一体型ジルコニア式酸素濃度計 ZR202G

一体型ジルコニア式酸素濃度計ZR202Gは、分離型酸素濃度計ZR402G変換器とZR22G検出器の優れた点を一体化しています。サンプリング装置を全く必要とせず、検出器をそのまま煙道炉壁に取り付けて、700°Cまでの煙道排ガス中の酸素濃度を測定できます。
検出器部は、高信頼性ジルコニアセンサを採用し、現場でヒータアセンブリを一式交換することが可能です。変換器部は光スイッチを採用し蓋を開けずに現場で操作することができます。校正は、自動で行うことができ、完全自動化のための自動校正ユニットも揃っています。
大型または小型ボイラ、各種工業炉、燃焼機器の燃焼ガス中の酸素濃度のモニタリングまたは低酸素燃焼制御に最適な酸素濃度計です。

特長

  • 配線・配管および設置コストが削減できます。
  • 光スイッチにより蓋を開けずに現場操作が行えます。
  • 環境にやさしい現場交換型です。現場でジルコニアセンサとヒータ・アセンブリ一式の交換ができます。 
  • 1機種で酸素濃度計あるいは高温湿度計いずれかを選択が可能です。

標準仕様

測定対象 燃焼排ガス及び混合ガス中(可燃性ガスを除く)の酸素濃度
測定方式 ジルコニア式
測定範囲 表示:0.01~100 vol%O2
出力: 0-5~0-100 vol%O2 の範囲で任意設定(1 vol%O2単位)またはパーシャル設定
測定ガス圧力 -5~+250 kPa
試料ガス温度 0~700°C
検出器挿入長 0.4 m、0.7 m、1.0 m、1.5 m、2.0 m、2.5 m、3.0 m

 

特性

繰返し性 フルスケールの±0.5%
直線性 フルスケールの±1%
ドリフト ゼロ、スパン共フルスケールの±2%/月
応答速度 90%応答、5秒以内

 

測定原理

ジルコニアのような固体電解質は、高温状態のとき、酸素イオンに対して導電性を示します。したがって、両面に白金系電極を付けた板状ジルコニア素子を加熱しておき、それぞれの面に酸素分圧の異なるガスを接触させると、酸素濃淡電池の作用を示します。つまり、酸素分圧の高いガスが接している方の電極を陰極、酸素分圧の低いガスが接している方の電極を陽極とすると、陰極側に接触しているガス中の酸素分子は電子を得てイオンとなり、ジルコニア素子内を移動して反対側の陽極に到達します。そして、ここで電子を放出して酸素分子にもどります。この反応によって生じる、二つの電極間の起電力E(mV)は、次のネルンスト(Nernst)の式から導くことができ、これにより酸素濃度を測定します。

式

式

アプリケーションノート
概要:

産業に必須の機器

ボイラーは、電力、医薬、化学、セラミック、紙パルプ等の幅広い産業で用いられています。近年、エネルギーコストの上昇、環境規制の強化、および安全意識の向上に伴い、高効率、低排出、安全かつ安定的なボイラー操業のニーズが高まっています。

 

ボイラーの効率向上と排出削減

最適な混合比率で空気と燃料を燃焼するには、残燃料を取除き、排気ガスを清浄化し、燃焼ガス中の酸素濃度をリアルタイムでモニターする必要があります。ZRシリーズのジルコニア式酸素濃度計は、長寿命の酸素センサユニットを搭載し、酸素濃度を高信頼で計測することができます。煙道ガス濃度計SG750 は、排気ガス中に含まれるNOx、SO2、CO2などの成分をモニターし、低排出操業を支援します。

 

安全で安定的な操業

制御機能を適切に分散させるために、シングルループコントローラを用いることができます。YS1000シリーズのシングルループコントローラは、分散制御システムを構築する柔軟性、保全の簡単さ、従来システムとの互換性などから、安全で安定的な操業を低コストで実現するのに最適です。

 

ドラムレベルと蒸気流量をどんな条件下でも正確にモニター

ボイラーの操業を効率的かつ安全に保つには、ドラムレベルや蒸気の流量を正確にモニターすることも必要です。EJAシリーズやEJXシリーズの差圧伝送器は、高温・高圧のアプリケーションでも、ドラムレベルを安定的に計測することができます。digitalYEWFLOシリーズ渦流量計マルチバリアブル形は、シンプルな構造ながらセンサを内蔵し、蒸気流量を高信頼で計測することができます。

 

当社を選ぶ理由

当社は、ボイラーのモニターと操業に用いられる多様なセンサとコントローラを提供しており、ボイラーの効率と環境性能の向上、安全で安定的な操業の実現に貢献しています。当社のセンサとコントローラをぜひご検討ください。

 

ドラムレベル計測

概要と課題

  • ドラムレベル計測
  • 静圧が大きく変動する条件下で安定的な計測が求められる

ソリューション

  • 実績あるシリコンレゾナントセンサが、長期安定性を実現
  • EJA:0.1%/5年
  • EJX:0.1%/10年
  • 条件を問わない(温度、静圧、過圧)

利点

  • 実際のプラント条件下でも長期安定的な計測を実現
ドラムレベル計測

 

燃焼制御

概要と課題

  • 安全で安定的な操業を低コストで実現
  • 少ない排出量

ソリューション

  • ファンクションブロック接続で簡単なプログラミング
  • カスケード式プライマリダイレクト制御
    • ボイラー立ち上げ時にも安定的なレベル制御
  • クロスリミット制御の演算
    • 不完全燃焼や爆発を防ぐため、空気流量が常に燃料の流量より多くなるように演算
  • フィードフォワード制御
    • 主流の流量変化に対応し、主流の圧力と給水量を迅速に制御

利点

  • デバッグ時間の短縮
  • プログラムの信頼性向上
  • 低コストで安全・安定的な制御を実現
燃焼制御

 

蒸気流の計測

概要と課題

  • 多目的蒸気流の流量計測
  • 従来形のオリフィス式流量計は設置が複雑で高コスト、精度も不足

ソリューション

  • インライン流量計
  • 内蔵温度センサ、digitalYEWFLO
  • 温度センサ・伝送器や流量演算器を追加することなく蒸気の質量流量を計測
  • 精度は指示値の 2 %

利点

  • 設置と操業のコスト削減
  • 漏出箇所を減らして安全操業
  • 正確な計測で省エネルギー

蒸気流の計測

 

燃焼制御

概要と課題

  • 最適な燃焼のためのO2制御
  • 詰まりによるセンサ寿命低下

ソリューション

  • モレキュラボンド法と特殊コーティングによる長寿命センサ
  • セル寿命の予測

利点

  • 燃料コスト削減
  • 予防的保全
  • 環境保全、CO2削減
燃焼制御

 

燃焼制御

概要と課題

  • 大型燃焼設備での最適燃焼のためのO2制御
  • 測定点が複数のため設置コスト上昇

ソリューション

  •  1 台のAV550Gに最大 8 個の検出器を接続可能
  • 複数点でのO2計測、個々の濃度と平均値を算出

利点

  • 多点計測で正確な制御
  • 設置コスト削減
燃焼制御

 

排気ガス分析

概要と課題

  • 排出の連続モニタリングで大気汚染を制御
  • 頻繁な保全

ソリューション

  • 最大 5 成分の同時分析(NOx、SO2、CO、CO2、O2
  • サンプル前処理システムで保全回数を削減
  • センサには可動部分無し

利点

  • 多点計測で正確な制御
  • 設置コスト削減
排気ガス分析

 

当社の技術が約束するお客様の利点

当社の目標

当社の目標は、理想の操業(Operational Excellence)によってお客様に満足していただくことです。当社は、産業界に大きな革新をもたらしてきました。当社は、お客様のビジネスライフサイクルを通じて、生産システムの精度、信頼性、安全を確保してまいります。当社は、お客様がより少ない所有コストでより多くの成果を得られるよう、総合的ソリューションと専門技術とでお手伝いします。以下にご紹介するキーテクノロジーは、お客様に理想の操業を実現していただくためのものです。

シリコンレゾナントセンサEJA/EJX

単結晶シリコンウェハ上にマイクロマシニングで共振器を直接作り込むことによって、単結晶シリコンの弾性を最大限に活用しながら感度と再現性が向上しています。共振器の特性は時間が経っても変化しません。
このため、DPharpは、インダストリアルオートメーションの過酷な環境に理想的な圧力センサです。DPharpは、確かな安定性、再現性と信頼性をお届けします。

当社の目標

シリコンレゾナントセンサEJA/EJX

digitalYEWFLOシリーズ渦流量計のキーテクノロジー

digitalYEWFLOシリーズ渦流量計の電子回路には、スペクトラル信号処理(SSP)技術が組込まれており、新機能を実現しています。
SSPは、digitalYEWFLOシリーズ渦流量計内の流体条件を解析し、そのデータにもとづきアプリケーションごとに最適な調整を自動的に選択します。これまでの渦流量計にはなかった機能です。

digitalYEWFLOシリーズ渦流量計のキーテクノロジー

デュアルCPU構成のYS1000

デュアルCPU構成であるため、CPUの一方が異常を起こしても表示とマニュアル操作は可能です。コントローラの自己診断機能が制御回路の不具合を検出すると、コントローラはアナログ/ディジタル出力を停止し、マニュアルモードに切り替えてオペレータによるマニュアル制御ができるようになります。

ジルコニア式酸素濃度計

  • ジルコニアセンサによって長寿命と安定的な動作を実現
  • 簡単なセンサ交換
  • 白金電極の取付けにはモレキュラボンド法を用い、ジルコニア素子と白金が分子的に結合するため、剥離がありません。
  • リードレス電極構造になっているため、断線の心配がありません。
  • 特殊コーティングで白金を保護し、センサの劣化を防止しています。
  • セルの交換に、特殊工具は不要です。
     
ジルコニア式酸素濃度計

 

一体型ジルコニア式酸素濃度計は、接点入力を2点まで接続できます。 接点入力は、外部からドライ接点信号(無電圧接点)受けることによって、あらかじめ設定された機能を実行しま...
一体型ジルコニア式酸素濃度計には、接点出力が2点用意されています。 接点出力1は、常時励磁にするか常時非励磁にするかを選択することができます。また、設定項目も選択すること...
一体型ジルコニア式酸素濃度計のシステム構成は、校正方法により3種類に分けられます。 また、比較ガスの取り入れ方には、検出器付近の空気を自然対流で取り入れる方法と、計装空...
暖機中、校正中およびエラー発生などのとき、出力信号を直前の測定値またはあらかじめ設定した値に保持することができます。 下表に、機器の状態と設定可能なアナログ出力の保持値...
一体型ジルコニア式酸素濃度計は、自己診断機能によってエラーや警報を検出することができます。 (1)エラー エラーとは、検出器のセル(センサ)やヒータ、あるいは変換器の内...
一体型ジルコニア式酸素濃度計で定する場合の測定ガスの条件は下記の通りです。 測定ガス温度:0~700℃(700℃を超えるガスの測定には適用できません。) 測定ガス圧力:-5~250kPa...
一体型ジルコニア式酸素濃度計には、4~20mA DCの電流出力が1点あります。 測定値(酸素濃度)の出力レンジは、0~5から0~100 vol% O2の範囲で任意に設定可能です。また、パーシャルレ...
一体型ジルコニア式酸素濃度計を設置する場所でないと、正しい測定ができなかったり、短時間でヒータ断線やセンサを破損させたりすることがありますので注意が必要です。 下図に...
測定範囲:0.01~100vol %O2 最小出力レンジ:0~5 vol %O2 最大出力レンジ:0~100vol %O2 上記の範囲内で、1vol %O2単位で任意に設定できます。 また、パーシャルレンジも可能です。 ...
ジルコニア式酸素濃度計の校正の動作モードには、次の3通りの方法があります。 手動校正: ゼロ校正およびスパン校正、またはそのどちらか一方を順次手動で行います。 半自動校正...
ジルコニア式酸素濃度計の校正の概要
(an-zr-06-calibration-overview)
ジルコニア式酸素濃度計のセンサ(セル)起電力は、ネルンスト(Nernst)の式によっています。 センサ(セル)を700~750℃に加熱し、比較ガスに空気を用いたときの測定ガスの酸素濃度...
ジルコニア式酸素濃度計の校正には、酸素濃度の明確なガスを使用します。 通常は、酸素濃度の低い「ゼロガス」と酸素濃度の高い「スパンガス」の2種類のガスを用いて行います(2点...
ジルコニア式酸素濃度計の校正は、ゼロガスおよびスパンガスを用いた2点校正とスパンガスだけを用いて行う簡略的な1点校正があります。 (1)2点校正: 下図に、ゼロガスおよび...
日常のメンテナンスに必要な下記の情報を表示できます。 これらの情報を基に、校正の周期を決めることやジルコニアセルの準備などをタイムリーに行うことができます。 (1)スパ...
弊社では、下記のジルコニア式酸素濃度計を用意しています。 アプリケーションおよび使用目的に合わせて選択してください。 ZR22G/ZR402G 分離型ジルコニア式酸素濃度計 ZR202G   ...
回収ボイラやセメントキルンなどのように、測定ガス中に多量のダストを含んでいる場合、プローブの目詰まりが短時間で生じます。これを防ぐためには、ダストの除去を空気圧で行う...
ジルコニアセルを交換した場合は、必ず、「ゼロガス」および「スパンガス」を用いた2点校正を実施してください。 なお、校正は通常測定している状態(炉に取り付けている場合は、...
炉内圧が高い場合、あるいは炉内圧力変動がある場合は、炉内と比較空気との圧力バランスがくずれ、酸素濃度を正確に測定することが困難になります。このような場合は、検出器の圧...
酸素濃度計の校正証明書は、下記製品について発行できます。 対象製品 ZR402G 分離型ジルコニア式酸素濃度計 変換器 ZR202G 一体型ジルコニア式酸素濃度計 ZS8C 防爆形ジルコニア式...
燃料の燃焼による排ガス中には、燃料中の炭化水素や水素の燃焼で生じた水蒸気が含まれています。 ジルコニア式酸素濃度計のように、煙道中のガスを直接測定するような場合は、水分...
酸素濃度の測定は、省エネルギー・大気汚染防止・安全管理および品質管理などの目的で広く行われています。 下記に、測定方式別の主なアプリケーション例を列記します。 濃淡電池...
現在市販されている酸素濃度計の測定方法を分類すると下記のようになります。 ジルコニア式: 濃淡電池式 (弊社製品形名:ZR22G/ZR402G, ZR202G, ZS8D/ZS8C, OX400) 限界電流式 (弊社製品形名...
空気比とは、燃料を完全に燃焼させるために理論的に必要な空気量(理論空気量)と実際に燃焼用として送り込まれた空気量との比をいいます。 空気比mは、次式によって算出されます...
酸素濃度計の中で、「CEマーク」を付している製品は下記のとおりです。 ZR402G 分離型ジルコニア式酸素濃度計 変換器 ZR202G 一体型ジルコニア式酸素濃度計 AV550G ジルコニア式酸素濃度...
プラントの運転休止時にジルコニア式酸素濃度計の運転も停止させてしまうと、検出器の接ガス部で結露が生じ、ダスト等を付着させることがあります。この状態で運転を再開すると、...
ジルコニア式酸素濃度計では、酸素濃度値が明確で常に一定しているガスを比較ガスにします。通常は、比較ガスとして空気が用いられます。 乾燥空気の酸素濃度は20.95%の一定値ですが...
測定時のジルコニア式酸素濃度計のセンサ(ジルコニア素子)は、700~750℃に加熱されています。 一酸化炭素、水素およびメタンなどの可燃性ガスが存在していると、これらのガスは検...
定期的に運転、休止を繰り返すようなアプリケーションで使用する場合は、ジルコニア式酸素濃度計には電源を連続して供給してください。センサ周りに不要な温度変化がかかるのを避...
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