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Honeywell动态氧传感器的工作原理.pdf

Honeywell动态氧传感器的工作原理

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2013-09-03 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《Honeywell动态氧传感器的工作原理pdf》,可适用于工程科技领域

WemakeperfectSense动态氧气传感器如何工作动态氧气传感器的表面活性层由多孔透气的铂和氧离子导体YSZ组成即钇(Y)稳固的(S)二氧化锆(Z)。铂金属促使氧气还原成氧负离子氧负离子通过二氧化锆扩散。然后铂金属再促使氧负离子氧化成氧气。还原过程需要四个电子氧化过程释放四个电子。参见图一:电压探测头在这个所谓的电压探测头上产生电流直到两端的氧气浓度相同为止。为了使测量过程保持动态因此设置一个电流探测头。这样就形成一个密闭空腔在里面电流探测头交变地吸附和释放氧负离子。人工制造一个氧浓度梯度使扩散过程和以此在电压探测头上产生的电流得以保持。参见图二:动态氧气探测头在电动势(EMK)为mV时开始测量循环。启动电流泵排除密闭空腔中的氧直至电动势(EMK)达到mV为止。其后电流泵反向运转将氧吸进密闭空腔直至电动势(EMK)重新到达mV。这个过程所需的时间取决于北京中电嘉泰科技有限公司BEIJINGCEGTSCIENCETECHNOLOGYCo,LTD地址:北京市海淀区紫竹院路号华澳中心号楼C邮编:联系人:李林电话:分机传真:邮件:alexcomalexli线条WemakeperfectSense测试气体的氧气含量。参见图三:测量循环如何识别氧气测量系统的故障氧气测量系统通过两个不同的通道输出两个测试信号:•通道K以模拟信号的方式(V或mV)提供测试值•双向通道K作为数字式脉宽调制的交变信号(低高相位V)低相位宽度对应氧气浓度。当通道K的模拟信号与数字通道K的信号相一致(最大偏差)时表示氧气测量系统运行正常无故障。同时通道K的低相位宽度必须在和ms之间即相当于氧气浓度及vol。如果信号超出一个从到ms的时间窗口或者交变信号始终是一个V的常数则测试值位于测试范围之外。如果硬件失灵则输出信号保持常数V。图一:通道K的输出信号。由于测试过程是动态的所以氧气测量系统的常用功能始终处于被检测状态并理想地循环运行。为此在一个分离的测试通道安置V使传感器电流从外部减弱。测量系统以一个较小的氧气浓度模拟实际情况。在这个基础上通道K和通道K的测量信号必须同样地予以减弱也就是说测量系统必须正确计算虚拟的氧气浓度。在这里的宽带是允许的即在自测时测量值必须处在前测值的和倍之间。实用规则:测量信号必须同样最少减弱使用这种测试方法首次实现以下可能:不仅能够发现测量系统硬件上的故障而且也能发现传感器本身即二氧化锆密闭空腔故障!北京中电嘉泰科技有限公司BEIJINGCEGTSCIENCETECHNOLOGYCo,LTD地址:北京市海淀区紫竹院路号华澳中心号楼C邮编:联系人:李林电话:分机传真:邮件:alexcomalexli线条WemakeperfectSense北京中电嘉泰科技有限公司BEIJINGCEGTSCIENCETECHNOLOGYCo,LTD地址:北京市海淀区紫竹院路号华澳中心号楼C邮编:联系人:李林电话:分机传真:邮件:alexcom用户的外置监控单元一个外置的由用户后接的装置必须承担测量信号的分析处理以及循环自检的进行和监控。对故障报警的反应是根据不同用户的技术要求同样由该外置监控单元处理。因此该单元必须满足一定的要求:•该单元必须具有故障保护功能就是说下面提到的过程必须运行在无故障状态输入信号准确读入输出信号准确输出。•在使用许可的容许偏差时间范围内对通道K和通道K的测试值持续不断地进行比较。•需要对K输出信号的时间进行不间断的可信度检测。同时静态信号应视作内部误差。•在循环周期内必须启动自检并处理分析其对测试信号的影响。两个自检之间的时间间隔不能超出一个特定的数值。•故障警报必须保证将过程导向一个安全状态。什么时候氧气测量系统运行在无故障状态氧气测量系统运行在无故障状态每当:•模拟的和数字式输出信号相符时,•通道K的测试信号处在一个定义的时间窗口之内并且不是静止不变•自检过程循环并正确运行。这样就有了第一个拥有故障保护功能的氧气测量系统它在运行过程中自行监控本身的各个组成部分并且仅仅使用了一个氧气传感器。分压不等于体积含量动态氧气传感器直接测定气体混合物的氧气浓度。他测定氧气的绝对含量即氧气的分压而不是相对的体积含量。自然环境中的空气由氮气、氧气、二氧化碳、氩气和水蒸汽混合组成。因此空气的总压力是各组成气体分压力的总和。•达尔顿(Dalton)定律:P(总)=P(N)P(O)P(CO)P(Ar)P(HO)氧气的分压随()大气中的空气压力P(总)和()空气湿度P(HO)变化而变化。空气压力升高同时空气湿度不变则氧气分压升高而氧气的相对值vol保持不变!(氧气的绝对含量升高而相对含量保持不变)。空气压力保持不变,同时空气湿度变化,则氧气分压和氧气的相对值vol都变!此外:空气愈潮湿含的氧气愈少。这一点在高温时特别明显alexli线条WemakeperfectSense图::在水蒸汽饱和的空气中氧气浓度与温度的关系。有害物质损坏氧气传感器因为氧气传感器含二氧化锆和铂金属以下介质会对该传感器造成损坏:•重金属•硫化物•硅酮蒸汽•氟•氨(从ppm起)•卤素碳氢化合物(从ppm起)•磷酸盐脂•氯•六氟化硫•碳•盐•长时间在还原性空气中灰尘、震动、污垢、潮湿、油、油脂、锅炉清洗剂、重燃料油、高温分解气体和氧化硅(产生于硅酮在锅炉燃烧时)降低氧气传感器的使用寿命。不保证所列清单的完整性。北京中电嘉泰科技有限公司BEIJINGCEGTSCIENCETECHNOLOGYCo,LTD地址:北京市海淀区紫竹院路号华澳中心号楼C邮编:联系人:李林电话:分机传真:邮件:alexcomalexli线条动态氧气传感器如何工作如何识别氧气测量系统的故障用户的外置监控单元什么时候氧气测量系统运行在无故障状态分压不等于体积含量有害物质损坏氧气传感器

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