馬拉松氧探頭操作手冊

1、MS1操作手冊一、介紹：氧化鋯傳感元件提供了一種唯一的測量熱元件體O2的方法。安裝在一個探頭上可以測量很低的O2濃度或是很大范圍的氧濃度。這個探頭允許一種就地測量，測量的方式用以熱環(huán)境。二、技術(shù)說明碳測量是一種氧化鋯的特別產(chǎn)品，設(shè)計用于在嚴酷的環(huán)境下操作，這種環(huán)境非常容易導(dǎo)致傳感器過早的失效。氮化鋯傳感物質(zhì)是一個插頭，它和一些低熔點物質(zhì)一起被密封在一個鋁管內(nèi)。傳感面的電接觸是通過維持外殼空腔底部的壓力來實現(xiàn)的。所以外殼是負極，而且是不能改變的。任何改變外鞘的行為都會使外鞘探頭破壞掉并導(dǎo)致保質(zhì)期無效。同時還提供周期性的燃碳裝置，這是為了預(yù)防殘?zhí)嫉睦塾?。請看?部分第6頁。三、操作原則外部電極暴露

2、的氣體內(nèi)，如果探頭溫度在推薦的范圍內(nèi)，那么兩極間會產(chǎn)生勢差，依照兩極間氧分壓不同，根據(jù)公式：E=2.303（RT/4F）log10（P1/P2）（V）R氣體常數(shù) 1.987 cal/°C·mollP1，P2氧的分壓（兩極上）T絕對溫度F法拉第常數(shù)（23.060 al/V·equiv.）如果在一端的氧的分壓已知那么通過勢差就可以測出另外一端的氧的分壓。如果假設(shè)在爐內(nèi)氣氛中平衡狀態(tài)占優(yōu)勢，那么有關(guān)碳傳感的反應(yīng)可以表現(xiàn)為：CO<<C+1/2O2 同時響應(yīng)的反應(yīng)表現(xiàn)為：K=PO2*（Ac）/Pco K平衡溫度常數(shù)PO2，Pco 分壓，Ac為碳的活度與溫度、勢能

3、相關(guān)聯(lián)的熱動力的數(shù)值。如果用碳傳 感器O2的輸出來替換，我們可以建立關(guān)于傳感輸出和碳活度的關(guān)系：E=0.0992TRlog10(0.4577Ac/K/Pco)MV最終的等于：E=0.0551TRA-logPco+log10f(C%,TR)+BA、B常數(shù)TR絕對溫度（）華氏度數(shù)表示的絕對溫標）f碳活度，作為碳勢和溫度常數(shù)四、操作范圍電池內(nèi)阻即電極間的電解質(zhì)阻抗會隨溫度上升而呈指數(shù)下降，所以我們推薦電導(dǎo)率的降低，會使電勢測量值使用溫在1300°F以上。最大的承受溫度受兩個因素控制：a、在固體電解質(zhì)內(nèi)，低于理論值。b、外部電極退化。電傳導(dǎo)的發(fā)生點是氧勢和溫度共同作用的。對氧化鋯，它將發(fā)生在

4、低氧濃度和高溫下。當電傳導(dǎo)開始時，它會隨氧濃度降低而升高，隨溫度升高而升高。推薦使用溫度在1300°F2100°F之間，最好是1850°F2050°F。五、拆包裝：本手冊所指的傳感器非常脆弱，拆包和拿放時必須十分小心。每一根從馬拉松公司發(fā)出的都經(jīng)過可靠的包裝?！斑@個包裝應(yīng)該保存，以便需要將探頭寄回馬拉松公司時使用”包裝包括一個外盒和一個內(nèi)部有三個部分的傳感器周圍。1.氧化感器準確性標識2.氧探頭3.操作手冊4.保證卡5.燃盡裝置拆包裝程序1.將包裝放置在一個平的表面上2.從外盒頂部剪數(shù)據(jù)封條3.移開外盒的泡沫4.將氧探頭小心取出5.依照安裝圖小心安裝6.

5、重新包裝外盒以備寄回“注意”：請?zhí)顚懕ＷC卡，在安裝時并寄出，這將延長你的保證期。這樣閑置時間將不計在內(nèi)。六、安裝：重要的說明1.保證氧探頭水平2.氧探頭應(yīng)盡量靠近爐子主控?zé)犭娕?.氧探頭應(yīng)靠近不應(yīng)有的接觸（輻射管、加熱器）等熱源或風(fēng)扇4.不應(yīng)直接觸載氣的進口5.氧探頭應(yīng)放置在工作區(qū)的上1/3高度上6.氧探頭在爐子上的安裝孔1½寸7.保證安裝孔中心線和氧探頭中心線在一條線上8.安裝與爐殼密封焊9.保證所有靠近探頭外部安裝均密封10.保證探頭伸入爐內(nèi)2"6"。特氟龍密封膠帶是比較好的材料11.插入速度1"/分種（抽出也一樣），過快會導(dǎo)致熱震動和失效12.用提

6、供的特氟龍絕緣，防護信號線，仔細觀察報性，不能將防護罩接在將頭上。13.將清潔的高溫參比氣管與探頭參比氣管聯(lián)接起來14.參比氣在探頭的頭上。七、維修探頭不需機械維修。任何拆除行為均可導(dǎo)致不可修復(fù)的損壞和失效。預(yù)防性維修除了糾正的終端振動和機械震動源，我們幾乎沒有什么操作狀況可以增長爐子和探頭的壽命。周期性燃燒：長時間在高碳和高溫環(huán)境下運行必會導(dǎo)致大多數(shù)爐子元件包括探頭的破壞。我們推薦經(jīng)常性的輕微燃燒會避免積碳的危害?！拜p度”燃燒通常在15001600°F之間而且能夠監(jiān)測到是否完成：碳傳感器輸出降到200mv，并且在燃盡后在15分鐘內(nèi)不能開到250mv。這用一個簡單的碳汽化或多功能碳汽

7、化過程使用可以完成。燃盡時間根據(jù)每次不同，通常在6090秒之間。氧探頭環(huán)境：馬拉松公司認識到用戶很難負擔(dān)起這樣頻繁的爐子燃燒，并且從1985年起，兩項致力于發(fā)展在惡劣環(huán)境下能夠延長氧探頭的壽命的兩項專利技術(shù)。而意想不到的是：我們發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計曲線的重現(xiàn)性及其在干擾后的恢復(fù)方面得到了顯著提高。第一點：這技術(shù)適用于運行條件下所有類型傳感器。當在爐子操作溫度氣氛下在電氣上短接兩極時。因為氧化鋯的唯一特性，電流被氧離子攜帶，而非電子。結(jié)果是激烈運動的新生氧反應(yīng)在電極表面：消耗積碳，重新在電極上形成傳導(dǎo)氧化膜。就是這種膜的破壞和電極的膨脹促成了，在碳傳感器中傳感電阻的緩慢增加，最近達到開放循環(huán)條件。第二點：這

8、種環(huán)境技術(shù)從根本上減少在開高碳點反應(yīng)的內(nèi)部的煙灰的生成，以提高和增大滲碳為代表。碳沉積是由于鋁保護殼下鎳的催化作用而增加的。這些煙灰的生成可以減少探頭表面和爐氣的接觸，并創(chuàng)造一個人的高碳勢輸出?？刂普呖梢曰谶@種技術(shù)。減少富化氣，導(dǎo)致一個低碳或無碳環(huán)境。通過增加探頭與外殼之間環(huán)形面積的空氣，隨著相應(yīng)程序，煙灰會消除。下面的數(shù)字可以說明這兩項技術(shù)在馬拉松控制系統(tǒng)中提供的作用。除舉例的控制系統(tǒng)的各個元件均可以從馬拉松公司獲得。例如：遠程參比氣和燃盡系統(tǒng)或是為用戶安裝的獨立構(gòu)件。測量系統(tǒng)曲型的氧探頭可以用在任何高阻抗的測量系統(tǒng)。在操作溫度下，傳感器的阻抗一般是10K50K歐姆。測量系統(tǒng)的輸入阻抗一般

9、是106歐或更高。排查故障的檢測表 核實問題：（1）探頭測量系統(tǒng)與其它參照測量儀器的檢測結(jié)果不符合。儀表和電壓檢測1.探頭熱電偶的顯示與爐子主探熱電偶的測量誤差范圍在±25ºF之間；2.將過程指標設(shè)定在合適的值上；3.氧壓毫伏讀數(shù)與數(shù)字電壓表的讀數(shù)差別，在±6MV。范圍內(nèi)數(shù)字電壓表的直流精度為0.5%，具有最小100M歐姆的阻抗輸入；4.當一個探頭導(dǎo)線沒有連接到探頭的終端時，探頭終端的數(shù)字電壓表的讀數(shù)不會超過2mV；5.當探頭短接15秒后，在30秒內(nèi)它會回到原始讀數(shù)±10mV（用電壓表測量）；6.連接線應(yīng)當干凈并具能很好地與氧探頭的端子接觸。參比氣檢測：

10、1.參比氣由干凈空氣，無污染空氣（非壓縮空氣）。如果有疑問，請?zhí)暨x參比氣氣源；2.參比氣量為0.51.0CFH。3.可將參比氣管從探頭上，取下并且將在 水的杯子里產(chǎn)生氣泡。（說明參比氣確實已供給探頭）4.當儀器處于手動狀態(tài)時，O2毫伏穩(wěn)定輸出，切斷參比氣供給30秒鐘，不會影響O2毫伏計顯示少于5mV。阻抗檢測：1.當探頭在1500°F最小值，阻抗檢測值在0.150K歐姆之間。2.目測（通常每分鐘移動探頭1英寸遠，如果爐子是熱的）1.探頭/外鞘結(jié)合表時沒有明顯的煙灰和積碳2.探頭陶瓷外管是否完整無損3.整個外殼沒有翹曲你在市場上購買了最好的碳傳感器，要想完全了解它的功能，請仔細閱讀手冊

11、中的推薦。請首先將資料卡寄出，在你使用時。假如你的傳感器過早損壞，請遵循以下步驟，我們會加快你的賠償。1.仔細填寫賠償卡，介供給我們盡可能多的使用和損壞的信息，這樣，我們可以加快賠償并提高我們的產(chǎn)品。2.附上賠償卡，保質(zhì)期12個月對于傳感器，沒有明確的或是隱含的保證，包括營銷和使用的保證，由制造者或是代表處做出的，不包括：材料和專業(yè)廠對以下事項的承諾。MS1作為制造者，保證在材料上和正常使用和裝置下的不損壞。這種保證僅限于更換和維修。在此狀況下，氧化鋯碳測傳感器此中列出的應(yīng)該發(fā)生在保質(zhì)期內(nèi)。如果過早發(fā)生損壞，傳感器屬于保證賠償形式內(nèi)必須返回MS1供貨處。MS1收到后會檢查并顯示出傳感器的損壞和

12、在何種狀況下?lián)p害。在熱震動和機械震動下的損壞不在保質(zhì)范圍內(nèi)。還包括錯誤使用，粗心或事故。任何一支傳感器都有一張使用保證為安裝日開始。當傳感器在超溫狀態(tài)下使用，保證期將減小為1850°F1年超過2050°F沒有保質(zhì)期附錄A氧探頭自身清潔實際狀況：超過80%的氧探頭電極的損壞源于過量積碳。用空氣燃燼積碳的方法作為氧探頭的自身清潔是非常成功的，下列的條目均用于處理過程，按重要次序排列： 燃燼的空氣 探頭的周圍空氣循環(huán) 積碳的位置和數(shù)量當空氣被迫進入探頭鞘內(nèi)，空氣和爐氣之間發(fā)生燃燒。這個反應(yīng)的位置將自然地固定在一個平衡點上。通過觀察探頭鞘可以確定在哪里發(fā)生了燃燒。一個“燃點”標定在

13、位置上。當空氣量改變，燃燒的界面也會改變?？諝饬髁吭酱?，探頭外鞘的黑面越向外移動。注意到界面前面的空氣不含有效的氧，而界面后面的空氣卻含有氧。如果自由氧與固體碳反應(yīng)，移動固體碳是非常有效的。這說明足量的空氣被用于推支燃燒界面靠近探頭電極，并且更好地輕微向上。為判別自由氧水平，用氧的MV輸出值來解釋。例如：在1700，下述值：空氣量要求一個給定的安裝依賴于探頭周圍的爐氣循環(huán)量。值環(huán)速率越大，需要的使燃燒界面遠離探頭的空氣量越多。一個例子：20CFH在爐氣循環(huán)下是不夠的，而當負扇停止時，2CFH就足夠的。如果燃燒反應(yīng)發(fā)生在探頭末端，熱電偶顯示溫度會開高200。一定要將探頭末端溫度保持在1850以下

14、。否則，將會損壞探頭。確定CFH空氣量需依靠繪制探頭燃燼空氣和探頭MV值的曲線關(guān)系。圖4是一個曲型的數(shù)據(jù)曲線用于確定CFH的燃燼量。在上述情形中，67CFH的空氣量是合適的，因為這個量可以提供一個最低溫度并探頭末端有一些自由氧。如果所需要的空氣量變大，那么產(chǎn)品運行的界面可以預(yù)料：探頭將重新定位燃點并且從爐氣循環(huán)系統(tǒng)中提供更少的煙灰。探頭的燃燒大約遲續(xù)36分鐘，操作頻率依賴于碳的積累（連續(xù)爐運用大約每天36次）。極端的做法，在每次循環(huán)開始時，做一次燃盡。為檢查效率，只需簡單地把探頭在燃燒后拿出并檢查一下。目錄B實測：大約80%的非保質(zhì)期的氧探頭返因MS1，只是簡單地清理，檢測恢復(fù)作用，再返回用戶

15、。目前還沒有一個明確的檢測可以證明氧探頭是絕對準確的。唯一的方法就是比較一根參比氧探頭在同樣的氣氛下的讀數(shù)?？梢杂性S多種測試，其中的任何一種方法均可以證明探頭是不準確的。參比氣檢測：氧探頭檢測準確性必需一個連續(xù)穩(wěn)定的浪量，如果這個流量不連續(xù)，氧探頭的輸出會以20mV/min的速度下降，如果這個速度在20mV/min與200mV/min之間，或是變化的方向是向上的，探頭可能已開裂，這將導(dǎo)致一個錯誤的讀數(shù)。如果速度超過200mV/min，探頭會破壞掉。氧探頭的許多破損都源于熱震動和從爐內(nèi)移出時造成的。電極電阻檢測：氧探頭的阻抗是電極接觸表面的作用，使用的材料、溫度。阻抗越小，電極接觸表面越大。在溫

16、度1500時，阻抗低于50K歐是合適的，高的阻抗值表明有問題。新探頭的阻抗值低于使用過一段時間的探頭。高溫時低于低溫值。檢測在低于1400（760）時無效。電極反應(yīng)時間檢測當氧探頭短接時，測氧裝置便轉(zhuǎn)化成一個氧化泵。氧被從參比氣電極側(cè)傳送到爐氣側(cè)。這個短接的電極將會建立一個自由的氧量。當取掉短接時，氧完全消散的時間和氧電極界面的氣恢復(fù)到最初的成分的時間是非常重要的參數(shù)。進行這項測試，需短接探頭15秒。移動短接，測量恢復(fù)到原先毫伏讀數(shù)99%的時間，如果在1500（816）以上，這個時間超過60秒，那么氧探頭便是反應(yīng)滯后并且在準確性有問題。如果探頭都通過了以上的測試，但仍存在問題，下一部便是取下并

17、檢查它進行物理的損壞或是固體碳（碳黑）污染，任何一種情況均會造成準確性問題。如果還未發(fā)現(xiàn)問題，返回MS1進行檢查。請注意！如果你在你的碳頭上的電纜連接上使用了插頭，請閱讀此文。為了消除在安裝你的氧探頭時的混亂，電纜連接線布置和所有預(yù)留的探頭如下所示：銷#1傳感器負（）銷#2傳感器正（+）銷#3熱電偶負（）銷#4熱電偶正（+）請檢查并保證你目前的連接線配置如上所示。如果，插入快速接頭，溫度值為負值時，插入導(dǎo)線必須改變。如果你還有關(guān)于這篇“注意”的問題，請電話：注意：你的氧探頭已經(jīng)修改為提供空扎燃盡。如果燃盡空氣使用，代替插頭傳感器已用一個密封插頭和壓力接頭填位。下面的圖表示了插頭和接頭的位置。注：氧探頭和外鞘完整的裝配整體。不要試圖拆開。你將使傳感器失效并使保質(zhì)期無效。在制造時，氧探頭已經(jīng)經(jīng)過測試并且經(jīng)歷了高溫，這使外鞘有些變色。傳感器將安裝在爐子上，不要從儀一月連接到護罩，而將護罩和傳感器的負端連接起來。氧探頭通過爐子接地屏蔽線在儀表上不接地，而與探頭的負極連接。馬拉松氧探頭連接處的新設(shè)計你的馬拉松傳感器目前裝了一個多用電連接銷，目的是提供其他牌子的傳感器兼容性。目前熱電偶的連接方式和傳感器信號線有兩種可供選