Nernst N2032-O2/CO analizador de contenido de oxígeno y gases combustibles de dos componentes
Rango de aplicación
El Nernst N2032-O2/CO contenido de oxígeno y gas combustibleanalizador de dos componenteses un analizador integral que puede detectar simultáneamente el contenido de oxígeno, el monóxido de carbono y la eficiencia de la combustión en el proceso de combustión. Puede controlar el contenido de oxígeno y monóxido de carbono en los gases de combustión durante o después de la combustión de calderas, hornos y hornos.
El analizador es compatible con Nernst O2/La sonda CO puede medir el porcentaje de contenido de oxígeno O2% en chimenea y horno, el valor de PPM de monóxido de carbono CO, el valor de 12 gases combustibles y la eficiencia de combustión del horno de combustión en tiempo real.
Características de la aplicación
Después de usar Nernst N2032-O2/CO contenido de oxígeno y gas combustibleanalizador de dos componentes, los usuarios pueden ahorrar mucha energía y controlar las emisiones de gases de escape.
El Nernst N2032-O2/CO contenido de oxígeno y gas combustibleanalizador de dos componenteses una tecnología única que utiliza una estructura de doble cabezal de circonio desarrollada después de diez años de investigación y puede medir simultáneamente el contenido de oxígeno y el contenido de monóxido de carbono. Actualmente es una verdadera tecnología de medición en línea. Bajo costo, alta precisión, se puede medir en línea en diversas condiciones de alta humedad y mucho polvo.
En el proceso de combustión de peroxígeno, cuando el gas combustible y el oxígeno que apoya la combustión alcanzan un cierto punto de equilibrio dinámico, el contenido de monóxido de carbono también cambiará con el ligero cambio en la cantidad de oxígeno. La tendencia de cambio del contenido de oxígeno y el cambio La tendencia del monóxido de carbono forma la misma tendencia superpuesta.
Nernst O.2/Principio de medición de la sonda CO
El Nernst O2La sonda /CO tiene electrodos duales, que pueden detectar tanto la señal de oxígeno como la señal de combustible al mismo tiempo. Debido a que los gases de combustión de combustión incompleta contienen monóxido de carbono (CO), combustibles e hidrógeno (H2).
La celda de oxígeno de la sonda de circonio o sensor de oxígeno utiliza el potencial de oxígeno generado por las diferentes concentraciones de oxígeno en el interior y el exterior del circonio a alta temperatura (superior a 650 °C) para medir el contenido de oxígeno de la pieza medida. Parte de la sonda está hecha de una carcasa de acero inoxidable o de una carcasa de acero aleado, que se compone de un calentador de acero aleado, un tubo de circonio, un termopar, un cable, un tablero de terminales y una caja. Consulte el diagrama esquemático. El tubo de circonio de la sonda está aislado de gas. el interior y el exterior del tubo de circonio mediante un dispositivo de sellado correspondiente.
Cuando la temperatura del cabezal de la sonda de circonio alcanza los 650 °C o más a través del calentador o la temperatura externa, las diferentes concentraciones de oxígeno en los lados interior y exterior generarán la fuerza electromotriz correspondiente en la superficie del circonio. Se puede medir el potencial eléctrico. Por el cable correspondiente, y el valor de temperatura de la pieza se puede medir mediante el termopar correspondiente.
Cuando se conoce la concentración de oxígeno dentro y fuera del tubo de circonio, el potencial de oxígeno correspondiente se puede calcular según la fórmula de cálculo del potencial de circonio.
La fórmula es la siguiente:
E (milivoltios) =4Fregistroe 
Donde E es el potencial de oxígeno, R es la constante del gas, T es el valor absoluto de la temperatura, PO2DENTRO es el valor de la presión del oxígeno dentro del tubo de circonio, y PO2EXTERIOR es el valor de la presión del oxígeno fuera del tubo de circonio. Según la fórmula, cuando la concentración de oxígeno dentro y fuera del tubo de circonio es diferente, se generará el potencial de oxígeno correspondiente. A partir de la fórmula de cálculo se puede saber que cuando el Si la concentración de oxígeno dentro y fuera del tubo de circonio es la misma, el potencial de oxígeno debe ser 0 milivoltios (mV).
Si la presión atmosférica estándar es de una atmósfera y la concentración de oxígeno en el aire es del 21%, la fórmula se puede simplificar a:
Cuando se mide el potencial de oxígeno con un instrumento de medición y se conoce la concentración de oxígeno dentro o fuera del tubo de circonio, se puede obtener el contenido de oxígeno de la parte medida según la fórmula correspondiente.
La fórmula de cálculo es la siguiente: (En este momento, la temperatura en la parte de circonio debe ser superior a 650°C)
(%O2) FUERA (ATM) = 0,21 EXPT
Curva característica
Cuando el gas medido contiene O2y CO al mismo tiempo, debido a la alta temperatura del sensor y al efecto catalítico de la zona del electrodo de platino del sensor, O2y CO reaccionará y alcanzará un estado de equilibrio termodinámico, el PO2en el lado medido ha cambiado de modo que la presión parcial de oxígeno en el equilibrio es P'O2.
Esto se debe a que después de que el sensor se activa a alta temperatura, el proceso de O2y la reacción de CO que tiende al equilibrio es paralela al proceso de O2difusión de concentración. Cuando la reacción alcanza el equilibrio, la difusión de O2La concentración también tiende a estabilizarse, de modo que la presión parcial de oxígeno medida en el equilibrio es P'O.2.
Las siguientes reacciones ocurren en el área negativa del ZrO2batería:
1/2 O2(CORREOS2)+CO→CO2
Cuando la reacción alcanza el equilibrio, el O2cambios de concentración, PO2se reduce a P'O2, y la conversión de moléculas de oxígeno gaseoso y O2en la matriz es:
Electrodo negativo:oh2 → 1/2 O2(P'O2)+2e
Electrodo positivo:1/2 O2(CORREOS2)+2e → O2
El proceso de diferencia de concentración de la batería es:1/2 O2 (CORREOS2) → 1/2 O2(P'O2)
Cuando se compara la fuerza electromotriz del sensor con el número de moles de gas de oxidación-reducción, la curva es una curva característica similar a una curva de titulación.
La forma de esta curva característica bajo cierta temperatura, presión y caudal, el mismo sensor tiene exactamente la misma curva característica para el mismo tipo de sistema de gas.
Por lo tanto, bajo presión atmosférica y el gas medido en flujo natural, la comparación de la fuerza electromotriz y el número de moles de O2-El sistema de CO mediante el sensor de circonio es un λ (λ=no2 /nco o porcentaje en volumen λ=O2 × V %/OCO × V %) curva característica.
Cuando el PT-Al2O3El catalizador se cataliza a 600 °C, el CO en el sistema aeróbico se puede convertir completamente en CO.2, por lo que el gas medido sólo contiene oxígeno después de la combustión catalítica.
En este momento, el sensor de circonio mide el contenido de oxígeno con precisión. Debido a la relación del gas medido bajo la acción de la combustión catalítica, se puede medir el contenido de CO en el gas medido. La relación entre la fórmula de reacción y la cantidad antes y después de la combustión catalítica del gas medido es la siguiente:
Supongamos que la concentración de monóxido de carbono en el gas medido antes de la catálisis es (CO), la concentración de oxígeno es A1 y la concentración de oxígeno en el gas medido después de la catálisis es A, entonces:
Antes de quemar:(CO) A1
Después de quemar:O A
Entonces:A=A1 – (CO)/2
Y:λ =A1 /(CO)
Entonces:A=λ ×(CO)-(CO)/2
Resultado:(CO)= 2A /(2λ-1) (λ>0,5)
El principio de estructura de la O2/sonda CO
la o2La sonda /CO ha realizado los cambios correspondientes sobre la base de la sonda original para realizar la nueva función de control de combustión. Además de detectar el contenido de oxígeno durante el proceso de combustión, la sonda también puede detectar combustibles que no se han quemado completamente (CO/H2), porque el monóxido de carbono (CO) y el hidrógeno (H2) coexisten en los gases de combustión de una combustión incompleta.
La sonda es el elemento básico que utiliza el principio electroquímico después del calentamiento del circonio para realizar la medición.
A.O.2electrodo (platino)
B. Electrodo de COe (platino/metal precioso)
C. Electrodo de control (platino)
El componente central de la sonda es la lámina compuesta de circonio soldada al tubo de corindón para formar un tubo sellado y expuesta al canal de gases de combustión del sistema de combustión. El uso de electrodos incorporados puede prevenir eficazmente que los componentes corrosivos dañen los electrodos y aumentar la vida útil.
Las funciones del electrodo de COe y del O2Los electrodos son los mismos, pero la diferencia entre los dos electrodos son las propiedades electroquímicas y catalíticas de las materias primas, de modo que los componentes combustibles en los gases de combustión, como CO y H.2puede ser identificado y detectado. En el estado de combustión completa, el voltaje "Nernst" UO2También se forma en el electrodo de COe, y estos dos electrodos tienen las mismas características de curva. Al detectar una combustión incompleta o componentes combustibles, también se formará un voltaje UCOe no "Nernst" en el electrodo de COe, pero las curvas características de los dos electrodos se mueven por separado. (Ver gráficos típicos para ambos sensores)
La señal de tensión UCO/H2del sensor total es la señal de voltaje medida por el electrodo de COe. Esta señal incluye las dos señales siguientes:
UCO/H2(sensor total) = UO2(contenido de oxígeno) + UCO2/H2(componentes inflamables)
Si el contenido de oxígeno medido por el O2Se resta el electrodo de la señal del sensor total, la conclusión es:
UCOe (componente combustible) = UCO/H2(sensor total)-UO2(contenido de oxígeno)
La fórmula anterior se puede utilizar para calcular el COe del componente combustible medido en ppm. El sensor de sonda es una característica de señal de voltaje típica. El gráfico muestra una curva típica (línea discontinua) de la concentración de COe cuando el contenido de oxígeno disminuye gradualmente.
Cuando la combustión entra en una zona sin aire, en el llamado punto “borde de emisión”, cuando la falta de aire provoca una combustión incompleta, la concentración de COe correspondiente aumentará significativamente.
Las características de la señal obtenida se muestran en el diagrama de la curva de la sonda.
UO2(línea continua) y UCO/H2(línea de puntos).
Cuando sobra aire y la combustión está completamente libre de componentes de COe, la señal del sensor UO2y UCO/H2son iguales y según el principio "Nernst" se indica el contenido actual de oxígeno en el canal de gases de combustión.
Al acercarse al “borde de descarga”, la señal de voltaje total del sensor UCO/H2del electrodo de COe aumenta desproporcionadamente debido a la señal adicional de COe no Nernst. Para las características de la señal de voltaje del sensor: UO2y UCO/H2En relación con el contenido de oxígeno en el canal de gases de combustión, aquí también se muestran las características típicas del componente combustible COe.
Además de las señales de tensión de los sensores UCO/H2y UO2, el sensor relativamente dinámico señala dU O2/dt y dUCO/H2/dt y especialmente el rango de señal de fluctuación del electrodo de COe se pueden utilizar para bloquear el "borde de emisión" de la combustión.
(Ver “Combustión incompleta: el rango de fluctuación de voltaje del electrodo de COe UCO/H2“)
Características técnicas
•Función de entrada de sonda dual: Un analizador puede equiparse con dos sondas, lo que puede ahorrar costos de uso y mejorar la confiabilidad de la medición.
•Función de salida múltiple: El analizador tiene dos salidas de señal de corriente de 4-20 mA y una interfaz de comunicación computadora-computadora RS232 o una interfaz de red RS485. Un canal de salida de señal de oxígeno y el otro canal de salida de señal de CO.
•Rango de medición: El rango de medición de oxígeno es 10-30Hasta 100% de contenido de oxígeno y el rango de medición de monóxido de carbono es de 0-2000PPM.
•Configuración de alarma:El analizador dispone de 1 salida de alarma general y 3 salidas de alarma programables.
• Calibración automática:El analizador monitoreará automáticamente varios sistemas funcionales y se calibrará automáticamente para garantizar la precisión del analizador durante la medición.
•Sistema inteligente:El analizador puede completar las funciones de varias configuraciones según las configuraciones predeterminadas.
•Función de salida de pantalla:El analizador tiene una fuerte función de mostrar varios parámetros y una fuerte función de salida y control de varios parámetros.
•Función de seguridad:Cuando el horno está fuera de uso, el usuario puede controlar el apagado del calentador de la sonda para garantizar la seguridad durante el uso.
•La instalación es simple y fácil:La instalación del analizador es muy sencilla y existe un cable especial para conectar con la sonda de circonio.
Presupuesto
Entradas
• Una o dos sondas de circonio o una sonda de circonio + sensor de CO
• Termómetro de humos o de repuesto tipo K, R, J, S
• Entrada de señal de purga de gas a presión
• Elección de dos combustibles diferentes
• Control de operación segura a prueba de explosiones (solo aplicable a sonda calentada)
Salidas
Dos salidas de señal lineales de CC de 4 ~ 20 mA (carga máxima 1000 Ω)
• El primer rango de salida (opcional)
Salida lineal 0~1% a 0~100% contenido de oxígeno
Salida logarítmica 0,1~20% de contenido de oxígeno
Salida de microoxígeno 10-39a 10-1contenido de oxígeno
• El segundo rango de salida (se puede seleccionar entre los siguientes)
Contenido de monóxido de carbono (CO) Valor de ppm
Dióxido de carbono (CO2)%
Valor de PPM de medición de gas combustible
Eficiencia de combustión
Registrar valor de oxígeno
Valor de combustión anóxica
Temperatura de humos
Visualización de parámetros secundarios
• Monóxido de carbono carbono (CO) PPM
• Eficiencia de combustión de gas combustible
• Tensión de salida de la sonda
• La temperatura de la sonda.
• Temperatura ambiente
• Año mes día
• Humedad ambiental
• Temperatura de humos
• Impedancia de la sonda
• Índice de hipoxia
• Tiempo de operación y mantenimiento
Comunicación computadora/impresora
El analizador tiene un puerto de salida serie RS232 o RS485, que se puede conectar directamente a un terminal de computadora o una impresora, y la sonda y el instrumento se pueden diagnosticar a través de la computadora.
Limpieza de polvo y calibración de gas estándar
El analizador tiene 1 canal para eliminación de polvo y 1 canal para calibración de gas estándar o 2 canales para relés de salida de calibración de gas estándar y un interruptor de válvula solenoide que se puede operar de forma automática o manual.
ExactitudP
± 1% de la lectura de oxígeno real con una repetibilidad del 0,5%. Por ejemplo, con un 2 % de oxígeno, la precisión sería de ±0,02 % de oxígeno.
AlarmasP
El analizador dispone de 4 alarmas generales con 14 funciones diferentes, y 3 alarmas programables. Se puede utilizar para señales de advertencia como contenido alto y bajo de oxígeno, CO alto y bajo, y errores de sonda y de medición.
Rango de visualizaciónP
Mostrar automáticamente 10-30~100% de contenido de oxígeno O2 y 0ppm~2000ppm de contenido de monóxido de carbono CO.
Gas de referenciaP
Suministro de aire mediante bomba de vibración con micromotor.
Requisitos de poder
85 VCA a 264 VCA 3A
Temperatura de funcionamiento
Temperatura de funcionamiento -25°C a 55°C
Humedad relativa 5% a 95% (sin condensación)
Grado de protección
IP65
IP54 con bomba de aire de referencia interna
Dimensiones y peso
300 mm de ancho x 180 mm de alto x 100 mm de profundidad 3 kg
