Beschreibung

Der SMART-OXZ Sauerstoffanalysator nutzt eine einzigartige, integrierte Zirkonoxid-Referenztechnologie für hochpräzise und wiederholbare Sauerstoffmessungen. Standardluft und Kalibrierung sind nicht erforderlich. Die Lebensdauer des Sensors beträgt typischerweise 5 Jahre oder mehr. Er eignet sich für Sauerstoffgehaltsmessungen im ppb-, ppm- und Luftkonzentrationsbereich (20,64 %).

Prinzip

Zirkonoxid (ZrO₂) ist eine Keramik, die mit einem bestimmten Anteil niedrigvalenter Metalloxide als Stabilisatoren, wie beispielsweise Calciumoxid (CaO), Magnesiumoxid (MgO) und Yttriumoxid (Y₂O₃), dotiert ist. Es besitzt eine hohe Temperaturleitfähigkeit, ist ionenleitend und dient als Zirkonoxid-Festelektrolyt. Bei einer bestimmten Temperatur, wenn sich der Sauerstoffgehalt des Gases auf beiden Seiten des Zirkonoxidrohrs unterscheidet, bildet sich eine typische Sauerstoffkonzentrationsdifferenzzelle.

Das Zirkonoxidrohr ist insgesamt röhrenförmig und durch Zirkonoxidmaterial unterteilt. Auf beiden Seiten des Zirkonoxids ist eine poröse Metallschicht als Elektrode aufgesintert (üblicherweise Platin). Bei einer bestimmten Temperatur (600 °C bis 1400 °C) adsorbieren Sauerstoffmoleküle auf der Seite mit höherem Sauerstoffgehalt an der Elektrode. Dadurch wird diese Seite positiv geladen und bildet die Anode der Sauerstoffkonzentrationszelle. Unter der katalytischen Wirkung von Platin findet eine Reduktionsreaktion statt, bei der Elektronen zur Bildung von Sauerstoffionen freigesetzt werden. Die Sauerstoffionen wandern durch die Poren im Zirkonoxidkristall zur gegenüberliegenden Seite mit niedrigerem Sauerstoffgehalt. Dadurch wird diese Elektrode negativ geladen und bildet die Kathode der Sauerstoffkonzentrationszelle. An der Platinelektrode werden Elektronen abgegeben und Sauerstoffmoleküle gebildet. Dadurch entsteht an den beiden Elektroden aufgrund der Ansammlung positiver und negativer Ladungen ein bestimmtes Potenzial, das mit dem Unterschied in der Sauerstoffkonzentration in den beiden gemessenen Zirkoniumdioxidgasen gemäß der Nernst-Gleichung zusammenhängt:

       E=(RT/4F)*Ln(P0/P)

Wo

E------- Sauerstoffkonzentrations-Differenzpotential (mV)

R------- Gaskonstante 8,3145 J/mol·K

T------- Betriebstemperatur der Zirkonoxidsonde (K, absolute Temperatur) = 273,15 + t (°C)

F------- Faraday-Konstante, 96485,3365 (C/mol)

P0------- Sauerstoffpartialdruck im Referenzgas

P ------- Sauerstoffpartialdruck im Probengas

Der Sauerstoffpartialdruck (P) im zu messenden Gas kann durch Messung des Konzentrationszellenpotentials E und der absoluten Temperatur der Zirkonoxidsonde und somit die Sauerstoffkonzentration im zu messenden Gas berechnet werden.

Die Zirkonoxidmethode zeichnet sich durch hohe Empfindlichkeit, schnelle Ansprechzeit, großen linearen Bereich, gute Reproduzierbarkeit und Stabilität aus. Der interne Aufbau ist einfach und nahezu unabhängig von äußeren Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Vibrationen usw. und erfordert nur geringen Wartungsaufwand. Die Zirkonoxid-Methode eignet sich jedoch nicht zur Messung der Sauerstoffkonzentration in reduzierenden Gasen oder Gasproben mit hohem Anteil reduzierender Gase, da die Sauerstoffkonzentration durch das reduzierende Gas im Messgas beeinflusst wird, was zu niedrigen Messwerten führt.

Hauptanwendungen des Zirkonoxid-Analysators:

1. Messung des Sauerstoffgehalts in Spuren in Inertgasen, z. B. in der Halbleiterindustrie, der Luftzerlegung, der Stahl- und Metallurgie, der Düngemittel- und Chemieindustrie sowie beim Schweißen.

2. Messung des Sauerstoffgehalts in Rauchgasen, z. B. in Kraftwerken, petrochemischen Anlagen, der chemischen Industrie, der Eisen- und Stahlindustrie, der Zement- und Baustoffindustrie sowie in Kesselanlagen.

Anwendung

▲Luftzerlegungsanlage (ASU)

▲Düngemittel-, Chemie- und Pharmaindustrie

▲Erdöl- und Petrochemieindustrie

▲Halbleiterindustrie

▲Lebensmittel- und Getränkeindustrie

▲Metallurgische Eisen- und Stahlindustrie

▲Kerntechnik, Wärmebehandlung, Schweißschutz

▲Luft- und Raumfahrt

▲Biologische Forschung

▲Glühbirnenherstellung, Halbleiterindustrie

▲Glasfaserforschung

▲Inertgasgenerator

▲Glasherstellung

▲Spezialgase

▲Labor

▲Flammenüberwachung

▲Erdgasgewinnung und -verarbeitung

▲Umweltüberwachung

▲Anästhesie, Beatmung und pränatale Versorgung

Vorteile

★Schnelle Reaktionszeit

★Hohe Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit

★Kein Drift, wartungsfrei, keine Kalibrierung erforderlich*

★Robustes und langlebiges Design

★Einfache Installation

★Komfortable und benutzerfreundliche Bedienung

★Langlebiger Zirkonoxid-Sensor

Funktionen

• Schnell und komfortabel

    Das englische Navigationsmenü ist einfach zu bedienen.

• Prozesssicherheit

    1,8"-Farb-LCD-Bildschirm, Bedienung und Debugging per Magnetknopf

    LED-Alarm (NAMUR NE107), auch aus großer Entfernung und in dunklen Bereichen gut sichtbar

    Sofortige Alarmierung für sicheren Prozessablauf

• Leistungsstarke Selbstdiagnosefunktion

    Integrierte Statusüberwachung und Watchdog-Funktion

    Überwachung des Status von Messumformern und Sensoren mit rechtzeitiger Erinnerung an notwendige Wartungsarbeiten

    Hohe Sicherheitsstandards für Hardware und Software sowie Passwortschutz

• 2 Relais (2 A, 230 V AC/DC, Alarm frei einstellbar) und 1 Relais (Systemalarm)

• RS485 MODBUS-Kommunikation

Produktdatenblatt: O2-Analysator (Zirkonoxid-Prinzip). Für weitere Informationen kontaktieren Sie uns bitte unter info@mzdd.de.

Messkomponenten und Messbereiche

• O2:         0 ~ 100 / 1000ppb

                 0 ~ 1 / 10 / 1000ppm 

                 0~  1% / 10% / 25% / 100%

Handschuhkästen, Sauerstoffanalysatoren, Schweißen und Löten, Halbleiterindustrie, Wärme- und Oberflächenbehandlung, Brennanlagen, Porzellan- und Keramikbrennen, Vakuumprozesssteuerung, industrielle Plasmaverfahren, Testgasgenerator für Laborgeräte