Zum Inhalt springen

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

Einbaulänge65 mm (inkl. M18x1,5), 75 mm (DN40KF)
Durchmesser10 mm
Masse0,5 kg
Abmessung Klemmkopf64 x 58 x 36 mm
SchutzgradIP42, andere auf Anfrage
Betriebsspannung24 V DC
Leistungsaufnahme17 W
Aufheizzeitca. 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
Messgastemperaturmax. 300 °C
Betriebstemperatur der Sonde700 °C
Umgebungsbedingungen Sondenkopfmax. 50 °C, rel. Luftfeuchte < 80 %
Offsetca. -2...-8 mV (abgleichbar)
Ausgangssignal4-20 mA (0-5 V, 0-10 V auf Anfrage)
Steckerbelegung: 
(1) Analog Ausgang+ IA
(2) Analog AusgangGND IA
(3) BetriebsspannungGND VB
(4) Betriebsspannung+ 24 V VB
(5) RelaisRDY


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 mA1 mA ≙ 12,5 mV Zellspannung
bei Spannungsausgang 0-5 V1 V ≙ 40 mV Zellspannung
bei Spannungsausgang 0-10 V1 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

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