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1 EINFÜHRUNG
Der ZFG2 Zirkonia-Sauerstoffsensor wurde für die Messung
der Sauerstoffkonzentration in Rauchgas mittels eines in-situ-
Verfahrens ('Naßanalyse') konzipiert, mit dem sich der
Meßfehler (in der Regel 20% über dem tatsächlichen Wert)
vermeiden läßt, der durch das Probenahmesystem bei einem
'Trockenanalyse'-Verfahren in die Messung eingeführt wird.
Das System besteht aus einem am Abzugskanal montierten
ZFG2 Sauerstoffsensor mit einer Zirkoniazelle und einer
ZDT
Elektronikeinheit,
Spannungsversorgung
und
Sensorbetrieb gewährleistet.
Der
Sensor
kann
unter
herkömmlichen
Kesselbrennstoffe,
Bereiche'
bei
Raffinierieanwendungen,
eingesetzt
werden,
sofern
Brennstoffs über 200°C liegt, Gerätegruppe IIB zulässig ist
und die optionale Flammensperre installiert wurde.
Die vorliegenden Anweisungen sind in Verbindung mit der
Bedienungsanleitung für den ZDT Zirkonia-Sauerstoff-
analysator (IM/ZDT), zu lesen.
Thermoelementkabel
Thermoelement
Referenzluft
Elektrodenkontakt
Elektrodenkabel
die
die
erforderliche
Referenzluftzufuhr
für
den
Zündbedingungen
für
sowie
für
'sichere
ohne
Gefahr
die
Zündtemperatur
des
Heizung
Außenelektrode
(Referenz)
Abb. 1.1 Sensoraufbau
1.1 Funktionsprinzip – Abb. 1.1 und 1.2
Der Sensor enthält ein Meßelement, das aus einer
fingerhutförmigen
Außenelektroden an ihrem geschlossenen Ende besteht. Die
Innenelektrode wird dem Rauchgas ausgesetzt, das am
offenen Ende der Zelle eintritt; die Außenelektrode erhält Luft
von einer Pumpe oder einem Stellglied und ist somit einem
konstanten Sauerstoff-Partialdruck ausgesetzt. Da der
Elektrolyt Zirkonia nur bei Temperaturen über 600°C für
Sauerstoffionen leitend wird, ist die zwischen den Elektroden
erzeugte Spannung (d. h. der Zellenausgang) eine Funktion
aus dem Verhältnis des Sauerstoff-Partialdrucks an der
Innenelektrode und ihrer Temperatur. Daher bewirkt eine
Änderung im Sauerstoff-Partialdruck des Rauchgases an der
alle
entsprechenden Elektrode gemäß Nernst-Gleichung eine
Änderung in der Ausgangsspannung der Zelle – siehe Anhang
A3.
Die
Zellenausgangsspannung
Sauerstoffgehalt logarithmisch ab und gewährleistet so eine
hohe Ansprechempfindlichkeit bei niedrigem Sauerstoffgehalt
(siehe Abb. 1.2).
Ein von der ZDT Elektronikeinheit gesteuertes Heizelement
hält die Zellentemperatur konstant bei 700°C.
Zirkoniazelle
Innenelektrode
(Messung)
Zirkoniazelle
mit
Innen-
nimmt
mit
Poröser Keramikfilter
Rauch-
gase
Flammensperre
und
steigendem
3
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