Viele galvanische elektrochemische Sauerstoffsensoren sind so konzipiert, dass sie bei typischen atmosphärischen Drücken effektiv funktionieren. Diese Sensoren messen den Sauerstoffpartialdruck sowohl in Umgebungsgasen als auch in strömenden Gasen genau und eignen sich für eine Reihe von Drücken, solange diese stabil bleiben und Änderungen schrittweise eingeführt werden. So können diese Sensoren auch in Umgebungen mit höherem Druck zuverlässig arbeiten, wie z. B. in Unterwasser-Taucherglocken, wo der atmosphärische Druck allmählich auf 30 Atmosphären ansteigen kann, um die Sicherheit und den Komfort der Personen im Inneren zu gewährleisten.
Bei der Steuerung des Drucks zur Verringerung der in die Atmosphäre abgegebenen Emissionen ermöglicht die Installation eines Gegendruckreglers hinter dem Sauerstoffsensor eine kontrollierte Entlüftung der Probengase in einen Fackelkamin bei Drücken über dem atmosphärischen Niveau. Wenn der Fackelkamin beispielsweise mit einem Druck von 7,5 psig betrieben wird, sorgt die schrittweise Einstellung des Gegendruckreglers auf 8,0 psig für eine effiziente Entlüftung der Probe aus dem Analysegerät. Dieser Ansatz trägt dazu bei, das Umweltmanagement zu optimieren und gleichzeitig die betriebliche Effizienz zu erhalten.
Viele Sauerstoffanalysatoren können Eingangsdrücke von bis zu 2 bar g (maximal) sicher handhaben, wobei sorgfältig darauf geachtet werden muss, Druckstöße zu vermeiden. Der Eingangsdruck des in das Analysegerät strömenden Gases wird durch die Druckgrenzen von Komponenten wie Durchflussmessern (bis zu 125 psig) oder anderen Probenaufbereitungsgeräten wie H2S-Wäschern (bis zu 30 psig) begrenzt. Um eine präzise Steuerung und Genauigkeit zu gewährleisten, benötigt das Analysegerät in der Regel einen Regler, der Drücke im Bereich von 5-30 psig oder 20-50 psig (mit einem Maximum von 100 psig) aufrechterhalten kann und die Durchflussrate zum Sauerstoffsensor optimiert. Diese Einrichtung verbessert die Leistung und Zuverlässigkeit bei analytischen Vorgängen.
Allgemeine Regeln:1 Kalibrieren Sie den Sauerstoffanalysator so nahe wie möglich an der Temperatur und dem Druck des Messgases.2 Stellen Sie den Regler auf den niedrigsten für das Messgas erwarteten Druck ein, bevor das Durchflussregelventil eingestellt wird.
Pumpen können gelegentlich Druckimpulse erzeugen, die sich auf die Sauerstoffmesswerte auswirken, indem sie den Sauerstoffpartialdruck in einer Probe erhöhen oder verringern. Diese Schwankungen stabilisieren sich, sobald die Impulse aufhören. Die Verwendung eines Reservoirs (z. B. eines Filtergehäuses) zwischen der Pumpe und dem Sensor hilft, diese Impulse abzuschwächen.
Membranpumpen, insbesondere in Verbindung mit Ventilen im Probennahmesystem, die Kalibrier- und Nullgase handhaben, können den Druck kurzzeitig um 1,6 psig erhöhen und stagnierende Luft einführen, was zu kurzen Spitzen in den Sauerstoffmesswerten führt.
Die Erholungszeit ist exponentiell, da Sauerstoffgas in den Sensor gepresst wird, das sich langsam auflöst und durch den Elektrolyten wandert, bevor es an der Anode oxidiert. Es wird empfohlen, eine hochwertige Pumpe zu verwenden, die Pumpe stromabwärts vom Sensor mit einem maximalen Druck von weniger als 8,5 "Hg zu positionieren und ein Bypass-Ventil unmittelbar vor dem Sensor nach den Einlassventilen zu installieren.
Diese Schritte optimieren die Sensorleistung und minimieren Störungen durch Druckschwankungen im Probenahmesystem.
Plötzliche Druckänderungen können die Sensoren physisch beschädigen und möglicherweise die Diffusionsmembran und die Kathodenschicht durchlöchern, was zum Auslaufen von Elektrolyt führt. Dieser korrosive Elektrolyt (alkalisch oder sauer bei XLT-Sensoren) stellt ein Risiko für Geräte und Bediener dar.
Plötzliche Druckschwankungen am Sensor können trotz vorhandener Nadelventile und Druckregler zu physischen Schäden am Sensor führen.
Das Austreten von Elektrolyt in Probenröhrchen oder Prozesse ist zwar selten und erfordert ungewöhnlich hohe Drücke, doch beachten Sie bitte folgende Hinweise Datenblätter zur Materialsicherheit für Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung.
Der Messgasdruck beeinflusst die Durchflussrate: Stellen Sie sicher, dass der Entlüftungsdruck der Probe niedriger ist als der Einlassdruck, um einen ordnungsgemäßen Durchfluss durch das Sauerstoffsensorgehäuse zu gewährleisten. Idealerweise sollte die Probe in die Atmosphäre oder in ein Rohr mit Atmosphärendruck entlüftet werden. Bei der Messung von Fackelgas sollte das Gerät bis zu 0,5 bar g betrieben und entsprechend kalibriert werden. Verwenden Sie einen Gegendruckregler, um den Druck konstant zu halten.
Installieren Sie zur Emissionskontrolle einen Gegendruckregler hinter der Sauerstoffsonde, um das Messgas bei einem Druck über dem Atmosphärendruck in einen Fackelkamin abzulassen. Beispiel: Erhöhen Sie den Regler von 7,5 psig auf 8,0 psig für die Entlüftung 1
Galvanische elektrochemische Sauerstoffsensoren von A.I.I. tolerieren Durchflussschwankungen (1-5 SCFH), während A.I.I. Pico-Ionen-Sensoren aufgrund ihrer Durchflussempfindlichkeit einen Durchflussregler und eine Drossel anstelle eines Ventils erfordern. Zu hohe Durchflussraten und Rohre mit ⅛"-Durchmesser verursachen Gegendruck und fehlerhaft hohe Messwerte, die den Sensor beschädigen können.
Hinweis: Mit ¼"-Schläuchen bleiben Durchflussraten bis zu 50 lpm genau.