Analyseur à deux composants de la teneur en oxygène et des gaz combustibles Nernst N2032-O2/CO
Domaine d'application
Le Nernst N2032-O2/CO teneur en oxygène et gaz combustibleanalyseur à deux composantsest un analyseur complet qui peut détecter simultanément la teneur en oxygène, le monoxyde de carbone et l'efficacité de la combustion dans le processus de combustion. Il peut surveiller la teneur en oxygène et en monoxyde de carbone dans les gaz de combustion pendant ou après la combustion des chaudières, des fours et des fours.
L'analyseur s'accouple avec Nernst O2La sonde /CO peut mesurer le pourcentage de teneur en oxygène O2% dans le conduit de fumée et le four, la valeur PPM du monoxyde de carbone CO, la valeur de 12 gaz combustibles et l'efficacité de combustion du four à combustion en temps réel.
Caractéristiques des applications
Après avoir utilisé Nernst N2032-O2/CO teneur en oxygène et gaz combustibleanalyseur à deux composants, les utilisateurs peuvent économiser beaucoup d'énergie et contrôler les émissions de gaz d'échappement.
Le Nernst N2032-O2/CO teneur en oxygène et gaz combustibleanalyseur à deux composantsest une technologie unique qui utilise une structure à double tête en zircone développée après dix ans de recherche et peut mesurer simultanément la teneur en oxygène et la teneur en monoxyde de carbone. Il s'agit actuellement d'une véritable technologie de mesure en ligne. Faible coût, haute précision, peut être mesuré en ligne dans diverses conditions d'humidité et de poussière élevées.
Au cours du processus de combustion du peroxygène, lorsque le gaz combustible et l'oxygène servant à la combustion atteignent un certain point d'équilibre dynamique, la teneur en monoxyde de carbone changera également avec un léger changement dans la quantité d'oxygène. La tendance au changement de la teneur en oxygène et le changement la tendance du monoxyde de carbone forme la même tendance superposée.
Nernst O2Principe de mesure de la sonde /CO
Le Nernst O2La sonde /CO est dotée de deux électrodes, qui peuvent détecter à la fois le signal d'oxygène et le signal de combustible. Parce que les gaz de combustion à combustion incomplète contiennent du monoxyde de carbone (CO), des combustibles et de l'hydrogène (H2).
La cellule à oxygène de la sonde zircone ou capteur d'oxygène utilise le potentiel d'oxygène généré par les différentes concentrations d'oxygène à l'intérieur et à l'extérieur de la zircone à haute température (supérieure à 650°C) pour mesurer la teneur en oxygène de la pièce mesurée. une partie de la sonde est constituée d'une coque en acier inoxydable ou d'une coque en acier allié, composée d'un élément chauffant en acier allié, d'un tube en zircone, d'un thermocouple, d'un fil, d'un bornier et d'un boîtier, voir le diagramme schématique. Le tube en zircone de la sonde est isolé au gaz de l'intérieur et l'extérieur du tube en zircone grâce à un dispositif d'étanchéité correspondant.
Lorsque la température de la tête de la sonde en zircone atteint 650 °C ou plus à travers le chauffage ou la température externe, les différentes concentrations d'oxygène sur les côtés intérieur et extérieur génèrent une force électromotrice correspondante sur la surface de la zircone. Le potentiel électrique peut être mesuré. Par le fil de connexion correspondant, et la valeur de température de la pièce peut être mesurée par le thermocouple correspondant.
Lorsque la concentration en oxygène à l'intérieur et à l'extérieur du tube de zircone est connue, le potentiel d'oxygène correspondant peut être calculé selon la formule de calcul du potentiel de zircone.
La formule est la suivante :
E (millivolts) =4Fenregistrere 
Où E est le potentiel d'oxygène, R est la constante du gaz, T est la valeur absolue de la température, PO2INSIDE est la valeur de pression de l'oxygène à l'intérieur du tube de zircone, et PO2OUTSIDE est la valeur de pression de l'oxygène à l'extérieur du tube de zircone. Selon la formule, lorsque la concentration d'oxygène à l'intérieur et à l'extérieur du tube de zircone est différente, le potentiel d'oxygène correspondant sera généré. On peut savoir à partir de la formule de calcul que lorsque le La concentration d'oxygène à l'intérieur et à l'extérieur du tube en zircone est la même, le potentiel d'oxygène doit être de 0 millivolt (mV).
Si la pression atmosphérique standard est d'une atmosphère et que la concentration en oxygène dans l'air est de 21 %, la formule peut être simplifiée comme suit :
Lorsque le potentiel d'oxygène est mesuré avec un instrument de mesure et que la concentration en oxygène à l'intérieur ou à l'extérieur du tube de zircone est connue, la teneur en oxygène de la partie mesurée peut être obtenue selon la formule correspondante.
La formule de calcul est la suivante : (A ce moment, la température dans la pièce en zircone doit être supérieure à 650°C)
(%O2) EXTÉRIEUR (ATM) = 0,21 EXPT
Courbe caractéristique
Lorsque le gaz mesuré contient de l'O2et CO en même temps, en raison de la température élevée du capteur et de l'effet catalytique de la zone de l'électrode de platine du capteur, O2et le CO réagira et atteindra un état d'équilibre thermodynamique, le PO2du côté mesuré a changé de sorte que la pression partielle d'oxygène à l'équilibre est P'O2.
En effet, une fois le capteur activé à haute température, le processus de O2et la réaction du CO tendant à s'équilibrer est parallèle au processus de O2diffusion concentrée. Lorsque la réaction atteint l'équilibre, la diffusion de O2la concentration tend également à se stabiliser, de sorte que la pression partielle d'oxygène mesurée à l'équilibre est P'O2.
Les réactions suivantes se produisent dans la zone négative du ZrO2batterie:
1/2 O2(PO2)+CO→CO2
Lorsque la réaction atteint l’équilibre, le O2changements de concentration, PO2est réduit à P'O2, et la conversion des molécules d'oxygène gazeux et de O2dans la matrice est :
Électrode négative :Ô2 → 1/2 O2(P'O2)+2e
Électrode positive :1/2 O2(PO2)+2e → O2
Le processus de différence de concentration de la batterie est le suivant :1/2 O2 (PO2) → 1/2 O2(P'O2)
Lorsque la force électromotrice du capteur est comparée au nombre de moles de gaz d'oxydo-réduction, la courbe est une courbe caractéristique similaire à une courbe de titrage.
La forme de cette courbe caractéristique sous certaines températures, pressions et débits, le même capteur a exactement la même courbe caractéristique pour le même type de système de gaz.
Ainsi, sous une pression atmosphérique et le gaz mesuré en écoulement naturel, la comparaison de la force électromotrice et du nombre de moles du O2-Le système CO par le capteur zircone est un λ (λ=no2 /nco ou pourcentage volumique λ=O2 Courbe caractéristique × V %/OCO × V %).
Quand le Pt-Al2O3Le catalyseur est catalysé à 600°C, le CO dans le système aérobie peut être complètement converti en CO2, de sorte que le gaz mesuré ne contient que de l'oxygène après combustion catalytique.
À ce moment-là, le capteur en zircone mesure la teneur précise en oxygène. En raison de la relation entre le gaz mesuré sous l'action de la combustion catalytique, la teneur en CO dans le gaz mesuré peut être mesurée. La relation entre la formule de réaction et la quantité avant et après la combustion catalytique du gaz mesuré est la suivante :
Supposons que la concentration de monoxyde de carbone dans le gaz mesuré avant catalyse soit (CO), la concentration d'oxygène soit A1 et la concentration d'oxygène dans le gaz mesuré après catalyse soit A, alors :
Avant de brûler :(CO)A1
Après avoir brûlé :O.A.
Alors:A=A1 – (CO)/2
Et:λ =A1 /(CO)
Donc:A = λ ×(CO)-(CO)/2
Résultat:(CO)= 2A /(2λ-1) (λ>0,5)
Le principe de structure du O2Sonde /CO
Le O2La sonde /CO a apporté les modifications correspondantes sur la base de la sonde d'origine pour réaliser la nouvelle fonction de contrôle de combustion. En plus de détecter la teneur en oxygène pendant le processus de combustion, la sonde peut également détecter les combustibles incomplètement brûlés (CO/H2), car le monoxyde de carbone (CO) et l'hydrogène (H2) coexistent dans les fumées de combustion incomplète.
La sonde est l'élément de base qui utilise le principe électrochimique après chauffage de la zircone pour réaliser la mesure.
A.O.2électrode (platine)
B. Électrode COe (platine/métal précieux)
C. Électrode de contrôle (platine)
Le composant central de la sonde est la feuille composite de zircone soudée sur le tube de corindon pour former un tube scellé et exposée au canal de gaz de combustion du système de combustion. L'utilisation d'électrodes intégrées peut empêcher efficacement les composants de corrosion d'endommager les électrodes et augmenter la durée de vie.
Les fonctions de l'électrode COe et de l'O2Les électrodes sont les mêmes, mais la différence entre les deux électrodes réside dans les propriétés électrochimiques et catalytiques des matières premières, de sorte que les composants combustibles des gaz de combustion tels que le CO et le H2peut être identifié et détecté. En état de combustion complète, la tension « Nernst » UO2est également formé au niveau de l'électrode COe, et ces deux électrodes ont les mêmes caractéristiques de courbe. Lors de la détection d'une combustion incomplète ou de composants combustibles, la tension non « Nernst » UCOe sera également formée sur l'électrode COe, mais les courbes caractéristiques des deux électrodes se déplacent séparément. (Voir les graphiques typiques pour les deux capteurs)
Le signal de tension UCO/H2du capteur total est le signal de tension mesuré par l'électrode COe. Ce signal comprend les deux signaux suivants :
UCO/H2(capteur total) = UO2(teneur en oxygène) + UCO2/H2(composants inflammables)
Si la teneur en oxygène mesurée par l'O2l'électrode est soustraite du signal du capteur total, la conclusion est :
UCOe (composant combustible) = UCO/H2(capteur total)-UO2(teneur en oxygène)
La formule ci-dessus peut être utilisée pour calculer le composant combustible COe mesuré en ppm. Le capteur de la sonde est une caractéristique typique du signal de tension. Le graphique montre une courbe typique (ligne pointillée) de la concentration de COe lorsque la teneur en oxygène diminue progressivement.
Lorsque la combustion pénètre dans une zone dépourvue d’air, au point dit « limite d’émission », lorsqu’un manque d’air provoque une combustion incomplète, la concentration correspondante de COe augmente considérablement.
Les caractéristiques du signal obtenu sont présentées dans le diagramme de courbe de la sonde.
UO2(ligne continue) et UCO/H2(ligne pointillée).
Lorsque l'air est excédentaire et que la combustion est totalement exempte de composants COe, le signal du capteur UO2et UCO/H2sont identiques et, selon le principe « Nernst », la teneur actuelle en oxygène du conduit de fumées est affichée.
À l'approche du « front de décharge », le signal de tension totale du capteur UCO/H2de l'électrode COe augmente à un rythme disproportionné en raison du signal supplémentaire COe non Nernst. Pour les caractéristiques du signal de tension du capteur : UO2et UCO/H2Par rapport à la teneur en oxygène dans le conduit de fumées, les caractéristiques typiques du composant combustible COe sont également affichées ici.
En plus des signaux de tension des capteurs UCO/H2et UO2, le capteur relativement dynamique signale dU O2/dt et dUCO/H2/dt et en particulier la plage du signal de fluctuation de l'électrode COe peuvent être utilisés pour verrouiller le « bord d'émission » de la combustion.
(Voir « Combustion incomplète : la plage de fluctuation de tension de l'électrode COe UCO/H2")
Caractéristiques techniques
•Fonction d'entrée à double sonde : Un analyseur peut être équipé de deux sondes, ce qui permet de réduire les coûts d'utilisation et d'améliorer la fiabilité des mesures.
•Fonction de sortie multiple : L'analyseur dispose de deux sorties de signal de courant 4-20 mA et d'une interface de communication ordinateur-ordinateur RS232 ou d'une interface réseau RS485. Un canal de sortie de signal d'oxygène, l'autre canal de sortie de signal de CO.
•Plage de mesure : La plage de mesure de l'oxygène est de 10-30à 100 % de teneur en oxygène et la plage de mesure du monoxyde de carbone est de 0 à 2 000 ppm.
•Paramétrage de l'alarme :L'analyseur dispose d'une sortie d'alarme générale et de 3 sorties d'alarme programmables.
• Calibrage automatique :L'analyseur surveillera automatiquement divers systèmes fonctionnels et calibrera automatiquement pour garantir la précision de l'analyseur pendant la mesure.
•Système intelligent :L'analyseur peut compléter les fonctions de divers paramètres en fonction des paramètres prédéterminés.
•Fonction de sortie d'affichage :L'analyseur a une fonction puissante d'affichage de divers paramètres et une fonction de sortie et de contrôle puissante de divers paramètres.
•Fonction de sécurité :Lorsque le four est hors d'utilisation, l'utilisateur peut contrôler l'arrêt du chauffage de la sonde pour garantir la sécurité pendant l'utilisation.
•L'installation est simple et facile :l'installation de l'analyseur est très simple et il y a un câble spécial pour se connecter à la sonde zircone.
Caractéristiques
Entrées
• Une ou deux sondes zircone ou une sonde zircone + capteur CO
• Thermomètre de cheminée ou de rechange type K, R, J, S
• Entrée du signal de purge de gaz sous pression
• Choix de deux carburants différents
• Contrôle de fonctionnement sûr antidéflagrant (applicable uniquement à la sonde chauffée)
Sorties
Deux sorties de signal linéaire 4 ~ 20 mA DC (charge maximale 1000 Ω)
• La première plage de sortie (facultatif)
Sortie linéaire 0 ~ 1 % à 0 ~ 100 % de teneur en oxygène
Sortie logarithmique 0,1 ~ 20 % de teneur en oxygène
Sortie micro-oxygène 10-39à 10-1teneur en oxygène
• La deuxième plage de sortie (peut être sélectionnée parmi les éléments suivants)
Teneur en monoxyde de carbone (CO) Valeur PPM
Dioxyde de carbone (CO2)%
Mesure des gaz combustibles Valeur PPM
Efficacité de la combustion
Enregistrer la valeur d'oxygène
Valeur de combustion anoxique
Température des fumées
Affichage des paramètres secondaires
• Monoxyde de carbone (CO) PPM
• Efficacité de la combustion des gaz combustibles
• Tension de sortie de la sonde
• La température de la sonde
• Température ambiante
• Année mois jour
• Humidité de l'environnement
• Température des fumées
• Impédance de la sonde
• Indice d'hypoxie
• Temps d'exploitation et de maintenance
Communication ordinateur/imprimante
L'analyseur dispose d'un port de sortie série RS232 ou RS485, qui peut être directement connecté à un terminal informatique ou à une imprimante, et la sonde et l'instrument peuvent être diagnostiqués via l'ordinateur.
Nettoyage de la poussière et étalonnage des gaz standards
L'analyseur dispose d'un canal pour le dépoussiérage et d'un canal pour l'étalonnage du gaz standard ou de 2 canaux pour les relais de sortie d'étalonnage du gaz standard, ainsi que d'un interrupteur d'électrovanne qui peut être actionné automatiquement ou manuellement.
PrécisionP
± 1 % de la lecture réelle d'oxygène avec une répétabilité de 0,5 %. Par exemple, à 2 % d’oxygène, la précision serait de ±0,02 % d’oxygène.
AlarmesP
L'analyseur dispose de 4 alarmes générales avec 14 fonctions différentes et de 3 alarmes programmables. Il peut être utilisé pour les signaux d'avertissement tels qu'une teneur élevée et faible en oxygène, un CO élevé et faible, ainsi que des erreurs de sonde et des erreurs de mesure.
Plage d'affichageP
Afficher automatiquement 10-30~ Teneur en oxygène de 100 % O2 et teneur en monoxyde de carbone de 0 ppm ~ 2 000 ppm de CO.
Gaz de référenceP
Alimentation en air par pompe vibrante à micro-moteur.
Exigences de puissance
85 VCA à 264 VCA 3A
Température de fonctionnement
Température de fonctionnement -25°C à 55°C
Humidité relative 5 % à 95 % (sans condensation)
Degré de protection
IP65
IP54 avec pompe à air de référence interne
Dimensions et poids
300 mm L x 180 mm H x 100 mm P 3 kg
