5 einfache Schritte zur Verlängerung der Lebensdauer einer Sauerstoffsensorik

In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie in 5 einfachen Schritten die maximale Lebensdauer einer Sauerstoffsonde erreichen können.

Schritt 1: Sicherstellen, dass der Sensor und die Schnittstellenelektronik richtig eingestellt sind

Inbetriebnahme-Kontrollen

  • Überprüfen Sie, ob die Sauerstoffsensoreinheit sicher montiert und gegebenenfalls korrekt abgedichtet ist
  • Wenn vorhanden, vergewissern Sie sich, dass alle Ablenkbleche in der richtigen Position installiert sind
  • Prüfen Sie, ob die Lambdasonde und die Verkabelung unbeschädigt sind
  • Sicherstellen, dass die Kabel spannungsfrei und nicht verdreht sind
  • Versichern Sie sich, dass der Sauerstoffsensor richtig angeschlossen ist und dass alle Ein- und Ausgänge vollständig sind. Gegebenenfalls sind alle Schraubklemmen richtig angezogen.
  • Test the power supply to ensure it is delivering the correct voltage before wiring to the device.
  • Wenn Sie die Eignung des Netzteils VOR dem ersten Einschalten nicht testen, kann dies zu irreversiblen Produktschäden führen.
Weitere Informationen zum Einrichten des Sensors finden Sie in der Zirkoniumdioxid Funktionsweise und Bauanleitung Sensoren.

Schritt 2: Beurteilung der Umgebung, in der der Sensor eingesetzt werden soll

Die Anwendung, in der der Zirkoniumdioxid-Sauerstoffsensor eingesetzt wird, beeinflusst die Lebensdauer des Sauerstoffsensors.

Ausfallsicherer Betrieb und Sensor-Asymmetrie

Einer der Hauptvorteile der dynamischen und aktiven Zelle, die im Sauerstoffsensor verwendet wird, ist, dass sie von Natur aus ausfallsicher ist. Das kontinuierliche Zyklieren und Messen der erzeugten Nernst-Spannung ist praktisch der Herzschlag des Sensors, und wenn dies aufhört, ist etwas Schlimmes in der Zelle passiert. Dies kann von der Schnittstellenelektronik sehr schnell erkannt werden.

Betrieb in aggressiven feuchten Umgebungen - Was verursacht den Ausfall einer Sauerstoffsensorik?

Operating in Aggressive Humid Environments
Beim Betrieb des Sauerstoffsensors in warmen, feuchten Umgebungen ist es wichtig, dass der Sensor auf einer höheren Temperatur als seine Umgebung bleibt, insbesondere wenn das Messgas korrosive Komponenten enthält. Während des Betriebs ist dies weniger problematisch, da die Heizung bei 700 °C arbeitet. Dies bedeutet jedoch, dass beim Abschalten des Sauerstoffsensors oder der Anwendung die Sensorheizung als Letztes ausgeschaltet werden muss, nachdem sich die Temperatur der Umgebung entsprechend abgekühlt hat. Idealerweise sollte der Sensor in sehr feuchten Umgebungen immer eingeschaltet oder auf einer niedrigeren Standby-Spannung (typischerweise 2 V) belassen werden.

Die Nichtbeachtung dieser Regeln beeinträchtigt die Lebensdauer eines Sauerstoffsensors erheblich und führt zur Bildung von Kondenswasser auf der Heizung und dem Sensorelement. Wenn der Sensor wieder mit Strom versorgt wird, verdampft das Kondenswasser und hinterlässt korrosive Salze, die das Heizelement und das Sensorelement sehr schnell zerstören (siehe Abbildung). Beachten Sie, dass das äußere Metallgehäuse des Sensors völlig normal aussieht.

Schutz vor übermäßiger Feuchtigkeit

In Umgebungen, in denen mit übermäßiger Feuchtigkeit oder herabfallenden Wassertropfen zu rechnen ist, sollte der Sensor davor geschützt werden, dass Wasser auf die sehr heiße Sensorkappe gelangt oder direkt darauf fällt, da dies zu massiven Temperaturschocks in der Zelle und der Heizung führen kann. Beliebte Methoden sind eine Haube über der Sensorkappe oder der Einbau des Sensors in einen Zylinder mit größerem Durchmesser.
Zumindest sollte die Sensorkappe in der Anwendung nach unten abgewinkelt werden, da so herabfallende Feuchtigkeit abgeleitet wird und sich die Sensorkappe nicht mit Wasser füllt.

Schritt 3: Vermeiden Sie die Verwendung des Sensors mit Silikonen

Zirkondioxid-Sauerstoffsensoren werden durch die Anwesenheit von Silikon im Messgas beschädigt. Dämpfe (organische Silikonverbindungen) von RTV-Kautschuken und Dichtungsmitteln sind die Hauptverursacher und werden in vielen Anwendungen eingesetzt. Diese Materialien bestehen oft aus billigeren Silikonen, die beim Erhitzen immer noch Silikondämpfe in die umgebende Atmosphäre ausgasen. Wenn diese Dämpfe den Sensor erreichen, wird der organische Teil der Verbindung an heißen Sensorteilen verbrannt, wobei ein sehr fein verteiltes Siliziumdioxid (SiO2) zurückbleibt. Dieses SiO2 blockiert die Poren und aktiven Teile der Elektroden vollständig. Bei der Verwendung von RTV-Kautschuken empfehlen wir die Verwendung hochwertiger, gut ausgehärteter Materialien. Eine Anleitung kann auf Anfrage zur Verfügung gestellt werden.

Schritt 4: Schutz vor Gasen und Chemikalien, die den Sensor beschädigen könnten

Brennbare Gase

Kleine Mengen brennbarer Gase werden an den heißen Pt-Elektrodenoberflächen oder AI2O3-Filtern des Sensors verbrannt. Im Allgemeinen verläuft die Verbrennung stöchiometrisch, solange genügend Sauerstoff vorhanden ist, der Sensor misst den Restsauerstoffdruck, was zu einem Messfehler führt. Der Sensor wird nicht für Anwendungen empfohlen, bei denen große Mengen an brennbaren Gasen vorhanden sind und eine genaue O2-Messung erforderlich ist, da diese Gase die Lebensdauer eines Sauerstoffsensors drastisch beeinträchtigen. Untersuchte Gase:
  • H2 (Wasserstoff) bis zu 2%; stöchiometrische Verbrennung
  • CO (Kohlenmonoxid) bis zu 2 %; stöchiometrische Verbrennung
  • CH4 (Methan) bis zu 2,5%; stöchiometrische Verbrennung
  • NH3 (Ammoniak) bis zu 1500 ppm; stöchiometrische Verbrennung

Schwermetalle

Dämpfe von Metallen wie:
  • Zn (Zink)
  • Cd (Cadmium)
  • Pb (Blei)
  • Bi (Bismut)
Diese wirken sich auf die katalytischen Eigenschaften der Pt-Elektroden aus. Die Exposition gegenüber diesen Metalldämpfen muss vermieden werden, da sie die Lebensdauer eines Sauerstoffsensors beeinflussen können.

Halogen- und Schwefel-Verbindungen

Geringe Mengen (< 100ppm) von Halogenen und/oder Schwefelverbindungen haben keinen Einfluss auf die Leistung des Sauerstoffsensors. Höhere Mengen dieser Gase führen mit der Zeit zu Anzeigeproblemen oder, insbesondere in kondensierenden Umgebungen, zur Korrosion von Sensorteilen und beeinträchtigen die Lebensdauer eines Sauerstoffsensors. Untersuchte Gase:
  • Halogene, F2 (Fluor), Cl2 (Chlor)
  • HCL (Chlorwasserstoff), HF (Fluorwasserstoff)
  • SO2 (Schwefeldioxid)
  • H2S (Schwefelwasserstoff)
  • Freie Gase
  • CS2 (Schwefelkohlenstoff)

Schritt 5: Reduzierende Atmosphären, Feinstaub und Erschütterungen vermeiden

Reduzierende Atmosphären

Langfristige Exposition gegenüber reduzierenden Atmosphären kann mit der Zeit die katalytische Wirkung der Pt-Elektroden beeinträchtigen und muss vermieden werden. Reduzierende Atmosphären sind definiert als eine Atmosphäre mit sehr wenig freiem Sauerstoff und brennbaren Gasen. In dieser Art von Atmosphäre wird der Sauerstoff bei der Verbrennung der brennbaren Gase verbraucht.

Feinstaub/Schwere Stöße oder Vibrationen

Feinstaub (Kohlenstoffteile/Ruß) kann zum Verstopfen des porösen Edelstahlfilters führen und die Ansprechgeschwindigkeit des Sensors beeinträchtigen. Starke Erschütterungen oder Vibrationen können die Sensoreigenschaften verändern und eine Neukalibrierung erforderlich machen.



Wenn Sie weitere Informationen über unsere Zirkonoxid-Sauerstoffsensoren wünschen, zögern Sie bitte nicht, uns direkt zu kontaktieren.



Zurück zur Wissensbasis