Nernst N2032-O2/CO analizador de dos componentes de contenido de oxígeno y gases combustibles

Breve descripción:

El analizador se empareja con Nernst O2La sonda /CO puede medir el porcentaje de contenido de oxígeno O2% en la chimenea y el horno, el valor PPM del monóxido de carbono CO, el valor de 12 gases combustibles y la eficiencia de combustión del horno de combustión en tiempo real.

Mostrar automáticamente 10-30~100% contenido de oxígeno O2 y 0ppm~2000ppm contenido de monóxido de carbono CO.


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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 combustión en el proceso de combustión.Puede monitorear el contenido de oxígeno y el contenido de monóxido de carbono en los gases de combustión durante o después de la combustión de calderas, hornos y estufas.

El analizador se empareja con Nernst O2La sonda /CO puede medir el porcentaje de contenido de oxígeno O2% en la chimenea y el horno, el valor PPM del 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 zirconia 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 bajo diversas condiciones de alta humedad y polvo.

En el proceso de combustión de peroxígeno, cuando el gas combustible y el oxígeno que sustenta la combustión alcanzan cierto punto de equilibrio dinámico, el contenido de monóxido de carbono también cambiará con un ligero cambio en la cantidad de oxígeno. La tendencia de cambio del contenido de oxígeno y el cambio tendencia del monóxido de carbono forman la misma tendencia superpuesta.

Nernst O.2Principio 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 zirconia o sensor de oxígeno utiliza el potencial de oxígeno generado por las diferentes concentraciones de oxígeno en el interior y el exterior de la zirconia 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 una carcasa de acero aleado, que está compuesta por un calentador de acero aleado, un tubo de zirconia, un termopar, un cable, un tablero de terminales y una caja; consulte el diagrama esquemático. El tubo de zirconia de la sonda está aislado con gas de el interior y el exterior del tubo de zirconia a través de un dispositivo de sellado correspondiente.

Cuando la temperatura del cabezal de la sonda de zirconia 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 de la zirconia. Se puede medir el potencial eléctrico por el cable conductor correspondiente, y el valor de temperatura de la pieza se puede medir por el termopar correspondiente.

Cuando se conoce la concentración de oxígeno dentro y fuera del tubo de zirconia, el potencial de oxígeno correspondiente se puede calcular de acuerdo con la fórmula de cálculo del potencial de zirconia.

La fórmula es la siguiente:

E (milivoltios) =4F(RT)registroe dsd

Donde E es el potencial de oxígeno, R es la constante de gas, T es el valor absoluto de temperatura, PO2DENTRO es el valor de presión del oxígeno dentro del tubo de zirconia, y PO2EXTERIOR es el valor de presión del oxígeno fuera del tubo de zirconia. De acuerdo con la fórmula, cuando la concentración de oxígeno dentro y fuera del tubo de zirconia es diferente, se generará el potencial de oxígeno correspondiente. Se puede saber a partir de la fórmula de cálculo que cuando el la concentración de oxígeno dentro y fuera del tubo de zirconia es la misma, el potencial de oxígeno debe ser de 0 milivoltios (mV).

Si la presión atmosférica estándar es una atmósfera y la concentración de oxígeno en el aire es del 21%, la fórmula se puede simplificar a:

dfb

()

Cuando el potencial de oxígeno se mide con un instrumento de medición y se conoce la concentración de oxígeno dentro o fuera del tubo de zirconio, el contenido de oxígeno de la parte medida se puede obtener según la fórmula correspondiente.

La fórmula de cálculo es la siguiente: (En este momento, la temperatura en la parte de zirconio debe ser superior a 650°C)

(% O2) FUERA (CAJERO AUTOMÁTICO) = 0.21 EXPT(-46.421E)

Curva característica

fdb 

Cuando el gas medido contiene O2y CO al mismo tiempo, debido a la alta temperatura del sensor y al efecto catalítico del área del electrodo de platino del sensor, O2y el 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 a equilibrarse es paralela al proceso de O2difusión de la 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'O2.

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:O2 → 1/2O2(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) → 1/2O2(P'O2)

Cuando la fuerza electromotriz del sensor se compara 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 del O2-El sistema de CO por el sensor de zirconio es un λ (λ=no2 /nco o porcentaje de volumen λ=O2 × V %/OCO × V %) curva característica.

novio 

Cuando el Pt-Al2O3el catalizador se cataliza a 600 °C, el CO en el sistema aeróbico se puede convertir completamente en CO2, por lo que el gas medido contiene solo oxígeno después de la combustión catalítica.

En este momento, el sensor de zirconio mide el contenido de oxígeno exacto.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:

bmn

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)

 d.f.

El principio de estructura de la O2/sonda de CO

la o2/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 quemados de forma incompleta (CO/H2), porque el monóxido de carbono (CO) y el hidrógeno (H2) coexisten en los gases de combustión de combustión incompleta.

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La sonda es el elemento básico que utiliza el principio electroquímico después del calentamiento de zirconia 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 zirconia soldada en el tubo de corindón para formar un tubo sellado y expuesto al canal de gases de combustión del sistema de combustión. El uso de electrodos incorporados puede prevenir de manera efectiva que los componentes de corrosión dañen los electrodos y aumentar la vida útil.

Las funciones del electrodo COe y el O2El electrodo es el mismo, 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 H2puede ser identificado y detectado. En el estado de combustión completa, el voltaje "Nernst" UO2también se forma en el electrodo COe, y estos dos electrodos tienen las mismas características de curva.Al detectar combustión incompleta o componentes combustibles, el voltaje UCOe que no es "Nernst" también se formará en el electrodo COe, pero las curvas características de los dos electrodos se mueven por separado. (Vea los gráficos típicos para ambos sensores)

dd

La señal de tensión UCO/H2del sensor total es la señal de voltaje medida por el electrodo 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 O2electrodo se resta 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 usar para calcular el componente combustible COe medido en ppm. El sensor de sonda es una característica de señal de voltaje típica. El gráfico muestra una curva típica (línea discontinua) de concentración de COe cuando el contenido de oxígeno disminuye gradualmente.

Cuando la combustión entra en un área que carece de aire, en el llamado punto de "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.

dsd

UO2(línea continua) y UCO/H2(linea punteada).

Cuando hay exceso de aire y la combustión está completamente libre de componentes de COe, la señal del sensor UO2y UCO/H2son iguales, y de acuerdo con el principio de "Nernst", se muestra el contenido de oxígeno actual del canal de gases de combustión.

Al acercarse al "borde de descarga", la señal de voltaje total del sensor UCO/H2del electrodo de COe aumenta a un ritmo desproporcionado debido a la señal adicional de COe que no es de 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 puede utilizar para bloquear el "flanco 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 el costo 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 a computadora RS232 o una interfaz de red RS485.Un canal de salida de señal de oxígeno, el otro canal de salida de señal de CO.

Rango de medicion: El rango de medición de oxígeno es 10-30al 100% de contenido de oxígeno, y el rango de medición de monóxido de carbono es 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 de acuerdo con las configuraciones predeterminadas.

Función de salida de pantalla:El analizador tiene una fuerte función de visualización de 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 para apagar el 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 hay un cable especial para conectar con la sonda de zirconio.

Especificaciones

Entradas

• Una o dos sondas de zirconia o una sonda de zirconia + sensor de CO

• Termómetro de chimenea o repuesto tipo K, R, J, S tipo

• Entrada de señal de purga de gas a presión

• Elección de dos combustibles diferentes

• Control de funcionamiento seguro a prueba de explosiones (solo aplicable a la sonda calentada)

Salidas

Dos salidas de señal de CC lineales de 4~20 mA (carga máxima de 1000 Ω)

• El primer rango de salida (opcional)

Salida lineal 0~1% a 0~100% contenido de oxígeno

Salida logarítmica 0.1~20% contenido de oxígeno

Micro-salida de oxígeno 10-39a 10-1Contenido de oxígeno

• El segundo rango de salida (se puede seleccionar entre los siguientes)

Contenido de monóxido de carbono (CO) Valor PPM

Dióxido de carbono (CO2)%

Medición de gas combustible Valor PPM

Eficiencia de combustión

Valor de registro 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

• Voltaje de salida de la sonda

• La temperatura de la sonda

• Temperatura ambiente

• Año mes dia

• Humedad ambiente

• Temperatura de la chimenea

• Impedancia de la sonda

• Índice de hipoxia

• Tiempo de operación y mantenimiento

Comunicación computadora/impresora

El analizador tiene un puerto de salida serial RS232 o RS485, que se puede conectar directamente a una 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, al 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 de oxígeno alto y bajo, CO alto y bajo y errores de sonda y errores de medición.

Rango de visualizaciónP

Mostrar automáticamente 10-30~100% contenido de oxígeno O2 y 0ppm~2000ppm contenido de monóxido de carbono CO.

gas de referenciaP

Suministro de aire por bomba de vibración con micromotor.

Requisitos de potencia

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 ancho x 180 mm alto x 100 mm profundidad 3 kg


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