Nernst N2032-O2/CO oxigeno-edukia eta gas erregai bi osagaiko analizatzailea

Aplikazio-eremua

Nernst N2032-O₂/CO oxigeno-edukia eta gas erregaiabi osagaiko analizatzaileaerrekuntza-prozesuan oxigeno-edukia, karbono monoxidoa eta errekuntza-eraginkortasuna aldi berean hauteman ditzakeen analizatzaile integrala da.Oxigeno-edukia eta karbono monoxido-edukia kontrolatu ahal izango ditu erre-gasetan galdarak, labeak eta labeak erretzean edo ondoren.

Analizatzaileak Nernst O-rekin bat egiten du₂/CO zundak O oxigeno edukiaren ehunekoa neur dezake₂% errekuntzan eta labean, karbono monoxidoaren PPM balioa, 12 gas erregarrien balioa eta errekuntza-labearen errekuntza-eraginkortasuna denbora errealean.

Aplikazioaren ezaugarriak

Nernst N2032-O erabili ondoren₂/CO oxigeno-edukia eta gas erregaiabi osagaiko analizatzailea, erabiltzaileek energia asko aurreztu eta ihes-gasen isuriak kontrolatu ditzakete.

Nernst N2032-O₂/CO oxigeno-edukia eta gas erregaiabi osagaiko analizatzaileaHamar urteko ikerketaren ondoren garatutako zirkoniazko buru bikoitzeko egitura erabiltzen duen teknologia berezia da eta aldi berean oxigeno edukia eta karbono monoxidoa neur ditzake.Gaur egun lineako benetako neurketa teknologia da. Kostu baxua, zehaztasun handikoa, linean neur daiteke hezetasun eta hauts handiko baldintza ezberdinetan.

Peroxigenoaren errekuntza prozesuan, erregai-gasa eta errekuntza-euskarri oxigenoa oreka-puntu dinamiko jakin batera iristen direnean, karbono monoxidoaren edukia ere aldatuko da oxigeno-kantitatearen aldaketa txikiarekin. Oxigeno-edukiaren aldaketaren joera eta aldaketa. karbono monoxidoaren joera gainjarritako joera bera osatzen dute.

Nernst O₂/CO zunda neurtzeko printzipioa

Nernst O₂/CO zundak elektrodo bikoitzak ditu, eta aldi berean oxigeno-seinalea eta erregai-seinalea detektatu ditzakete. Errekuntza osatugabeko erre-gasak karbono monoxidoa (CO), erregaiak eta hidrogenoa (H) dituelako.₂).

Zirkonia-zundaren edo oxigeno-sentsorearen oxigeno-zelulak zirkoniaren barruko eta kanpoaldeko oxigeno-kontzentrazio ezberdinek sortutako oxigeno potentziala erabiltzen du tenperatura altuan (650 °C baino handiagoan) neurtutako piezaren oxigeno-edukia neurtzeko. zundaren zati bat altzairu herdoilgaitzezko zorroz edo aleaziozko altzairuzko zorroz eginda dago, hau da, aleaziozko altzairuzko berogailuz, zirkoniazko hodiz, termoparez, alanbrez, borne-taulez eta kutxaz osatuta dago. Ikusi eskema eskema. zirkonia-hodiaren barrualdea eta kanpoaldea dagokion zigilatzeko gailu baten bidez.

Zirkonia zunda buruaren tenperatura 650 °C edo handiagoa lortzen denean berogailuaren edo kanpoko tenperaturaren bidez, barruko eta kanpoko aldeetako oxigeno-kontzentrazio ezberdinek dagokion indar elektroeragilea sortuko dute zirkoniaren gainazalean. Potentzial elektrikoa neurtu daiteke. dagokion berun-hariaren bidez, eta piezaren tenperatura-balioa dagokion termoparearen bidez neur daiteke.

Zirkonia-hodiaren barruan eta kanpoan dagoen oxigeno-kontzentrazioa ezagutzen denean, dagokion oxigeno-potentziala kalkula daiteke zirkonia-potentzialaren kalkulu-formularen arabera.

Formula hau da:

E (milivoltioa) =4F(RT)erregistroae 

Non E oxigeno-potentziala den, R gas-konstantea, T tenperatura-balio absolutua, PO₂BARRUAN zirkonia-hodiaren barruko oxigenoaren presioaren balioa da, eta PO₂KANPOAN zirkonia-hoditik kanpoko oxigenoaren presio-balioa da. Formularen arabera, zirkonia-hodiaren barruko eta kanpoko oxigeno-kontzentrazioa desberdina denean, dagokion oxigeno-potentziala sortuko da. Kalkulu-formulatik jakin daiteke, Zirkonia-hodiaren barruan eta kanpoan oxigeno-kontzentrazioa berdina da, oxigeno-potentzialak 0 milivolt (mV) izan behar du.

Presio atmosferiko estandarra atmosfera batekoa bada eta aireko oxigeno-kontzentrazioa % 21 bada, formula honela sinplifikatu daiteke:

()

Oxigeno-potentziala neurketa-tresna batekin neurtzen denean eta zirkonia-hodiaren barruan edo kanpoan dagoen oxigeno-kontzentrazioa ezagutzen denean, neurtutako zatiaren oxigeno-edukia dagokion formularen arabera lor daiteke.

Kalkulu-formula hau da: (Une honetan, zirkonia zatiaren tenperatura 650 °C baino handiagoa izan behar da)

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

Kurba ezaugarria

Neurtutako gasak O daukanean₂eta CO aldi berean, sentsorearen tenperatura altuagatik eta sentsorearen platinozko elektrodoaren eremuaren efektu katalitikoagatik, O₂eta COk erreakzionatuko du eta oreka termodinamikora iritsiko da, PO-ra₂neurtutako aldean aldatu egin da orekan dagoen oxigenoaren presio partziala P'O izan dadin₂.

Hau da, sentsorea tenperatura altuan aktibatu ondoren, O-ren prozesua₂eta orekatzeko joera duen CO erreakzioa O-ren prozesuarekiko paraleloa da₂kontzentrazio-difusioa.Erreakzioa orekara iristen denean, O-ren difusioa₂kontzentrazioa ere egonkortzeko joera du, beraz, orekan neurtutako oxigenoaren presio partziala P'O da₂.

ZrOren eremu negatiboan honako erreakzio hauek gertatzen dira₂bateria:

1/2 O₂(PO₂)+CO→CO₂

Erreakzioa orekara iristen denean, O₂kontzentrazio-aldaketak, PO₂P'Ora murrizten da₂, eta gas-oxigeno molekulen bihurketa eta O₂matrizean hauxe da:

Elektrodo negatiboa:O₂ → 1/2 O₂(P'O₂)+2e

Elektrodo positiboa:1/2 O₂(PO₂)+2e → O₂

Bateriaren kontzentrazio-desberdintasunaren prozesua hau da:1/2 O₂ (PO₂) → 1/2 O₂(P'O₂)

Sentsorearen indar elektroeragilea oxidazio-erredukzio gasaren mol-kopuruarekin alderatzen denean, kurba titulazio-kurbaren antzeko kurba ezaugarri bat da.

Kurba ezaugarri honen forma tenperatura, presio eta emari jakin batzuen pean, sentsore berak kurba ezaugarri berdina du gas-sistema mota bererako.

Beraz, presio atmosferikoaren eta fluxu naturalean neurtutako gasaren pean, indar elektroeragilearen eta O-ren mol-kopuruaren konparaketa.₂-Zirkonia sentsorearen CO sistema λ bat da (λ=no2 /nco edo bolumen ehunekoa λ=O₂ × V %/OCO × V % kurba ezaugarria.

Pt-Al₂O₃Katalizatzailea 600 °C-tan katalizatzen da, sistema aerobikoko CO guztiz CO bihur daiteke.₂, beraz, neurtutako gasak oxigenoa baino ez dauka errekuntza katalitikoa egin ondoren.

Une honetan, zirkonia sentsoreak oxigeno-eduki zehatza neurtzen du.Errekuntza katalitikoaren eraginpean neurtutako gasak duen erlazioa dela eta, neurtutako gasaren CO edukia neur daiteke.Erreakzio-formularen eta neurtutako gasaren errekuntza katalitikoaren aurretik eta ondoren kantitatearen arteko erlazioa honako hau da:

Demagun neurtutako gasaren karbono monoxidoaren kontzentrazioa katalisia baino lehen (CO) dela, oxigenoaren kontzentrazioa A1 dela eta neurtutako gasaren kontzentrazioa A da, orduan:

Erre aurretik:(CO) A1

Erre ondoren:O A

Orduan:A=A1 – (CO)/2

Eta:λ =A1 /(CO)

Beraz:A=λ ×(CO)-(CO)/2

Emaitza:(CO)= 2A /(2λ-1)    (λ>0,5)

O-ren egitura-printzipioa₂/CO zunda

O₂/CO zundak dagozkion aldaketak egin ditu jatorrizko zundaren arabera errekuntzaren kontrol-funtzio berria gauzatzeko. Errekuntza-prozesuan zehar oxigeno-edukia detektatzeaz gain, zundak guztiz erre gabeko erregaiak ere hauteman ditzake (CO/H).₂), karbono monoxidoa (CO) eta hidrogenoa (H₂) osatugabeko errekuntzaren ken gasetan elkarrekin bizi dira.

Zunda zirkonia berotu ondoren printzipio elektrokimikoa erabiltzen duen oinarrizko elementua da neurketa gauzatzeko.

A.O₂elektrodoa (platinoa)

B. COe elektrodoa (platinoa/metal preziatua)

C. Kontrol-elektrodoa (platinoa)

Zundaren oinarrizko osagaia korindon hodiaren gainean soldatutako zirkoniazko xafla konposatua da, hodi itxi bat osatzeko eta errekuntza-sistemako gas-kanalaren eraginpean dagoena. Elektrodo integratuak erabiltzeak korrosio-osagaiak elektrodoak kaltetzea eraginkortasunez saihes dezake eta. zerbitzu-bizitza handitu.

COe elektrodoaren eta O-ren funtzioak₂elektrodoak berdinak dira, baina bi elektrodoen arteko aldea lehengaien propietate elektrokimikoak eta katalitikoak dira, beraz, erregaien osagai erregaiak CO eta H bezalakoak dira.₂identifikatu eta detektatu daitezke.Errekuntza osoko egoeran, “Nernst” tentsioa UO₂COe elektrodoan ere sortzen da, eta bi elektrodo hauek kurba-ezaugarri berdinak dituzte.Errekuntza osatugabea edo osagai erregarriak detektatzean, "Nernst" ez den UCOe tentsioa ere sortuko da COe elektrodoan, baina bi elektrodoen kurbak bereizita mugitzen dira. (Ikus bi sentsoreentzako grafiko tipikoak)

UCO/H tentsio seinalea₂sentsore osoaren COe elektrodoak neurtutako tentsio-seinalea da.Seinale honek bi seinale hauek ditu:

UCO/H₂(sentsorea guztira) = UO₂(oxigeno edukia) + UCO₂/H₂(osagai sukoiak)

Oxigeno-edukia neurtzen bada₂elektrodoa sentsore osoaren seinaletik kentzen da, ondorioa hau da:

UCOe (osagai erregarria) = UCO/H₂(sentsorea guztira)-UO₂(oxigeno edukia)

Goiko formula ppm-tan neurtutako COe osagai erregaia kalkulatzeko erabil daiteke. Zunda-sentsorea tentsio-seinalearen ezaugarri tipiko bat da. Grafikoak COe kontzentrazioko kurba tipiko bat (lerro etenaren) erakusten du oxigeno-edukia pixkanaka txikitzen denean.

Errekuntza airerik gabeko eremu batean sartzen denean, “igorpen ertza” deritzon puntuan, nahikoa aireak errekuntza osatugabea eragiten duenean, dagokion COe kontzentrazioa nabarmen handituko da.

Lortutako seinalearen ezaugarriak zunda-kurba diagraman agertzen dira.

UO₂(lerro jarraitua) eta UCO/H₂(puntudun lerroa).

Airea soberan dagoenean eta errekuntza COe osagairik gabe dagoenean, sentsoreak UO seinalea₂eta UCO/H₂berdinak dira, eta "Nernst" printzipioaren arabera, gasen kanalaren egungo oxigeno-edukia bistaratzen da.

"Deskarga ertzera" hurbiltzean, sentsore totalaren tentsioaren seinalea UCO/H₂COe elektrodoaren abiadura neurrigabean handitzen da Nernst ez den COe seinale gehigarriaren ondorioz. Sentsorearen tentsio-seinalearen ezaugarrietarako: UO₂eta UCO/H₂gas-kanalaren oxigeno-edukiari dagokionez, COe osagai erregaiaren ezaugarri tipikoak ere erakusten dira hemen.

UCO/H sentsoreen tentsio-seinaleez gain₂eta UO₂, sentsore-seinale nahiko dinamikoak dU O₂/dt eta dUCO/H₂/dt eta batez ere COe elektrodoaren fluktuazio-seinalearen tartea errekuntzaren "igorpen-ertza" blokeatzeko erabil daiteke.

(Ikus “Errekuntza osatugabea: COe elektrodoaren UCO/H tentsio-fluktuazio-eremua₂“)

Ezaugarri teknikoak

•Zunda bikoitzeko sarrera funtzioa: Analizatzaile bat bi zundaz horni daiteke, eta horrek erabilera kostua aurreztu eta neurketaren fidagarritasuna hobetu dezake.

•Irteera anitzeko funtzioa: Analizatzaileak 4-20mAko korronte seinale irteera eta ordenagailu-ordenagailu komunikazio interfaze RS232 edo sare interfaze RS485 ditu.Oxigeno seinalearen irteerako kanal bat, CO seinalearen irteerako beste kanala.

•Neurketa-tartea: Oxigenoa neurtzeko tartea 10 da^-30oxigeno-edukiera %100era arte, eta karbono monoxidoaren neurketa-tartea 0-2000PPM da.

•Alarma ezarpena:Analizatzaileak alarma-irteera orokor 1 eta 3 alarma-irteera programagarri ditu.

• Kalibrazio automatikoa:Analizatzaileak automatikoki kontrolatuko ditu hainbat sistema funtzional eta automatikoki kalibratuko ditu analizagailuaren zehaztasuna bermatzeko neurketan zehar.

•Sistema adimenduna:Analizatzaileak hainbat ezarpenen funtzioak bete ditzake aurrez zehaztutako ezarpenen arabera.

•Bistaratzeko irteera funtzioa:Analizatzaileak hainbat parametro bistaratzeko funtzio sendoa du eta hainbat parametroren irteera eta kontrol funtzio sendoa du.

•Segurtasun funtzioa:Labea erabiltzen ez denean, erabiltzaileak zundaren berogailua itzaltzeko kontrola dezake erabileran segurtasuna bermatzeko.

•Instalazioa erraza eta erraza da:analizagailuaren instalazioa oso erraza da eta zirkonia zundarekin konektatzeko kable berezi bat dago.

Zehaztapenak

Sarrerak

• Zirkonia zunda bat edo bi edo zirkonia zunda bat + CO sentsore

• K, R, J, S motako tximinia edo ordezko termometroa

• Presioko gasa garbitzeko seinalearen sarrera

• Bi erregai ezberdin aukeratzea

• Leherketen aurkako funtzionamendu seguruaren kontrola (berotutako zundarako soilik aplikagarria)

Irteerak

Bi lineal 4~20mA DC seinale irteera (gehienezko karga 1000Ω)

• Lehenengo irteera-barrutia (aukerakoa)

Irteera lineala 0~1% eta 0~100% oxigeno-edukia

Irteera logaritmikoa 0,1~20% oxigeno edukia

Mikro-oxigeno irteera 10^-3910era^-1oxigeno-edukia

• Bigarren irteera-barrutia (ondorengoetatik hauta daiteke)

Karbono monoxidoaren edukia (CO) PPM balioa

Karbono dioxidoa (CO₂)%

Gas erregaiaren neurketa PPM balioa

Errekuntza-eraginkortasuna

Oxigeno-balioa erregistratu

Errekuntza anoxikoaren balioa

Kanalaren tenperatura

Bigarren mailako parametroen bistaratzea

• Karbono monoxidoa karbono (CO) PPM

• Gas erregaiaren errekuntzaren eraginkortasuna

• Zundaren irteerako tentsioa

• Zundaren tenperatura

• Giro tenperatura

• Urteko hilabeteko eguna

• Inguruko hezetasuna

• Kanpoaren tenperatura

• Zundaren inpedantzia

• Hipoxia indizea

• Eragiketa eta mantentze-denbora

Ordenagailu/inprimagailuen komunikazioa

Analizatzaileak RS232 edo RS485 serieko irteerako ataka du, ordenagailuko terminal batera edo inprimagailu batera zuzenean konektatu daitekeena, eta zunda eta tresna ordenagailuaren bidez diagnostikatu daitezke.

Hautsa garbitzea eta gasen kalibrazio estandarra

Analizatzaileak 1 kanal ditu hautsa kentzeko eta 1 kanal estandarra gasaren kalibraziorako edo 2 kanal gasaren kalibrazio estandarraren irteera-erreleetarako, eta automatikoki edo eskuz funtziona daitekeen solenoide balbula etengailua.

ZehaztasunaP

Benetako oxigenoaren irakurketaren % ± 1 % 0,5eko errepikakortasunarekin.Adibidez, oxigenoaren % 2an zehaztasuna oxigenoaren % ± 0,02 izango litzateke.

AlarmakP

Analizatzaileak 4 alarma orokor ditu 14 funtzio ezberdinekin, eta 3 alarma programagarri.Abisu-seinaleetarako erabil daiteke, hala nola oxigeno-eduki altua eta baxua, CO altua eta baxua, eta zunda akatsak eta neurketa akatsak.

Bistaratzeko barrutiaP

Bistaratu automatikoki 10^-30～% 100 O2 oxigeno edukia eta 0 ppm ~ 2000 ppm CO karbono monoxido edukia.

Erreferentziako gasaP

Aire hornidura mikromotor bibrazio-ponparen bidez.

Botere-errekurtsoak

85 VAC-tik 264 VAC 3A

Funtzionamendu-tenperatura

Funtzionamendu-tenperatura -25°C eta 55°C artean

Hezetasun erlatiboa % 5 eta % 95 (kondentsaziorik gabe)

Babes-maila

IP65

IP54 erreferentzia barneko aire-ponparekin

Neurriak eta Pisua

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