馬拉松氧探頭操作手冊(cè)

1、MS1操作手冊(cè)一、介紹：氧化鋯傳感元件提供了一種唯一的測(cè)量熱元件體O2的方法。安裝在一個(gè)探頭上可以測(cè)量很低的O2濃度或是很大范圍的氧濃度。這個(gè)探頭允許一種就地測(cè)量，測(cè)量的方式用以熱環(huán)境。二、技術(shù)說(shuō)明碳測(cè)量是一種氧化鋯的特別產(chǎn)品，設(shè)計(jì)用于在嚴(yán)酷的環(huán)境下操作，這種環(huán)境非常容易導(dǎo)致傳感器過(guò)早的失效。氮化鋯傳感物質(zhì)是一個(gè)插頭，它和一些低熔點(diǎn)物質(zhì)一起被密封在一個(gè)鋁管內(nèi)。傳感面的電接觸是通過(guò)維持外殼空腔底部的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以外殼是負(fù)極，而且是不能改變的。任何改變外鞘的行為都會(huì)使外鞘探頭破壞掉并導(dǎo)致保質(zhì)期無(wú)效。同時(shí)還提供周期性的燃碳裝置，這是為了預(yù)防殘?zhí)嫉睦塾?jì)。請(qǐng)看第5部分第6頁(yè)。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(huì)產(chǎn)生勢(shì)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(duì)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(guò)勢(shì)差就可以測(cè)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(shì)，那么有關(guān)碳傳感的反應(yīng)可以表現(xiàn)為：CO<<C+1/2O2 同時(shí)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(shì)能

3、相關(guān)聯(lián)的熱動(dòng)力的數(shù)值。如果用碳傳 感器O2的輸出來(lái)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(duì)溫度（）華氏度數(shù)表示的絕對(duì)溫標(biāo)）f碳活度，作為碳勢(shì)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(huì)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(huì)使電勢(shì)測(cè)量值使用溫在1300°F以上。最大的承受溫度受兩個(gè)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(diǎn)是氧勢(shì)和溫度共同作用的。對(duì)氧化鋯，它將發(fā)生在

4、低氧濃度和高溫下。當(dāng)電傳導(dǎo)開(kāi)始時(shí)，它會(huì)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(cè)所指的傳感器非常脆弱，拆包和拿放時(shí)必須十分小心。每一根從馬拉松公司發(fā)出的都經(jīng)過(guò)可靠的包裝?！斑@個(gè)包裝應(yīng)該保存，以便需要將探頭寄回馬拉松公司時(shí)使用”包裝包括一個(gè)外盒和一個(gè)內(nèi)部有三個(gè)部分的傳感器周圍。1.氧化感器準(zhǔn)確性標(biāo)識(shí)2.氧探頭3.操作手冊(cè)4.保證卡5.燃盡裝置拆包裝程序1.將包裝放置在一個(gè)平的表面上2.從外盒頂部剪數(shù)據(jù)封條3.移開(kāi)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(qǐng)?zhí)顚?xiě)保證卡，在安裝時(shí)并寄出，這將延長(zhǎng)你的保證期。這樣閑置時(shí)間將不計(jì)在內(nèi)。六、安裝：重要的說(shuō)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(jìn)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(guò)快會(huì)導(dǎo)致熱震動(dòng)和失效12.用提

6、供的特氟龍絕緣，防護(hù)信號(hào)線，仔細(xì)觀察報(bào)性，不能將防護(hù)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(lái)14.參比氣在探頭的頭上。七、維修探頭不需機(jī)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(dòng)和機(jī)械震動(dòng)源，我們幾乎沒(méi)有什么操作狀況可以增長(zhǎng)爐子和探頭的壽命。周期性燃燒：長(zhǎng)時(shí)間在高碳和高溫環(huán)境下運(yùn)行必會(huì)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(huì)避免積碳的危害。“輕度”燃燒通常在15001600°F之間而且能夠監(jiān)測(cè)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(kāi)到250mv。這用一個(gè)簡(jiǎn)單的碳汽化或多功能碳汽

7、化過(guò)程使用可以完成。燃盡時(shí)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(rèn)識(shí)到用戶很難負(fù)擔(dān)起這樣頻繁的爐子燃燒，并且從1985年起，兩項(xiàng)致力于發(fā)展在惡劣環(huán)境下能夠延長(zhǎng)氧探頭的壽命的兩項(xiàng)專利技術(shù)。而意想不到的是：我們發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)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(diǎn)：這技術(shù)適用于運(yùn)行條件下所有類型傳感器。當(dāng)在爐子操作溫度氣氛下在電氣上短接兩極時(shí)。因?yàn)檠趸喌奈ㄒ惶匦?，電流被氧離子攜帶，而非電子。結(jié)果是激烈運(yùn)動(dòng)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(dá)到開(kāi)放循環(huán)條件。第二點(diǎn)：這

8、種環(huán)境技術(shù)從根本上減少在開(kāi)高碳點(diǎn)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(hù)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(gè)人的高碳勢(shì)輸出?？刂普呖梢曰谶@種技術(shù)。減少富化氣，導(dǎo)致一個(gè)低碳或無(wú)碳環(huán)境。通過(guò)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(huì)消除。下面的數(shù)字可以說(shuō)明這兩項(xiàng)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(gè)元件均可以從馬拉松公司獲得。例如：遠(yuǎn)程參比氣和燃盡系統(tǒng)或是為用戶安裝的獨(dú)立構(gòu)件。測(cè)量系統(tǒng)曲型的氧探頭可以用在任何高阻抗的測(cè)量系統(tǒng)。在操作溫度下，傳感器的阻抗一般是10K50K歐姆。測(cè)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(cè)表 核實(shí)問(wèn)題：（1）探頭測(cè)量系統(tǒng)與其它參照測(cè)量?jī)x器的檢測(cè)結(jié)果不符合。儀表和電壓檢測(cè)1.探頭熱電偶的顯示與爐子主探熱電偶的測(cè)量誤差范圍在±25ºF之間；2.將過(guò)程指標(biāo)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(dāng)一個(gè)探頭導(dǎo)線沒(méi)有連接到探頭的終端時(shí)，探頭終端的數(shù)字電壓表的讀數(shù)不會(huì)超過(guò)2mV；5.當(dāng)探頭短接15秒后，在30秒內(nèi)它會(huì)回到原始讀數(shù)±10mV（用電壓表測(cè)量）；6.連接線應(yīng)當(dāng)干凈并具能很好地與氧探頭的端子接觸。參比氣檢測(cè)：

10、1.參比氣由干凈空氣，無(wú)污染空氣（非壓縮空氣）。如果有疑問(wèn)，請(qǐng)?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(shuō)明參比氣確實(shí)已供給探頭）4.當(dāng)儀器處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，O2毫伏穩(wěn)定輸出，切斷參比氣供給30秒鐘，不會(huì)影響O2毫伏計(jì)顯示少于5mV。阻抗檢測(cè)：1.當(dāng)探頭在1500°F最小值，阻抗檢測(cè)值在0.150K歐姆之間。2.目測(cè)（通常每分鐘移動(dòng)探頭1英寸遠(yuǎn)，如果爐子是熱的）1.探頭/外鞘結(jié)合表時(shí)沒(méi)有明顯的煙灰和積碳2.探頭陶瓷外管是否完整無(wú)損3.整個(gè)外殼沒(méi)有翹曲你在市場(chǎng)上購(gòu)買了最好的碳傳感器，要想完全了解它的功能，請(qǐng)仔細(xì)閱讀手冊(cè)

11、中的推薦。請(qǐng)首先將資料卡寄出，在你使用時(shí)。假如你的傳感器過(guò)早損壞，請(qǐng)遵循以下步驟，我們會(huì)加快你的賠償。1.仔細(xì)填寫(xiě)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(gè)月對(duì)于傳感器，沒(méi)有明確的或是隱含的保證，包括營(yíng)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(duì)以下事項(xiàng)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(cè)傳感器此中列出的應(yīng)該發(fā)生在保質(zhì)期內(nèi)。如果過(guò)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(huì)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(dòng)和機(jī)械震動(dòng)下的損壞不在保質(zhì)范圍內(nèi)。還包括錯(cuò)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(kāi)始。當(dāng)傳感器在超溫狀態(tài)下使用，保證期將減小為1850°F1年超過(guò)2050°F沒(méi)有保質(zhì)期附錄A氧探頭自身清潔實(shí)際狀況：超過(guò)80%的氧探頭電極的損壞源于過(guò)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(guò)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(dāng)空氣被迫進(jìn)入探頭鞘內(nèi)，空氣和爐氣之間發(fā)生燃燒。這個(gè)反應(yīng)的位置將自然地固定在一個(gè)平衡點(diǎn)上。通過(guò)觀察探頭鞘可以確定在哪里發(fā)生了燃燒。一個(gè)“燃點(diǎn)”標(biāo)定在

13、位置上。當(dāng)空氣量改變，燃燒的界面也會(huì)改變。空氣流量越大，探頭外鞘的黑面越向外移動(dòng)。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(dòng)固體碳是非常有效的。這說(shuō)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(lái)解釋。例如：在1700，下述值：空氣量要求一個(gè)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(yuǎn)離探頭的空氣量越多。一個(gè)例子：20CFH在爐氣循環(huán)下是不夠的，而當(dāng)負(fù)扇停止時(shí)，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(huì)開(kāi)高200。一定要將探頭末端溫度保持在1850以下

14、。否則，將會(huì)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(gè)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?yàn)檫@個(gè)量可以提供一個(gè)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(yùn)行的界面可以預(yù)料：探頭將重新定位燃點(diǎn)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(yùn)用大約每天36次）。極端的做法，在每次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，做一次燃盡。為檢查效率，只需簡(jiǎn)單地把探頭在燃燒后拿出并檢查一下。目錄B實(shí)測(cè)：大約80%的非保質(zhì)期的氧探頭返因MS1，只是簡(jiǎn)單地清理，檢測(cè)恢復(fù)作用，再返回用戶

15、。目前還沒(méi)有一個(gè)明確的檢測(cè)可以證明氧探頭是絕對(duì)準(zhǔn)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(cè)試，其中的任何一種方法均可以證明探頭是不準(zhǔn)確的。參比氣檢測(cè)：氧探頭檢測(cè)準(zhǔn)確性必需一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定的浪量，如果這個(gè)流量不連續(xù)，氧探頭的輸出會(huì)以20mV/min的速度下降，如果這個(gè)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(kāi)裂，這將導(dǎo)致一個(gè)錯(cuò)誤的讀數(shù)。如果速度超過(guò)200mV/min，探頭會(huì)破壞掉。氧探頭的許多破損都源于熱震動(dòng)和從爐內(nèi)移出時(shí)造成的。電極電阻檢測(cè)：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(shí)，阻抗低于50K歐是合適的，高的阻抗值表明有問(wèn)題。新探頭的阻抗值低于使用過(guò)一段時(shí)間的探頭。高溫時(shí)低于低溫值。檢測(cè)在低于1400（760）時(shí)無(wú)效。電極反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)當(dāng)氧探頭短接時(shí)，測(cè)氧裝置便轉(zhuǎn)化成一個(gè)氧化泵。氧被從參比氣電極側(cè)傳送到爐氣側(cè)。這個(gè)短接的電極將會(huì)建立一個(gè)自由的氧量。當(dāng)取掉短接時(shí)，氧完全消散的時(shí)間和氧電極界面的氣恢復(fù)到最初的成分的時(shí)間是非常重要的參數(shù)。進(jìn)行這項(xiàng)測(cè)試，需短接探頭15秒。移動(dòng)短接，測(cè)量恢復(fù)到原先毫伏讀數(shù)99%的時(shí)間，如果在1500（816）以上，這個(gè)時(shí)間超過(guò)60秒，那么氧探頭便是反應(yīng)滯后并且在準(zhǔn)確性有問(wèn)題。如果探頭都通過(guò)了以上的測(cè)試，但仍存在問(wèn)題，下一部便是取下并

17、檢查它進(jìn)行物理的損壞或是固體碳（碳黑）污染，任何一種情況均會(huì)造成準(zhǔn)確性問(wèn)題。如果還未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，返回MS1進(jìn)行檢查。請(qǐng)注意！如果你在你的碳頭上的電纜連接上使用了插頭，請(qǐng)閱讀此文。為了消除在安裝你的氧探頭時(shí)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(fù)（）銷#2傳感器正（+）銷#3熱電偶負(fù)（）銷#4熱電偶正（+）請(qǐng)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(fù)值時(shí)，插入導(dǎo)線必須改變。如果你還有關(guān)于這篇“注意”的問(wèn)題，請(qǐng)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(gè)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(kāi)。你將使傳感器失效并使保質(zhì)期無(wú)效。在制造時(shí)，氧探頭已經(jīng)經(jīng)過(guò)測(cè)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(hù)罩，而將護(hù)罩和傳感器的負(fù)端連接起來(lái)。氧探頭通過(guò)爐子接地屏蔽線在儀表上不接地，而與探頭的負(fù)極連接。馬拉松氧探頭連接處的新設(shè)計(jì)你的馬拉松傳感器目前裝了一個(gè)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(hào)線有兩種可供選