霍尼韦尔氧传感器 堆肥氧浓度传感器

we make perfect
sense.
北京中电嘉泰科技有限公司 beijing cegt science&technology co.,ltd
地址：北京市海淀区紫竹院路 31 号华澳中心 1 号楼 6c 邮编：100089
电话：010-88514207/08 传真：010-88514209
honeywell
technical data sheet
mf010-o-lc
(中文版技术资料)
1． 产品特性
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?? mf010－o－lc 氧气测量系统，用于测定混合气体（Zui大温
度 250℃）中的氧气含量，特别适合使用在工业燃烧炉的自动
化控制中和对于不易接近或封闭的系统（风道，容器等）中的
氧气含量的测量。24v 直流供电，标准测量范围 0.1－25vol%
或 0.1－100vol%.
?? 可以同时监测使用过程中自身的工作状态，报告电气线路和传
感器的故障。该系统不用丏门人员或者大气中的参照气体即可
自动完成校准，所以具有故障保护功能。 无需使用另外的氧
气传感器！
?? 测量值由一个模拟信道和一个数字信道输出，后者同时传递故
障报警信号。测试数据的分析与处理通过一个由用户后置的设
备来完成，该设备取决于用户的技术说明。（如：燃料控制，
显示。测量仪表，可编程逻辑控制器 plc，通风系统等）
?? 氧气测量系统的核心部件，是一个以二氧化锆为基础的动态氧
气传感器(zro2)。它以两块二氧化锆板形成一个密闭空腔的
动态过程为测量基础，在整个测量范围中是线性的。因为氧气
测量时无需化学介质，所以动态氧气传感器的使用寿命长于电
化学传感器。
?? 氧气测量系统测定氧气分压，因为它直接测量混合气体中的氧
气浓度。因此，它测定的是氧气含量的值，而不像lambda
测试仪测定的是氧气含量的相对值。
2． 氧气测量系统的设计
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氧气传感器部分通过一个不锈钢保护盘座熔接安装在杆状探头的一
端。这个杆状探头也是由一根直径 12mm 长度 220 或 400mm 的
不锈钢制成。内装全部电子元件的塑料防水封装外壳和杆状探头通过
机械方式连接在一起。
传感器电器部分包括：
a． 一个信号放大器
b． 控制离子泵的模拟电路部分
c． 测试电路部分
d． 逻辑器件内部监测电路
e． 给逻辑，模拟和加热器件供电的电源部分
f． 双向数字输出（k2 或 pin6）
g． 4－20ma 或 0－10v 的模拟输出（k1 或 pin5）
3． 技术规格
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电气性能
电源
7 插脚连接
环形连接器
ip67
供电电压
24v dc ±5％
供电电流
500ma
连接器插脚
pin 1
24v dc ±5％
pin 2
0 v
pin 3
未用
pin 4
输入测试
pin 5
模拟输出；信道 k1
线性 0－10 v（阻抗 1000ω）
4－20ma（Zui大负载 550ω）
pin 6
数字输出；信道 k2
脉冲和故障报警信号
pin 7
接地
环境温度
－10℃至＋50℃
请注意避免太阳辐射！
输出信号
0－20ma
或 0－10 v
分辨率
12 比特
封装外壳
聚碳酸酯
灰白
封装防护等级
ip 65
外壳重量
150 克
不包括杆状探头
外壳体积
长 105×宽 60×高 42 mm
杆状探头
长度
220mm
直径
12 mm
材料
不锈钢 1.4301
传感器
预热时间
10 分钟
测量范围
0.1－25%氧气体积（百分比）
（氧分压）
或 0.1－100％
精度
±2%
重复精度
±1％
灵敏度
1.05ms/mbar
容许气体温度
－100 至＋250℃
气体流量
0 至 10m/s
反应时间
3 s
传感器防护等级
ip 40
4． mf010－o－lc 的连接方法
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氧气测量系统须用七插脚连接器及七芯现场电缆线连接下
游单元，电缆线（包括前后端连接导线）Zui大阻值 100ω 。
电源供电设计，Zui大电流 950ma（氧气测量系统未加热状态）
对于常规使用，氧气测量系统通过 pin1，pin2 和 pin7（图 2）
连接供电电源。测量值通过 pin5（4－20ma 或 0－10v）输
出到测量仪器仪表，显示或 plc 等设备上。
使用故障保护功能，pin4（测试信道）和 pin6（数字输出）
也须连接，进一步的处理和分析须按照客户下游设备的使用
说明。
图 2：mf010－o－lc 的连接
5． 故障监测功能
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如果需要，氧气检测系统可以实现故障监测功能
氧气测量系统是如何侦测故障的？
氧气测量系统通过两个不同的信道输出测量信号：
?? 在 k1 信道中测量值作为一个有效的模拟信号输出。
?? 在双向的信道 k2 中，测量值作为一个调制脉宽的交变数字
脉冲信号输出（低/高相位 0/5v）。低相位的长度是氧浓度的
量度。
当信道 k1 中测量值的模拟信号与信道 k2 中的测量值的数字信
号相符合（Zui大误差<4％）时，氧气测量系统正在无故障工作。
另外信道 k2 中低相位持续 0.09-0.71 秒，这个值对应氧浓度值
0.1 或 25vol%(在不同的测量范围，该值相应改变)
如果交变信号（高＋低）超出了 0.2-4 秒的时间窗(例如：10％的
故障误差)或持续的 5v 故障信号，这时测量值超出了测量范围。
如果输出总保持 0v 则是硬件故障。
因为这种测量方式是动态的，氧气测量系统的整体性能可以在任
何时间监测包括使用当中；这是一种理想的循环监测方式（图
3），为此，在检测信道 pin4 输入 24v 电压，相应传感器电流将
有 20％的降低。一个比实际值低的氧含量值在测量系统中仿真
出来，在信道 k1 中检测氧气测量系统是否正确的计算了这个虚
拟的氧含量值。
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在这个连接中，有一个 4％的范围是允许的，例如：测量值须在
自检过程中上一个测量值×0.76 和上一个测量值×0.84 之间。
图 3：外部测试信号是为了监测氧气测量系统工作时的性能。
k1=channel 1 u(m); k2=channel 2 f(m); t(ti)=外部监测信号的时
间间隔。间隔时间的长短取决于应用；u（mt）＝外部监测时 k1
的测量信号。
随着这个测试设计，第一次可能不但侦测了硬件的故障，也侦测了传
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感器自身，例如：氧化锆封闭室。
使用者的外部监控单元
用户处理下游的外部设备须能够对测量信号进行测定，并处理和监控
这个动态的自检。
对于一个故障信息的反应应该符合用户的规范要求，并且该反应应该
由客户使用的外部监控单元管理。
出于这个原因，这类设备应达到必要的要求：
?? 这个单元须是故障保护设备，例如，以下描述的处理必须无误的
执行，输入信号必须无误的读入，输出信号无误的输出。
?? 在应用允许的故障误差时间内，信道 k1，k2 中的测量值应
性的进行比较。
?? 信道 k2 中的输出信号的时间的真实情况须持续的检测，出于这
个考虑静态信号将被认为是内部错误。
?? 在周期的间隔时一个自检将被启动，并且这个对于测量信号的自
检结果须做测定和分析。两个循环自检的间隔周期时间不能超过
一个特定的值。
?? 当一个故障信号输出时，这个处理须转换到一个稳定状态。
何时确保是氧气测量系统的无故障操作？
在操作的全过程中，氧气测量系统监控自身的整个系统，另外，在只
需一只氧传感器的情况下，下列情况时确保是无故障操作：
?? 输出的模拟信号和数字信号互相符合。
?? 信道 k2 中的测量信号应在规定的时间窗口内，并且不是静态的。
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?? 自检要正确的周期性的循环执行。
氧气测量系统正常状态
测量信道 k1
测量信道 k2
k1 信号与 k2
信号误差
正常操作
线性（4－20ma
或 0－10v）
数字，（高＋低）
相
位
长
度
相
位
长
度
（0.2-4s）
Zui大差值 4％
外部 test（闭
合，＋24v）
测
量
值
衰
测
量
值
衰
减>20%
测
量
值
衰
测
量
值
衰
减>20%
Zui大差值 4％
氧气测量系统故障状态
测量信道 k1
测量信道 k2
k1 信号与 k2
信号误差
正常操作
无脉冲或（高＋
低）相位长度
（<0.2 或>4s）
Zui大差值>4％
外部 test（闭
合，＋24v）
测 量 值 衰 减
<20%
测 量 值 衰 减
<20%
Zui大差值>4％
表格 1：氧气测量系统的错误信息；测量范围 0.1-25 vol%
6． 测量系统的校准
人工校准
使用在外壳内的分压器执行人工校准。含氧量大概 20.7vol%的一个
完全通风的室内环境空气作为基准的气体。这个氧气的含量须在信道
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k1 中输出 17.25ma 的电流信号，或 8.28v 的电压信号。
电校准
mf010－o－lc 在大气环境下（20.7vol%氧气±10％）进行自身校
准。为此，须提供给传感器大气环境的空气至少 30 秒，例如在燃烧
器的供氧过程中。如果通过人工或者下游设备的方式将开关 s（图 2，
pin6 或信道 k2）闭合 10 秒，这个传感器将进行自校准。如果新测
量到的氧含量值在 10％的误差范围内，信道 k2 继续输出一个交变的
输出信号。（如果这个测量值在允许的误差范围之外，信道 k2 将输
出一个 5v 的错误信号，如果一个硬件故障发生，信道 k2 会输出一
个 0v 的错误信号。）成功完成校准后，测量传感器会在信道 k1 上准
确的输出信号；20.7vol%氧含量对应到 8.28v 或 17.25ma(25vol%氧
含量对应到 10v 或 20ma)。如果一个电压中断出现，则新的校准值
仍会被保存。
图 4：信道 k2 输出图
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7． 有害物质损坏氧气传感器
因为氧气传感器含二氧化锆和铂金属，以下介质会对该传感器造成损
坏：
?? 重金属
?? 硫化物
?? 硅酮蒸汽
?? 氟
?? 氨（从 1000ppm 起）
?? 卤素碳氢化合物（从 100ppm 起）
?? 磷酸盐脂
?? 氯
?? 六氟化硫
?? 碳
?? 盐
?? 长时间在还原性空气中
灰尘、震动、污垢、潮湿、油、油脂、锅炉清洗剂、重燃料油、高温
分解气体和氧化硅（产生于硅酮在锅炉燃烧时）降低氧气传感器的使
用寿命。
不保证所列清单的完整性。

本产品的加工定制是是，品牌是Honeywell/霍尼韦尔，型号是堆肥氧浓度传感器，种类是气体，材料是金属，材料物理性质是绝缘体，材料晶体结构是多晶，制作工艺是集成，输出信号是数字型