ネルンスト N2032-O2/CO 酸素含有量および可燃性ガス二成分分析装置

適用範囲

ネルンスト N2032-O₂/CO 酸素含有量と可燃性ガス二成分分析装置燃焼過程における酸素量、一酸化炭素量、燃焼効率を同時に検出できる総合分析装置です。ボイラー、炉、キルンの燃焼中または燃焼後の排ガス中の酸素含有量と一酸化炭素含有量を監視できます。

アナライザーは Nernst O と結合します₂/CO プローブは酸素含有率 O を測定できます。₂煙道と炉内の%、一酸化炭素COのPPM値、12種類の可燃性ガスの値と燃焼炉の燃焼効率をリアルタイムで表示します。

アプリケーションの特性

ネルンスト N2032-O 使用後₂/CO 酸素含有量と可燃性ガス二成分分析装置、ユーザーはエネルギーを大幅に節約し、排気ガスの排出を制御できます。

ネルンスト N2032-O₂/CO 酸素含有量と可燃性ガス二成分分析装置は、10年の研究を経て開発されたジルコニア双頭構造を採用し、酸素量と一酸化炭素量を同時に測定できる独自の技術です。これは現在、真のインライン測定技術です。低コスト、高精度で、さまざまな高湿および高粉塵条件下でもオンラインで測定できます。

過酸素燃焼の過程では、燃料ガスと燃焼を補助する酸素がある動的平衡点に達すると、酸素量のわずかな変化に伴って一酸化炭素含有量も変化します。酸素含有量の変化傾向とその変化一酸化炭素の傾向は、同じ重ね合わせた傾向を形成します。

ネルンスト・O₂/COプローブの測定原理

ネルンスト・O₂/CO プローブは二重電極を備えており、酸素信号と可燃性信号の両方を同時に検出できます。不完全燃焼排ガスには一酸化炭素 (CO)、可燃物、水素 (H) が含まれているため、₂).

ジルコニアプローブまたは酸素センサーの酸素セルは、高温（650℃以上）でジルコニアの内側と外側の異なる酸素濃度によって発生する酸素ポテンシャルを利用して、被測定部の酸素含有量を測定します。プローブの一部はステンレス鋼シェルまたは合金鋼シェルでできており、合金鋼ヒーター、ジルコニアチューブ、熱電対、ワイヤー、端子台、ボックスで構成されています。概略図を参照してください。プローブのジルコニアチューブはガス絶縁されています。対応するシール装置を介してジルコニアチューブの内側と外側を密閉します。

ジルコニアプローブヘッドの温度がヒーターや外部温度により650℃以上に達すると、内側と外側の酸素濃度の違いにより、ジルコニア表面に対応する起電力が発生します。電位を測定できます。対応するリード線によって温度値を測定し、対応する熱電対によって部品の温度値を測定できます。

ジルコニア管内外の酸素濃度が分かれば、ジルコニアポテンシャル計算式により対応する酸素ポテンシャルを計算できます。

式は次のとおりです。

E (ミリボルト) =4F(RT)ログe 

ここで、E は酸素ポテンシャル、R は気体定数、T は絶対温度値、PO₂INSIDE はジルコニアチューブ内の酸素の圧力値、PO₂OUTSIDE はジルコニアチューブの外側の酸素の圧力値です。式より、ジルコニアチューブの内側と外側の酸素濃度が異なると、それに応じた酸素ポテンシャルが発生します。計算式から、ジルコニア管の内側と外側の酸素濃度が同じであれば、酸素電位は 0 ミリボルト (mV) になるはずです。

標準大気圧が 1 気圧で、空気中の酸素濃度が 21% の場合、式は次のように簡略化できます。

()

酸素ポテンシャルを測定器で測定し、ジルコニア管内外の酸素濃度がわかれば、対応する式により測定部位の酸素含有量を求めることができます。

計算式は次のとおりです。 (このとき、ジルコニア部分の温度は650℃以上である必要があります)

(%O₂) 外部 (ATM) = 0.21 EXPT(-46.421E)

特性曲線

測定ガスにOが含まれる場合₂センサーの高温とセンサーの白金電極領域の触媒効果により、CO と O が同時に発生します。₂CO が反応して熱力学的平衡状態に達すると、PO₂測定側の平衡酸素分圧が P'O になるように変化します。₂.

これは、センサーが高温で作動した後、O のプロセスが発生するためです。₂とCOの反応はバランスをとる傾向があり、Oのプロセスと並行しています。₂集中力の拡散。反応が平衡に達すると、O が拡散します。₂濃度も安定する傾向があるため、平衡時の測定酸素分圧は P'O になります。₂.

ZrOのマイナス領域では以下の反応が起こります。₂バッテリー：

1/2O₂(PO₂)+CO→CO₂

反応が平衡に達すると、O₂濃度変化、PO₂P'Oに縮小されます₂、およびガス状酸素分子と O の変換₂マトリックス内の内容は次のとおりです。

負極:○₂ → 1/2O₂(P'O₂)+2e

正極:1/2O₂(PO₂)+2e → O₂

バッテリー濃度の違いのプロセスは次のとおりです。1/2O₂ (PO₂)→1/2O₂(P'O₂)

センサーの起電力を酸化還元ガスのモル数と比較すると、滴定曲線に似た特性曲線になります。

特定の温度、圧力、流量下でのこの特性曲線の形状は、同じ種類のガスシステムでは、同じセンサーがまったく同じ特性曲線を持ちます。

したがって、大気圧下と自然流中の測定ガス下での起電力とOのモル数の比較は次のようになります。₂ジルコニアセンサーによる -CO システムは λ (λ=no2 /nco または体積パーセント λ=O)₂ × V %/OCO × V %) の特性曲線。

Pt-Alの場合₂O₃触媒は600℃で触媒作用を及ぼし、好気系のCOを完全にCOに変換できます。₂したがって、触媒燃焼後の測定ガスには酸素のみが含まれます。

このとき、ジルコニアセンサーが正確な酸素量を測定します。接触燃焼作用下の測定ガスの関係により、測定ガス中のCO含有量を測定することができます。測定ガスの接触燃焼前後の反応式とCO量の関係は以下のとおりです。

触媒前の測定ガス中の一酸化炭素の濃度を(CO)、酸素の濃度をA1、触媒後の測定ガス中の酸素濃度をAとすると、

燃焼前：(CO)A1

燃焼後：ああ

それから：A=A1 – (CO)/2

そして：λ =A1 /(CO)

それで：A=λ×(CO)-(CO)/2

結果：(CO)= 2A /(2λ-1)    (λ＞0.5)

Oの構造原理₂/COプローブ

ザ・オー₂/CO プローブは、新しい燃焼制御機能を実現するために、オリジナルのプローブをベースに対応する変更を加えました。燃焼プロセス中の酸素含有量の検出に加えて、プローブは不完全燃焼の可燃物 (CO/H) も検出できます。₂)、一酸化炭素 (CO) と水素 (H)₂）が不完全燃焼の排ガス中に共存する。

プローブはジルコニアを加熱し、電気化学原理を利用して測定を実現する基本素子です。

A.O₂電極（白金）

B. COe電極（白金/貴金属）

C. 制御電極（白金）

プローブのコアコンポーネントは、コランダム管に溶接されて密封管を形成し、燃焼システムの排ガスチャネルに露出するジルコニア複合シートです。内蔵電極の使用により、腐食成分による電極の損傷を効果的に防ぐことができ、耐用年数を延ばします。

COe電極とO2の機能₂電極は同じですが、2 つの電極の違いは原料の電気化学的特性と触媒特性です。そのため、CO や H などの排ガス中の可燃性成分が異なります。₂完全燃焼状態では「ネルンスト」電圧 UO₂は COe 電極にも形成されており、これら 2 つの電極は同じ曲線特性を持っています。不完全燃焼または可燃性成分を検出すると、非「ネルンスト」電圧 UCOe も COe 電極に形成されますが、2 つの電極の特性曲線は別々に動きます。(両方のセンサーの一般的なグラフを参照)

電圧信号 UCO/H₂センサー全体の最大値は、COe 電極によって測定された電圧信号です。この信号には次の 2 つの信号が含まれます。

UCO/H₂(センサー合計) = UO₂(酸素含有量) + UCO₂/H₂(可燃性成分)

Oで測定した酸素含有量の場合、₂電極がセンサー全体の信号から差し引かれると、結論は次のようになります。

UCOe (可燃成分) = UCO/H₂(トータルセンサー)-UO₂(酸素含有量)

上の式は、ppm で測定される可燃成分 COe を計算するために使用できます。プローブセンサーは典型的な電圧信号特性です。グラフは、酸素含有量が徐々に減少するときの COe 濃度の典型的な曲線 (破線) を示しています。

燃焼が空気の欠如した領域、いわゆる「排出エッジ」点に入ると、空気不足が不完全燃焼を引き起こし、対応する COe 濃度が大幅に増加します。

得られた信号特性をプローブ曲線図に示します。

UO₂(実線) と UCO/H₂（点線）。

空気が過剰で、燃焼に COe 成分が完全に含まれていない場合、センサー信号 UO₂と UCO/H₂は同じであり、「ネルンスト」の原理に従って、排ガス チャネルの現在の酸素含有量が表示されます。

「放電エッジ」に近づくと、合計センサー電圧信号 UCO/H₂COe 電極の電圧は、追加の非ネルンスト COe 信号により不均衡な速度で増加します。センサーの電圧信号特性の場合: UO₂と UCO/H₂排ガスチャネル内の酸素含有量と比較して、可燃成分 COe の典型的な特性もここに表示されます。

センサー UCO/H の電圧信号に加えて₂そしてUO₂、比較的動的センサー信号 dU O₂/dt および dUCO/H₂/dt、特に COe 電極の変動信号範囲を使用して、燃焼の「放出エッジ」をロックできます。

（「不完全燃焼：COe電極UCO/Hの電圧変動範囲」参照）₂”）

技術的特徴

•デュアルプローブ入力機能： 1台のアナライザに2つのプローブを装備できるため、使用コストを節約し、測定の信頼性を向上させることができます。

•複数出力機能： アナライザには、2 つの 4 ～ 20mA 電流信号出力とコンピュータ間通信インターフェイス RS232 またはネットワーク インターフェイス RS485 が備わっています。 1 つのチャンネルは酸素信号出力、もう 1 つのチャンネルは CO 信号出力です。

•測定範囲： 酸素測定範囲は10です。^-30酸素含有量は 100% まで、一酸化炭素の測定範囲は 0 ～ 2000PPM です。

•アラーム設定:アナライザには、1 つの一般アラーム出力と 3 つのプログラム可能なアラーム出力があります。

• 自動校正:アナライザーはさまざまな機能システムを自動的に監視し、測定中にアナライザーの精度を確保するために自動的に校正します。

•インテリジェントシステム:アナライザは、所定の設定に従って、さまざまな設定の機能を完了できます。

•表示出力機能：アナライザは、各種パラメータの強力な表示機能と、各種パラメータの強力な出力および制御機能を備えています。

•安全機能：炉が使用されていないときは、ユーザーがプローブのヒーターをオフにするように制御して、使用中の安全性を確保できます。

•インストールはシンプルで簡単です。アナライザーの設置は非常に簡単で、ジルコニアプローブと接続するための特別なケーブルがあります。

仕様

入力

• 1 つまたは 2 つのジルコニア プローブ、または 1 つのジルコニア プローブ + CO センサー

• 煙道または予備温度計タイプ K、R、J、S タイプ

・圧力ガスパージ信号入力

• 2 つの異なる燃料の選択

• 防爆安全動作制御 (加熱プローブのみに適用)

出力

リニア4～20mA DC信号出力2系統（最大負荷1000Ω）

• 最初の出力範囲 (オプション)

リニア出力 酸素含有量0～1%～0～100%

対数出力 酸素含有量0.1～20%

マイクロ酸素出力 10^-3910まで^-1酸素含有量

・第2出力レンジ（以下から選択可能）

一酸化炭素含有量（CO）PPM値

二酸化炭素 (CO₂)%

可燃性ガス測定PPM値

燃焼効率

酸素値の対数

無酸素燃焼値

煙道温度

二次パラメータ表示

• 一酸化炭素炭素 (CO) PPM

・可燃性ガスの燃焼効率

・プローブ出力電圧

• プローブの温度

• 周囲温度

• 年 月 日

・環境湿度

• 煙道温度

• プローブのインピーダンス

• 低酸素指数

• 運用およびメンテナンス時間

コンピュータ/プリンタ通信

アナライザには RS232 または RS485 シリアル出力ポートがあり、コンピュータ端末またはプリンタに直接接続でき、コンピュータを通じてプローブと機器を診断できます。

ダストクリーニングと標準ガス校正

除塵用1チャンネルと標準ガス校正用1チャンネルまたは標準ガス校正用出力リレー2チャンネルと、自動または手動で操作できる電磁弁スイッチを備えています。

正確さP

実際の酸素読み取り値の ± 1%、再現性は 0.5%。たとえば、酸素が 2% の場合、精度は酸素 ±0.02% になります。

アラームP

アナライザーには、14 の異なる機能を備えた 4 つの一般アラームと、3 つのプログラム可能なアラームがあります。酸素含有量の高低、二酸化炭素の高低、プローブエラーや測定エラーなどの警告信号に使用できます。

表示範囲P

10を自動的に表示します^-30O2酸素含有量～100%、CO一酸化炭素含有量0ppm～2000ppm。

基準ガスP

マイクロモーター振動ポンプによるエアー供給。

パワールール要件

AC85V～AC264V 3A

動作温度

動作温度 -25°C ～ 55°C

相対湿度 5% ～ 95% (結露なきこと)

保護の程度

IP65

IP54 (内部基準エアポンプ付き)

寸法と重量

幅300mm×高さ180mm×奥行き100mm 3kg