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Mini-Sonden

Allgemeine Informationen

In industriellen Anwendungen werden häufig potentiometrische Sauerstoffsonden eingesetzt, die für die Abgasmessung im Kfz entwickelt wurden (λ-Sonden).
Diese Sonden haben konstruktionsbedingt entscheidende Nachteile: Durch die ungeregelte Heizung (Heizungsversorgung mit Festspannung) und durch keramische Abdeckschichten, welche die Diffusion bestimmter Gaskomponenten begünstigen, resultieren oft erhebliche Messfehler.

Die ZIROX-Miniatur-Sonden SS27 und MS27 mit geregelter Heizung und integrierter Primärelektronik besitzen bei vergleichsweise geringen Kosten eine hohe Genauigkeit. Kernstück der Sonde ist die bewährte potentiometrische drift- und kalibrierfreie ZIROX-Messzelle. Aufgrund der Sondenkonstruktion sind Messungen mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit möglich.

Die SS27 wurde für Sauerstoffmessungen im Spurenbereich unter oxidierenden Bedingungen konstruiert. Reduzierenden Bedingungen (z.B. unter Formiergas-atmosphäre) darf sie nur für wenige Stunden ausgesetzt werden. Für den Einsatz unter reduzierenden Bedingungen oder für Messungen im Bereich > 100 ppm Sauerstoff wurde die MS27 entwickelt.

Beide Sondentypen unterscheiden sich nur im Sensorelement.   

Einsatzgebiete

  • Sauerstoffmessungen in Schutzgasen
  • Abgasuntersuchung in Feuerungsanlagen, Großmotoren und Blockheizkraftwerken
  • Feuerungsoptimierung in Kleinfeuerungsanlagen
  • Ofengasmessungen in Wärmebehandlungsanlagen
  • Optimierung von Deponie- und Biogasverbrennungsanlagen
  • Überwachung industrieller Prozesse unter Schutz- und Formiergasatmosphäre

Technische Daten Miniatur-Sonde SS27/MS27

Einbaulänge

65 mm (inkl. M18x1,5), 75 mm (DN40KF)

Durchmesser

10 mm

Masse

0,5 kg

Abmessung Klemmkopf

64 x 58 x 36 mm

Schutzgrad

IP42, andere auf Anfrage

Betriebsspannung

24 V DC

Leistungsaufnahme

17 W

Aufheizzeit

ca. 5 min

Sensorspannung (Rohsignal)

0...200 mV (0...300 mV auf Anfrage)

Messbereich (SS27)

15 ppm...20.6 Vol.-% O2 (0...200 mV)
0,13ppm...20,6 Vol.-% (0...300 mV)

Genauigkeit

< 5 % rel. Fehler

Messgastemperatur

max. 300 °C

Betriebstemperatur der Sonde

700 °C

Umgebungsbedingungen Sondenkopf

max. 50 °C, rel. Luftfeuchte < 80 %

Offset

ca. -2...-8 mV (abgleichbar)

Ausgangssignal

4-20 mA (0-5 V, 0-10 V auf Anfrage)

Steckerbelegung:

(1) Analog Ausgang

+ IA

(2) Analog Ausgang

GND IA

(3) Betriebsspannung

GND VB

(4) Betriebsspannung

+ 24 V VB

(5) Relais

RDY



Berechnung der Sauerstoffkonzentration:
Der Sauerstoffpartialdruck wird mit der NERNSTschen Gleichung berechnet.
Bei Normaldruck gilt:

ϕ(O2) = 20,64 * e (-46,42 U/T)

  • ϕ(O2): Sauerstoffkonzentration in Vol.-%
  • U: Zellspannung in mV
  • T: Zelltemperatur in K (700 °C = 973,15 K)
  • 20,64: Sauerstoffkonzentration in Luft bei 50 % rel. Luftfeuchtigkeit



Für die Umrechnung des Ausgangssignals gilt bei
einem Messbereich von 0...200 mV:


bei Stromausgang 4-20 mA

1 mA ≙ 12,5 mV Zellspannung

bei Spannungsausgang 0-5 V

1 V ≙ 40 mV Zellspannung

bei Spannungsausgang 0-10 V

1 V ≙ 20 mV Zellspannung



Rechenbeispiel für 0...200 mV:
Bei einem Ausgangsstrom von 5.5 mA ((5.5-4)mA x 12.5 mV = 18,75 mV) ergibt sich
eine Sauerstoffkonzentration von ϕ(O2) = 8,43 Vol.-%.

Download Datenblatt 

 

Hinweis: Sie sind sich nicht ganz sicher, welches unserer Geräte Sie für Ihren Einsatz benötigen?
Dann füllen Sie bitte unseren Fragebogen aus und senden ihn per Fax an die +49 3834 83 09 29

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