Häufig gestellte Fragen
Wie funktioniert ein Sauerstoffsensor ? Was genau ist Referenzluft ?
Die Funktionsweise eines Sauerstoffsensors besteht darin, zwei Sauerstoffpartialdrücke in zwei separaten gasförmigen Medien zu vergleichen. Das als Bestandteil der Messzelle vorhandene Zirconiumoxid (ZrO2) weist Defekte im Kristallgitter auf, was bedeutet, dass ein Teil der Stellen, die von Sauerstoffionen belegt sein könnten, leer sind. Damit ein Vergleich dieser Partialdrücke möglich ist, muss der Sauerstoffsensor mit einem Gas gefüllt werden, dessen Sauerstoffgehalt bekannt ist (Umgebungsluft: % O2 = 20,9 %), was mit Referenzluft bezeichnet wird.
Die Eigenschaft dieser Keramik besteht darin, die Verschiebung dieser Sauerstoffionen bei Temperaturen über 600 °C zu ermöglichen. Das Messelement wird somit leitfähig. Die so erzeugte Spannung entspricht dem Verhältnis zwischen der relativen Differenz der Sauerstoffkonzentration und der Temperatur der Behandlungsatmosphäre.
Nach Messung der Spannung (die zwischen 0 und 1200 mV variiert), kann die Sauerstoffkonzentration mithilfe der Nernst-Gleichung berechnet werden, um einen % O2 zu erhalten, oder falls der CO-Gehalt bekannt ist (entweder durch Analyse oder durch theoretische Berechnung). Nun kann der Kohlenstoffpegel (% C) der Atmosphäre der Wärmebehandlung bestimmt werden.
Was ist Spülluft (oder Reinigungsluft) und warum sind nicht alle Sensoren damit ausgestattet ?
Die Spülluft (oder Reinigungsluft) wird mit unseren Sensoren zur Messung des % C (CarboProbe ZI Pro, ZS Pro, ST und ST-E) verwendet und dient ausschließlich der Reinigung des Messelements aus ZrO2 mit einem Frischluftstrom.
Bei der Wärmebehandlung könnte das Messelement durch Rußablagerungen bestehend aus Kohlenstoff (aufgrund der kohlenstoffhaltigen Atmosphäre, in der diese Sensoren eingesetzt werden) verstopft werden. Durch die Zufuhr von Frischluft kann der Ruß „verbrannt“ und das Messelement von den Ablagerungen befreit werden. Sollte diese Reinigung nicht regelmäßig durchgeführt werden, sind die Messungen des Sensors fehlerhaft.
Achtung: Das unkontrollierte Verbrennen von Ruß führt zu einem starken Temperaturanstieg, der das Messelement beschädigen kann (weitere Informationen siehe Bedienungsanleitung des Sensors).
Die Spülluft (oder Reinigungsluft) steht für die Modelle CarboProbe CP, DS, LT und HT nicht zur Verfügung. Diese Modelle dürfen nicht in brennbaren Atmosphären (mit Kohlenstoff) eingesetzt werden. Somit können mit dem Reinigungsverfahren keine Rußablagerungen verbrannt werden. Die Reinigungsluft kann ausschließlich zur Reinigung von Kohlenstoffablagerungen verwendet werden.
Welcher Unterschied besteht zwischen der Messung des % C (Kohlenstoffpegel) und des % O2 (Sauerstoffanteil) ?
Es besteht kein Unterschied bei der Messung durch den Sensor selbst!
Alle Sensoren erzeugen ungeachtet des Kohlenstoff- oder Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre die gleiche Anzahl von Millivolt (mV). Mit der Berechnung infolge der Messung kann der % C im Bereich der Wärmebehandlung oder der % O2 in anderen Bereichen bestimmt werden.
Es ist zu beachten, dass die für die Sauerstoffmessung (% O2) vorgesehenen Sensoren über Elektroden verfügen, die brennbaren Atmosphären (mit Kohlenstoff) nicht standhalten. Aus diesem Grund können diese Sensoren nicht im Bereich der Wärmebehandlung eingesetzt werden.
Das Gegenteil ist nicht der Fall, ein Sensor für die Wärmebehandlung (% C) kann zur Messung von Sauerstoff verwendet werden, allerdings nur bis zu einer Temperatur vom höchstens 1100 °C, bei höheren Temperaturen schmilzt die Metallelektrode
Warum werden bestimmte Sensoren mit einem Thermoelement zur Messung der Temperatur verkauft?
Zur Berechnung des % O2 oder des % C mithilfe einer Gleichung muss die Temperatur bekannt sein, bei der die Messung durchgeführt wird. Diese Temperatur kann durch ein Thermoelement innerhalb der Sonde oder an einer anderen Stelle auf dem Ofen erzeugt werden.
Achtung: Wenn die Temperatur im Ofen nicht gleichmäßig ist, so muss sie zur Vermeidung von Fehlern bei der Berechnung des % C oder % O2 so nah wie möglich am Sauerstoffsensor gemessen werden.
Für eine genaue Messung sollte der Sensor deshalb ein Thermoelement enthalten.
Entdecken Sie unsere %O2- und %C-Sonden
Warum verwendet Econox zwei verschiedene Zirconiumoxid-Systeme (ZrO2) für die Sauerstoffsensoren?
Schon in der Vergangenheit hat Econox immer eine Kugel aus Zirconiumoxid zur Messung des % C in der Atmosphäre der Wärmebehandlung eingesetzt. Erst viele Jahre später wurde ein neues System eingeführt.
Es scheint, dass die Verwendung von ZrO2-Zellen in bestimmten Fällen zu einer etwas längeren Lebensdauer führt.
Die Stärke von Econox besteht also darin, Ihnen 2 Systeme anbieten zu können, falls eines nicht die gewünschten Ergebnisse liefert.
Welche Standardlängen besitzen die Econox-Sensoren?
Die Sensoren für die Wärmebehandlung verfügen über externe Metallröhrchen. Deren Länge beträgt aus Gründen der Lagerung und Herstellung 350 bis 1300 mm.
Auch wenn die Länge der Sensoren zur Messung des Sauerstoffgehalts normalerweise festgelegt ist, können wir diese anpassen, indem wir die Keramik auf die gewünschte Länge zuschneiden. Somit kann ein Sensor mit der vom Kunden gewünschten präzisen Länge geliefert werden.
Warum funktionieren die Econox-Sensoren erst bei Temperaturen ab 600 °C?
Diese Einschränkung ist physikalisch und chemisch begründet, da die Messzelle aus Zirconiumoxid (ZrO2) erst ab 600 °C reagiert. Dies gilt für alle auf dem Markt erhältlichen Sensoren, die eine Zirconiumoxid-Zelle enthalten.
Welche Lebensdauer hat ein Sauerstoffsensor?
Das Messelement aus ZrO2 der Sauerstoffsensoren hat eine zeitlich begrenzte Lebensdauer. Die Oberflächenbeschichtung verändert sich entsprechend den in der Behandlungsatmosphäre suspendierten Verunreinigungen. Aus diesem Grund muss der Anwender das Messelement austauschen, sobald die Messung nicht mehr seinen Erwartungen entspricht.
Die Lebensdauer eines Sensors beträgt je nach Verwendung und Atmosphäre, in der er eingesetzt wird, ca. 6 bis 24 Monate.
Worin bestehen die Vorteile einer Zusammenarbeit mit Econox?
Wir sind ein kleiner Familienbetrieb, für den die Qualität und der Kunde im Mittelpunkt stehen. Wir sind keinem großen Konzern angeschlossen, weshalb wir flexibel bei der Lösung Ihrer Probleme, sowie hinsichtlich der Lieferfristen, des Kundendienstes oder bei Sonderanfragen unserer Kunden sind.