é unha atmosfera e a concentración de osíxeno no aire é do 21%, a fórmula pódese simplificar a:

()

Cando se mide o potencial de osíxeno cun instrumento de medida e se coñece a concentración de osíxeno dentro ou fóra do tubo de circonio, o contido de osíxeno da parte medida pódese obter segundo a fórmula correspondente.

A fórmula de cálculo é a seguinte: (Neste momento, a temperatura na parte de circonio debe ser superior a 650 °C)

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

Curva característica

Cando o gas medido contén O₂e CO ao mesmo tempo, debido á alta temperatura do sensor e ao efecto catalítico da zona do electrodo de platino do sensor, O₂e o CO reaccionará e alcanzará un estado de equilibrio termodinámico, o PO₂no lado medido cambiou de xeito que a presión parcial de osíxeno no equilibrio é P'O₂.

Isto ocorre porque despois de que o sensor se activa a alta temperatura, o proceso de O₂e a reacción do CO que tende a equilibrarse é paralela ao proceso de O₂difusión de concentración. Cando a reacción alcanza o equilibrio, a difusión de O₂a concentración tamén tende a estabilizarse, polo que a presión parcial de osíxeno medida no equilibrio é P'O₂.

As seguintes reaccións ocorren na zona negativa do ZrO₂batería:

1/2 O₂(PO₂)+CO→CO₂

Cando a reacción alcanza o equilibrio, o O₂cambios de concentración, PO₂redúcese a P'O₂, e a conversión de moléculas de osíxeno gasoso e O₂na matriz é:

Electrodo negativo:O₂ → 1/2 O₂(P'O₂)+2e

Electrodo positivo:1/2 O₂(PO₂)+2e → O₂

O proceso de diferenza de concentración da batería é:1/2 O₂ (PO₂) → 1/2 O₂(P'O₂)

Cando se compara a forza electromotriz do sensor co número de moles de gas de oxidación-redución, a curva é unha curva característica semellante a unha curva de titulación.

A forma desta curva característica baixo certa temperatura, presión e caudal, o mesmo sensor ten exactamente a mesma curva característica para o mesmo tipo de sistema de gas.

Polo tanto, baixo unha presión atmosférica e o gas medido en fluxo natural, a comparación da forza electromotriz e o número de moles do O₂- O sistema de CO polo sensor de circonio é un λ (λ=no2 /nco ou porcentaxe de volume λ=O₂ × V %/OCO × V %) curva característica.

Cando o Pt-Al₂O₃O catalizador é catalizado a 600 °C, o CO no sistema aeróbico pódese converter completamente en CO₂, polo que o gas medido só contén osíxeno despois da combustión catalítica.

Neste momento, o sensor de circonio mide o contido de osíxeno preciso. Debido á relación do gas medido baixo a acción da combustión catalítica, pódese medir o contido de CO no gas medido. A relación entre a fórmula da reacción e a cantidade antes e despois da combustión catalítica do gas medido é a seguinte:

Supoña que a concentración de monóxido de carbono no gas medido antes da catálise é (CO), a concentración de osíxeno é A1 e a concentración de osíxeno no gas medido despois da catálise é A, entón:

Antes de queimar:(CO) A1

Despois da queima:O A

Entón:A=A1 – (CO)/2

E:λ =A1 /(CO)

Entón:A=λ ×(CO)-(CO)/2

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

O principio de estrutura do O₂Sonda /CO

O O₂A sonda /CO realizou os cambios correspondentes en base á sonda orixinal para realizar a nova función de control de combustión. Ademais de detectar o contido de osíxeno durante o proceso de combustión, a sonda tamén pode detectar combustibles quemados de forma incompleta (CO/H₂), porque o monóxido de carbono (CO) e o hidróxeno (H₂) coexisten nos gases de combustión de combustión incompleta.

A sonda é o elemento básico que utiliza o principio electroquímico despois do quecemento do zirconio para realizar a medición.

A. O₂electrodo (platino)

B. Electrodo de COe (platino/metal precioso)

C. Electrodo de control (platino)

O compoñente central da sonda é a folla composta de circonio soldada no tubo de corindón para formar un tubo selado e exposta á canle de gases de combustión do sistema de combustión. O uso de electrodos integrados pode evitar eficazmente que os compoñentes da corrosión danen os electrodos e aumentar a vida útil.

As funcións do electrodo COe e do O₂os electrodos son iguais, pero a diferenza entre os dous electrodos son as propiedades electroquímicas e catalíticas das materias primas, polo que os compoñentes combustibles dos gases de combustión como CO e H₂pódese identificar e detectar.No estado de combustión completa, a tensión “Nernst” UO₂tamén se forma no electrodo de COe, e estes dous electrodos teñen as mesmas características de curva. Ao detectar combustións incompletas ou compoñentes combustibles, tamén se formará a tensión UCOe non "Nernst" no electrodo de COe, pero as curvas características dos dous electrodos móvense por separado. (Consulte os gráficos típicos de ambos sensores)

O sinal de tensión UCO/H₂do sensor total é o sinal de tensión medido polo electrodo de COe. Este sinal inclúe os seguintes dous sinais:

UCO/H₂(sensor total) = UO₂(contido de osíxeno) + UCO₂/H₂(componentes inflamables)

Se o contido de osíxeno medido polo O₂O electrodo se resta do sinal do sensor total, a conclusión é:

UCOe (compoñente combustible) = UCO/H₂(sensor total)-UO₂(contido de osíxeno)

A fórmula anterior pódese usar para calcular o compoñente combustible COe medido en ppm. O sensor da sonda é unha característica típica de sinal de tensión. O gráfico mostra unha curva típica (liña discontinua) da concentración de COe cando o contido de osíxeno diminúe gradualmente.

Cando a combustión entra nunha zona carente de aire, no punto denominado “borde de emisión”, cando unha falta de aire provoca unha combustión incompleta, a concentración de COe correspondente aumentará significativamente.

As características do sinal obtidas móstranse no diagrama da curva da sonda.

UO₂(liña continua) e UCO/H₂(liña de puntos).

Cando o aire sobra e a combustión está completamente libre de compoñentes de COe, o sensor sinala UO₂e UCO/H₂son iguais e, segundo o principio "Nernst", móstrase o contido actual de osíxeno da canle de gases de combustión.

Ao achegarse ao "borde de descarga", o sinal de tensión total do sensor UCO/H₂do electrodo de COe aumenta a un ritmo desproporcionado debido ao sinal adicional de COe non de Nernst. Para as características do sinal de tensión do sensor: UO₂e UCO/H₂en relación ao contido de osíxeno na canle de gases de combustión, aquí tamén se mostran as características típicas do compoñente combustible COe.

Ademais dos sinais de tensión dos sensores UCO/H₂e UO₂, os sinais do sensor relativamente dinámicos dU O₂/dt e dUCO/H₂/dt e especialmente o rango de sinal de flutuación do electrodo de COe pódese usar para bloquear o "borde de emisión" da combustión.

(Consulte "Combustión incompleta: o intervalo de flutuación de voltaxe do electrodo de COe UCO/H₂“)

Características técnicas

•Función de entrada de sonda dual: Un analizador pode estar equipado con dúas sondas, o que pode aforrar o custo de uso e mellorar a fiabilidade da medición.

•Función de saída múltiple: O analizador ten dúas saídas de sinal de corrente de 4-20 mA e interface de comunicación ordenador-ordenador RS232 ou interface de rede RS485. Unha canle de saída de sinal de osíxeno, a outra canle de saída de sinal de CO.

•Rango de medición: O rango de medición de osíxeno é 10^-30a un contido de osíxeno do 100% e o rango de medición de monóxido de carbono é de 0-2000 PPM.

•Configuración da alarma:O analizador ten 1 saída de alarma xeral e 3 saídas de alarma programables.

• Calibración automática:O analizador supervisará automaticamente varios sistemas funcionais e calibrará automaticamente para garantir a precisión do analizador durante a medición.

•Sistema intelixente:O analizador pode completar as funcións de varios axustes segundo os axustes predeterminados.

•Función de saída de visualización:O analizador ten unha forte función de mostrar varios parámetros e unha forte función de saída e control de varios parámetros.

•Función de seguridade:Cando o forno está fóra de uso, o usuario pode controlar para apagar o quentador da sonda para garantir a seguridade durante o uso.

•A instalación é sinxela e sinxela:a instalación do analizador é moi sinxela e hai un cable especial para conectar coa sonda de circonio.

Especificacións

Entradas

• Unha ou dúas sondas de circonio ou unha sonda de circonio + sensor de CO

• Termómetro de combustión ou de recambio tipo K, R, J, S

• Entrada de sinal de purga de gas a presión

• Elección de dous combustibles diferentes

• Control de operación segura a proba de explosión (só aplicable a sonda quente)

Saídas

Dúas saídas de sinal lineal 4~20mA DC (carga máxima 1000Ω)

• O primeiro intervalo de saída (opcional)

Saída lineal 0~1% a 0~100% de contido de osíxeno

Saída logarítmica 0,1~20% de contido de osíxeno

Saída de micro-osíxeno 10^-39ata 10^-1contido de osíxeno

• O segundo intervalo de saída (pódese seleccionar entre os seguintes)

Contido de monóxido de carbono (CO) Valor PPM

Dióxido de carbono (CO₂)%

Medición de gas combustible valor PPM

Eficiencia de combustión

Rexistro do valor de osíxeno

Valor de combustión anóxica

Temperatura de combustión

Visualización de parámetros secundarios

• Monóxido de carbono carbono (CO) PPM

• Eficiencia de combustión de gases combustibles

• Tensión de saída da sonda

• A temperatura da sonda

• Temperatura ambiente

• Ano mes día

• Humidade ambiental

• Temperatura de combustión

• Impedancia da sonda

• Índice de hipoxia

• Tempo de funcionamento e mantemento

Comunicación ordenador/impresora

O analizador ten un porto de saída en serie RS232 ou RS485, que se pode conectar directamente a un terminal de ordenador ou a unha impresora, e a sonda e o instrumento poden ser diagnosticados a través do ordenador.

Limpeza de po e calibración de gas estándar

O analizador ten 1 canle para a eliminación de po e 1 canle para a calibración de gas estándar ou 2 canles para os relés de saída de calibración de gas estándar, e un interruptor de válvula solenoide que se pode operar de forma automática ou manual.

PrecisiónP

± 1% da lectura real de osíxeno cunha repetibilidade do 0,5%. Por exemplo, a un 2% de osíxeno a precisión sería de ±0,02% de osíxeno.

AlarmasP

O analizador ten 4 alarmas xerais con 14 funcións diferentes, e 3 alarmas programables. Pódese usar para sinais de advertencia como alto e baixo contido de osíxeno, alto e baixo CO e erros de sonda e erros de medición.

Intervalo de visualizaciónP

Mostrar automaticamente 10^-30Contido de osíxeno ～100% O2 e contido de monóxido de carbono de 0 ppm ~ 2000 ppm de CO.

Gas de referenciaP

Alimentación de aire mediante bomba vibratoria micromotor.

Requisitos de poder

85 VCA a 264 VCA 3 A

Temperatura de funcionamento

Temperatura de funcionamento -25°C a 55°C

Humidade relativa 5% a 95% (sen condensación)

Grao de Protección

IP65

IP54 con bomba de aire de referencia interna

Dimensións e peso

300 mm de ancho x 180 mm de alto x 100 mm de fondo 3 kg