Nernst N2032-O2/CO محلل محتوى الأكسجين والغاز القابل للاحتراق ثنائي المكونات

مدى التطبيق

نيرنست N2032-O₂/محتوى الأكسجين CO والغاز القابل للاحتراقمحلل مكون من عنصرينهو محلل شامل يمكنه الكشف في الوقت نفسه عن محتوى الأكسجين وأول أكسيد الكربون وكفاءة الاحتراق في عملية الاحتراق.يمكنه مراقبة محتوى الأكسجين ومحتوى أول أكسيد الكربون في غاز المداخن أثناء أو بعد احتراق الغلايات والأفران والأفران.

يتزاوج المحلل مع Nernst O₂يمكن لمسبار /CO قياس نسبة محتوى الأكسجين O₂النسبة المئوية في المداخن والأفران، وقيمة PPM لأول أكسيد الكربون CO، وقيمة 12 غازًا قابلاً للاحتراق وكفاءة الاحتراق لفرن الاحتراق في الوقت الفعلي.

خصائص التطبيق

بعد استخدام Nernst N2032-O₂/محتوى الأكسجين CO والغاز القابل للاحتراقمحلل مكون من عنصرينيمكن للمستخدمين توفير الكثير من الطاقة والتحكم في انبعاثات غازات العادم.

نيرنست N2032-O₂/محتوى الأكسجين CO والغاز القابل للاحتراقمحلل مكون من عنصرينهي تقنية فريدة تستخدم هيكل الزركونيا مزدوج الرأس الذي تم تطويره بعد عشر سنوات من البحث ويمكنها قياس محتوى الأكسجين ومحتوى أول أكسيد الكربون في نفس الوقت.إنها حاليًا تقنية قياس حقيقية في الخط. يمكن قياس التكلفة المنخفضة والدقة العالية عبر الإنترنت في ظل ظروف رطوبة عالية وغبار عالية مختلفة.

في عملية احتراق البيروكسيجين، عندما يصل غاز الوقود والأكسجين الداعم للاحتراق إلى نقطة توازن ديناميكي معينة، سيتغير محتوى أول أكسيد الكربون أيضًا مع التغير الطفيف في كمية الأكسجين. اتجاه التغير في محتوى الأكسجين والتغيير اتجاه أول أكسيد الكربون يشكل نفس الاتجاه المتراكب.

نيرنست أو₂/مبدأ قياس مسبار CO

نيرنست أو₂يحتوي مسبار /CO على أقطاب كهربائية مزدوجة، يمكنها اكتشاف كل من إشارة الأكسجين والإشارة القابلة للاحتراق في نفس الوقت. لأن غاز المداخن غير الكامل يحتوي على أول أكسيد الكربون (CO)، والمواد القابلة للاحتراق والهيدروجين (H)₂).

تستخدم خلية الأكسجين الخاصة بمسبار الزركونيا أو مستشعر الأكسجين إمكانات الأكسجين الناتجة عن تركيزات الأكسجين المختلفة داخل وخارج الزركونيا عند درجة حرارة عالية (أكبر من 650 درجة مئوية) لقياس محتوى الأكسجين للجزء المقاس. جزء من المسبار مصنوع من غلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ أو غلاف من سبائك الصلب، والذي يتكون من سخان من سبائك الصلب، وأنبوب زركونيا، ومزدوجة حرارية، وأسلاك، ولوحة طرفية وصندوق، انظر الرسم التخطيطي. أنبوب الزركونيا الخاص بالمسبار معزول بالغاز داخل وخارج أنبوب الزركونيا من خلال جهاز الختم المناسب.

عندما تصل درجة حرارة رأس مسبار الزركونيا إلى 650 درجة مئوية أو أعلى من خلال المدفأة أو درجة الحرارة الخارجية، فإن تركيزات الأكسجين المختلفة على الجانبين الداخلي والخارجي ستولد قوة دافعة كهربائية مقابلة على سطح الزركونيا. يمكن قياس الإمكانات الكهربائية بواسطة سلك الرصاص المقابل، ويمكن قياس قيمة درجة حرارة الجزء بواسطة المزدوج الحراري المقابل.

عندما يكون تركيز الأكسجين داخل وخارج أنبوب الزركونيا معروفًا، يمكن حساب إمكانات الأكسجين المقابلة وفقًا لصيغة حساب إمكانات الزركونيا.

الصيغة هي كما يلي:

E (ملي فولت) =4F(RT)سجلe 

حيث E هو جهد الأكسجين، R هو ثابت الغاز، T هي قيمة درجة الحرارة المطلقة، PO₂INSIDE هي قيمة ضغط الأكسجين داخل أنبوب الزركونيا، وPO₂الخارج هو قيمة ضغط الأكسجين خارج أنبوب الزركونيا. وفقًا للصيغة، عندما يكون تركيز الأكسجين داخل وخارج أنبوب الزركونيا مختلفًا، سيتم إنشاء إمكانات الأكسجين المقابلة. ويمكن معرفة من صيغة الحساب أنه عندما تركيز الأكسجين داخل وخارج أنبوب الزركونيا هو نفسه، ويجب أن تكون إمكانات الأكسجين 0 مللي فولت (mV).

إذا كان الضغط الجوي القياسي هو ضغط جوي واحد وكان تركيز الأكسجين في الهواء 21%، فيمكن تبسيط الصيغة إلى:

()

عندما يتم قياس إمكانات الأكسجين باستخدام أداة قياس ويكون تركيز الأكسجين داخل أو خارج أنبوب الزركونيا معروفًا، يمكن الحصول على محتوى الأكسجين للجزء المقاس وفقًا للصيغة المقابلة.

صيغة الحساب هي كما يلي: (في هذا الوقت، يجب أن تكون درجة الحرارة في جزء الزركونيا أكبر من 650 درجة مئوية)

(%O₂) خارج (الصراف الآلي) = 0.21 خبرةT(-46.421E)

منحنى مميز

عندما يحتوي الغاز المقاس على O₂وثاني أكسيد الكربون في نفس الوقت، وذلك بسبب ارتفاع درجة حرارة المستشعر والتأثير التحفيزي لمنطقة القطب البلاتيني للمستشعر، O₂وسوف يتفاعل ثاني أكسيد الكربون ويصل إلى حالة التوازن الديناميكي الحراري، PO₂على الجانب المقاس تغير بحيث يكون الضغط الجزئي للأكسجين عند التوازن هو P'O₂.

وذلك لأنه بعد تنشيط المستشعر عند درجة حرارة عالية، تتم عملية O₂وتفاعل ثاني أكسيد الكربون الذي يميل إلى التوازن يكون موازيًا لعملية O₂انتشار التركيز.عندما يصل التفاعل إلى التوازن، ينتشر O₂يميل التركيز أيضًا إلى الاستقرار، بحيث يكون الضغط الجزئي للأكسجين المقاس عند التوازن هو P'O₂.

تحدث التفاعلات التالية في المنطقة السلبية من ZrO₂بطارية:

1/2 س₂(ص₂)+CO →CO₂

عندما يصل التفاعل إلى التوازن، O₂تغييرات التركيز، ص₂يتم تقليله إلى P'O₂، وتحويل جزيئات الأكسجين الغازية وO₂في المصفوفة هو:

القطب السلبي:يا₂ → 1/2 س₂(P'O₂)+2ه

القطب الموجب:1/2 س₂(ص₂)+2e → O₂

عملية فرق تركيز البطارية هي:1/2 س₂ (ص₂) → 1/2 س₂(P'O₂)

عند مقارنة القوة الدافعة الكهربائية للحساس مع عدد مولات غاز الأكسدة والاختزال، يكون المنحنى منحنى مميز يشبه منحنى المعايرة.

شكل هذا المنحنى المميز تحت درجة حرارة وضغط ومعدل تدفق معين، نفس المستشعر له نفس المنحنى المميز تمامًا لنفس النوع من نظام الغاز.

لذلك، في ظل الضغط الجوي والغاز المقاس في التدفق الطبيعي، يمكن مقارنة القوة الدافعة الكهربائية وعدد مولات O₂نظام -CO بواسطة مستشعر الزركونيا هو π (lect=no2 /nco أو نسبة الحجم π=O)₂ × V %/OCO × V %) المنحنى المميز.

عندما حزب العمال-آل₂O₃عند تحفيز المحفز عند درجة حرارة 600 درجة مئوية، يمكن تحويل ثاني أكسيد الكربون الموجود في النظام الهوائي بالكامل إلى ثاني أكسيد الكربون₂وبالتالي فإن الغاز المقاس يحتوي على الأكسجين فقط بعد الاحتراق الحفاز.

في هذا الوقت، يقوم مستشعر الزركونيا بقياس محتوى الأكسجين الدقيق.نظرًا لعلاقة الغاز المقاس تحت تأثير الاحتراق الحفاز، يمكن قياس محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغاز المقاس. العلاقة بين صيغة التفاعل والكمية قبل وبعد الاحتراق الحفاز للغاز المقاس هي كما يلي:

لنفترض أن تركيز أول أكسيد الكربون في الغاز المقاس قبل الحفز هو (CO)، وتركيز الأكسجين هو A1، وتركيز الأكسجين في الغاز المقاس بعد الحفز هو A، إذن:

قبل الحرق:(أول أكسيد الكربون) A1

بعد الاحتراق:يا أ

ثم:أ=أ1 – (ثاني أكسيد الكربون)/2

و:λ =A1 /(CO)

لذا:أ=  ×(ثاني أكسيد الكربون)-(ثاني أكسيد الكربون)/2

نتيجة:(ثاني أكسيد الكربون)= 2 أ /(2lect-1)    (＞0.5)

مبدأ هيكل O₂/ مسبار ثاني أكسيد الكربون

O₂قام مسبار /CO بإجراء تغييرات مقابلة على أساس المسبار الأصلي لتحقيق وظيفة التحكم في الاحتراق الجديدة. بالإضافة إلى الكشف عن محتوى الأكسجين أثناء عملية الاحتراق، يمكن للمسبار أيضًا اكتشاف المواد القابلة للاحتراق غير الكاملة (CO/H₂) لأن أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين (H₂) تتواجد في غاز المداخن الناتج عن الاحتراق غير الكامل.

المسبار هو العنصر الأساسي الذي يستخدم المبدأ الكهروكيميائي بعد تسخين الزركونيا لتحقيق القياس.

أ.و₂القطب (البلاتين)

ب. قطب ثاني أكسيد الكربون (البلاتين/المعدن الثمين)

ج. قطب التحكم (البلاتين)

المكون الأساسي للمسبار هو لوح مركب الزركونيا الملحومة على أنبوب اكسيد الالمونيوم لتشكيل أنبوب مغلق ومعرض لقناة غاز المداخن في نظام الاحتراق. إن استخدام الأقطاب الكهربائية المدمجة يمكن أن يمنع بشكل فعال مكونات التآكل من إتلاف الأقطاب الكهربائية و زيادة عمر الخدمة.

وظائف القطب COe و O₂القطب الكهربائي هو نفسه، ولكن الفرق بين القطبين هو الخواص الكهروكيميائية والتحفيزية للمواد الخام، بحيث تكون المكونات القابلة للاحتراق في غاز المداخن مثل CO وH₂يمكن التعرف عليه وكشفه. في حالة الاحتراق الكامل، يظهر جهد "النيرنست" UO₂يتشكل أيضًا في قطب ثاني أكسيد الكربون، وهذان القطبان لهما نفس خصائص المنحنى.عند اكتشاف الاحتراق غير الكامل أو المكونات القابلة للاحتراق، سيتم أيضًا تشكيل جهد UCOe غير "Nernst" على قطب COe، لكن المنحنيات المميزة للقطبين الكهربائيين تتحرك بشكل منفصل. (انظر الرسوم البيانية النموذجية لكلا المستشعرين)

إشارة الجهد UCO/H₂من المستشعر الإجمالي هي إشارة الجهد التي يتم قياسها بواسطة قطب ثاني أكسيد الكربون.تتضمن هذه الإشارة الإشارتين التاليتين:

يوكو/ح₂(إجمالي الاستشعار) = ثالث أكسيد اليورانيوم₂(محتوى الأكسجين) + UCO₂/H₂(المكونات القابلة للاشتعال)

إذا تم قياس محتوى الأكسجين بواسطة O₂يتم طرح القطب من إشارة المستشعر الكلي، والنتيجة هي:

UCOe (مكون قابل للاحتراق) = UCO/H₂(الاستشعار الكلي)-UO₂(محتوى الاكسجين)

يمكن استخدام الصيغة أعلاه لحساب مكون ثاني أكسيد الكربون القابل للاحتراق المقاس بجزء في المليون. مستشعر المسبار هو خاصية إشارة الجهد النموذجية. يُظهر الرسم البياني منحنى نموذجي (خط متقطع) لتركيز ثاني أكسيد الكربون عندما ينخفض ​​محتوى الأكسجين تدريجيًا.

عندما يدخل الاحتراق منطقة تفتقر إلى الهواء، عند ما يسمى بنقطة "حافة الانبعاث"، عندما يؤدي عدم كفاية الهواء إلى احتراق غير كامل، فإن تركيز ثاني أكسيد الكربون المقابل سيزيد بشكل كبير.

تظهر خصائص الإشارة التي تم الحصول عليها في مخطط منحنى المسبار.

UO₂(خط متواصل) وUCO/H₂(خط منقط).

عندما يكون الهواء فائضًا ويكون الاحتراق خاليًا تمامًا من مكونات ثاني أكسيد الكربون، يرسل المستشعر إشارة UO₂و يوكو/ح₂هي نفسها، ووفقًا لمبدأ "نيرنست"، يتم عرض محتوى الأكسجين الحالي لقناة غاز المداخن.

عند الاقتراب من "حافة التفريغ"، فإن إشارة الجهد الإجمالي للمستشعر UCO/H₂يزداد قطب ثاني أكسيد الكربون بمعدل غير متناسب بسبب الإشارة الإضافية غير Nernst COe.بالنسبة لخصائص إشارة الجهد للمستشعر: UO₂و يوكو/ح₂بالنسبة لمحتوى الأكسجين في قناة غاز المداخن، يتم هنا أيضًا عرض الخصائص النموذجية لمكون ثاني أكسيد الكربون القابل للاحتراق.

بالإضافة إلى إشارات الجهد من أجهزة الاستشعار UCO/H₂و يو₂، إشارات الاستشعار الديناميكية نسبيًا dU O₂/dt وdUCO/H₂/dt وخاصة نطاق إشارة التذبذب لقطب ثاني أكسيد الكربون يمكن استخدامه لقفل "حافة الانبعاث" للاحتراق.

(انظر "الاحتراق غير الكامل: نطاق تقلب الجهد الكهربائي لقطب ثاني أكسيد الكربون UCO/H₂")

الخصائص التقنية

•وظيفة إدخال المسبار المزدوج: يمكن تجهيز محلل واحد بمسبارين، مما يوفر تكلفة الاستخدام ويحسن موثوقية القياس.

•وظيفة إخراج متعددة: يحتوي المحلل على مخرجين للإشارة الحالية 4-20 مللي أمبير وواجهة اتصال بين الكمبيوتر والكمبيوتر RS232 أو واجهة الشبكة RS485.قناة واحدة لإخراج إشارة الأكسجين، والقناة الأخرى لإخراج إشارة ثاني أكسيد الكربون.

•نطاق القياس: نطاق قياس الأكسجين هو 10^-30إلى 100% محتوى الأكسجين، ونطاق قياس أول أكسيد الكربون هو 0-2000PPM.

•إعدادات المنبه:يحتوي المحلل على مخرج إنذار عام واحد و3 مخرجات إنذار قابلة للبرمجة.

• المعايرة التلقائية:سيقوم المحلل تلقائيًا بمراقبة الأنظمة الوظيفية المختلفة ويقوم بالمعايرة تلقائيًا لضمان دقة المحلل أثناء القياس.

•نظام ذكي:يمكن للمحلل إكمال وظائف الإعدادات المختلفة وفقًا للإعدادات المحددة مسبقًا.

•عرض وظيفة الإخراج:يتمتع المحلل بوظيفة قوية لعرض المعلمات المختلفة ووظيفة إخراج وتحكم قوية للمعلمات المختلفة.

•وظيفة السلامة:عند عدم استخدام الفرن، يمكن للمستخدم التحكم في إيقاف تشغيل سخان المسبار لضمان السلامة أثناء الاستخدام.

•التثبيت بسيط وسهل:تركيب المحلل بسيط للغاية ويوجد كابل خاص للاتصال بمسبار الزركونيا.

تحديد

المدخلات

• واحد أو اثنين من مجسات الزركونيا أو مسبار زركونيا واحد + مستشعر ثاني أكسيد الكربون

• المداخن أو مقياس الحرارة الاحتياطي من النوع K، R، J، S

• إدخال إشارة تطهير الغاز الضغط

• اختيار نوعين مختلفين من الوقود

• التحكم في التشغيل الآمن المقاوم للانفجار (ينطبق فقط على المسبار الساخن)

النواتج

مخرجان إشارة DC خطية 4～20mA (الحمل الأقصى 1000Ω)

• نطاق الإخراج الأول (اختياري)

الإخراج الخطي 0～1% إلى 0～100% محتوى الأكسجين

الإخراج اللوغاريتمي 0.1 ~ 20% محتوى الأكسجين

إخراج الأكسجين الصغير 10^-39إلى 10^-1محتوى الاكسجين

• نطاق الإخراج الثاني (يمكن اختياره مما يلي)

محتوى أول أكسيد الكربون (CO) قيمة جزء في المليون

ثاني أكسيد الكربون (CO₂)%

قياس الغاز القابل للاحتراق قيمة جزء في المليون

كفاءة الاحتراق

سجل قيمة الأكسجين

قيمة الاحتراق الأكسجين

درجة حرارة المداخن

عرض المعلمة الثانوية

• أول أكسيد الكربون (CO) جزء في المليون

• كفاءة احتراق الغاز القابل للاحتراق

• دقق في جهد الخرج

• درجة حرارة المسبار

• درجة الحرارة المحيطة

• سنة شهر يوم

• الرطوبة البيئية

• درجة حرارة المداخن

• مقاومة التحقيق

• مؤشر نقص الأكسجة

• وقت التشغيل والصيانة

الاتصال بالكمبيوتر/الطابعة

يحتوي المحلل على منفذ إخراج تسلسلي RS232 أو RS485، والذي يمكن توصيله مباشرة بمحطة كمبيوتر أو طابعة، ويمكن تشخيص المسبار والأداة من خلال الكمبيوتر.

تنظيف الغبار ومعايرة الغاز القياسية

يحتوي المحلل على قناة واحدة لإزالة الغبار وقناة واحدة لمعايرة الغاز القياسية أو قناتين لمرحلات إخراج معايرة الغاز القياسية، ومفتاح صمام الملف اللولبي الذي يمكن تشغيله تلقائيًا أو يدويًا.

دقةP

± 1% من قراءة الأكسجين الفعلية مع تكرار 0.5%.على سبيل المثال، عند نسبة أكسجين 2%، ستكون الدقة ±0.02% أكسجين.

إنذارP

يحتوي المحلل على 4 إنذارات عامة مع 14 وظيفة مختلفة، و3 إنذارات قابلة للبرمجة.يمكن استخدامه لإشارات التحذير مثل محتوى الأكسجين المرتفع والمنخفض، وارتفاع وانخفاض ثاني أكسيد الكربون، وأخطاء المسبار وأخطاء القياس.

نطاق العرضP

عرض تلقائي 10^-30～100% محتوى الأكسجين O2 و0ppm～2000ppm محتوى أول أكسيد الكربون CO.

الغاز المرجعيP

إمداد الهواء عن طريق مضخة اهتزاز ذات محرك صغير.

متطلبات الطاقة

85VAC إلى 264VAC 3A

درجة حرارة التشغيل

درجة حرارة التشغيل -25 درجة مئوية إلى 55 درجة مئوية

الرطوبة النسبية من 5% إلى 95% (دون تكاثف)

درجة الحماية

IP65

IP54 مع مضخة هواء مرجعية داخلية

الأبعاد والوزن

300 مم عرض × 180 مم ارتفاع × 100 مم عمق 3 كجم