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ANHANG B
Sensor Funktion:
Platin-Ring
Das Herz des XZR200 Sauerstoff-Analysators ist eine Zelle, die aus zwei Zirkonium- Dioxid
(ZrO2)-Platten besteht, die jeweils mit einer dünnen porösen Lage aus Platin beschichtet sind,
die als Elektroden dienen. Diese Platin-Elektroden dienen als Katalysator, der erforderlich ist,
damit der zu messende Sauerstoff dissoziieren kann, und ermöglicht, die Sauerstoff-Ionen durch
das Zirkonium-Dioxid zu transportieren.
Die beiden ZrO2- Platten sind durch einen Platin-Ring getrennt und bilden eine hermetisch
geschlossene Messkammer. Auf den beiden äußeren Oberfl ächen befi nden sich zwei weitere
Platin-Ringe und bilden mit dem mittleren Platin-Ring die elektrischen Anschlüsse der Sensor-
Zelle.
Zwei sich außen befi ndliche Aluminium-Oxid (Al2O3)-Scheiben dienen als Filter und verhindern
das Eindringen von Schmutzpartikeln in den Sensor und entfernen alle unverbrannten Gase. Dies
verhindert eine Verschmutzung der Messzelle, was zu instabilen Messwerten führen könnte. Die
obige Skizze zeigt das Schnittbild einer Sensor-Zelle mit den wichtigsten Komponenten.
Eine Heizspirale zur Erzeugung der für den Betrieb erforderlichen 700°C (1.292°F) umgibt die
Messzelle. Beides zusammen ist in einer Kapsel aus porösem Edelstahl untergebracht, die vor
größeren Partikel und Staub schützt. Diese Filterkapsel schützt den Sensor auch vor mechanischer
Beschädigung.
Pumpen-Element:
Die erste Zirkonium-Dioxid (ZrO2)-Platte arbeitet als elektrochemische Sauerstoff-Pumpe, die
die hermetisch abgeschlossene Messkammer entleert oder belüftet.
Abhängig von der Richtung der umkehrbaren, konstanten Gleichstromquelle bewegen sich die
Sauerstoff-Ionen durch diese Platte von einer Elektrode zur anderen. Dadurch ändert sich die
Konzentration des Sauerstoffs und damit der Druck (P2) in der Messzelle. Da die Messzelle nur
entleert und dann wieder mit der den Sensor umgebenden Luft belüftet wird, ist der Druck
innerhalb der Messkammer geringer als der Druck außerhalb der Messkammer.
Die elektrischen Anschlüsse der Messzelle zeigt die nachfolgende Skizze.
22
ZrO
Platte
2
Al
O
Scheibe
2
3
Messzelle
XZR200 Bedienungsanleitung
97337 DE Ausgabe 3, März 2017
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