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        Lambda探頭工作原理及正確有效地應用

        發布時間: 2010-01-22  點擊次數: 8414次

        Lambda探頭(L-probe)為測氧探頭并且可用于測量在混合氣體的含氧成分比例。工作原理為應用固體的由三氧化二銥(Y2O3)或者氧化鈣(CaO)穩定的二氧化鋯電極。二氧化鋯電極為一端鍍有薄鉑層的封閉的管狀,由此內層和外層引出傳感器的電極。管的內部由陶瓷電元件加熱并且與常壓約含氧20%空氣接觸。

        電極管的外部與被測的含氧的混合氣體接觸。
        如果電極管接觸的兩種氣體存在含氧差,氧化物的電子產生位移而兩個鉑電極產生電勢差(即為電壓)。
        由傳統含氧探針“Classic Oxygen Probe”產生的電勢差,可由能斯特方程描述為:
        E=0.0496*T*log pO2/pO2’=mV
        此外:
        T =溫度=爐內溫度℃+273
        pO2 = 爐內氣氛的氧勢壓
        pO2’ = 空氣中的氧勢壓
         
        由以上公式可得出在爐內氧含量1020及溫度為大約900℃時,我們可得出電壓為1100…1200mV之間??!。
        如果我們所針對的含氧量很小,傳感器的電極之間的氣體緊密度差非常小,此時無論何種傳感器的結果都是不可靠的,Lambda探頭亦相同。
        每一個用作確定碳勢的Lambda探頭(LProbe)必須分別測試它的緊密度。
        每一個Lambda探頭必須通過測試得知在無含氧差時電極的電勢差。
        Lambda探頭(LProbe)帶有內部的陶瓷加熱器為理論加熱溫度至550,
        但實際生產中不可能使每個Lambda探頭(LProbe)正好在此溫度;所以需要在之后測試出在電壓12Vc.c時的實際溫度。
         

         
         
         

         
         
        如果一個Lambda探頭的加熱溫度與理論溫度550℃的正負差小于35℃即為+/-35℃,這個Lambda探頭可被應用在碳勢調控或者含氧成分較高的燃燒控制。
        實際上僅有15…20%為汽車工業生產的Lambda探頭可被應用在滲碳熱處理爐的碳勢調控。
        Lambda探頭加熱的12V c.c.由直流電源器提供,必須相當穩定以免成為L-傳感器自身的一個附加的變量。
        MESA生產的電源器 NTV-44可提供加熱元件準確的電壓,并且使Lambda探頭信號成為高阻抗信號以匹配其相連設備的阻抗。由于陶瓷元件的內阻為20120Kohm,所以是必要的。
         
         
        MESA公司使用的每一個Lambda探頭,均為事先由其特性特殊挑選的。
        每一個MESA  Lambda探頭的測試特性作為兩個參數K1K2刻在了傳感器的金屬外殼上。
         
        這兩個參數值是該Lambda探頭的工作特性,每個Lambda探頭的參數值不同。

        以上的工作特性參數值必須反應在碳勢計算中,以便得到準確的實際值。由于相同的原因,相應的設備及軟件需要輸入以上兩個工作特性參數K1K2。

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