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honeywell
technical data sheet
mf010-o-lc
(中文版技術(shù)資料)
1． 產(chǎn)品特性
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?? mf010－o－lc 氧氣測(cè)量系統(tǒng)，用于測(cè)定混合氣體（Zui大溫
度 250℃）中的氧氣含量，特別適合使用在工業(yè)燃燒爐的自動(dòng)
化控制中和對(duì)于不易接近或封閉的系統(tǒng)（風(fēng)道，容器等）中的
氧氣含量的測(cè)量。24v 直流供電，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍 0.1－25vol%
或 0.1－100vol%.
?? 可以同時(shí)監(jiān)測(cè)使用過(guò)程中自身的工作狀態(tài)，報(bào)告電氣線路和傳
感器的故障。該系統(tǒng)不用丏門(mén)人員或者大氣中的參照氣體即可
自動(dòng)完成校準(zhǔn)，所以具有故障保護(hù)功能。 無(wú)需使用另外的氧
氣傳感器！
?? 測(cè)量值由一個(gè)模擬信道和一個(gè)數(shù)字信道輸出，后者同時(shí)傳遞故
障報(bào)警信號(hào)。測(cè)試數(shù)據(jù)的分析與處理通過(guò)一個(gè)由用戶后置的設(shè)
備來(lái)完成，該設(shè)備取決于用戶的技術(shù)說(shuō)明。（如：燃料控制，
顯示。測(cè)量?jī)x表，可編程邏輯控制器 plc，通風(fēng)系統(tǒng)等）
?? 氧氣測(cè)量系統(tǒng)的核心部件，是一個(gè)以二氧化鋯為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)氧
氣傳感器(zro2)。它以兩塊二氧化鋯板形成一個(gè)密閉空腔的
動(dòng)態(tài)過(guò)程為測(cè)量基礎(chǔ)，在整個(gè)測(cè)量范圍中是線性的。因?yàn)檠鯕?br>測(cè)量時(shí)無(wú)需化學(xué)介質(zhì)，所以動(dòng)態(tài)氧氣傳感器的使用壽命長(zhǎng)于電
化學(xué)傳感器。
?? 氧氣測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定氧氣分壓，因?yàn)樗苯訙y(cè)量混合氣體中的氧
氣濃度。因此，它測(cè)定的是氧氣含量的值，而不像lambda
測(cè)試儀測(cè)定的是氧氣含量的相對(duì)值。
2． 氧氣測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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氧氣傳感器部分通過(guò)一個(gè)不銹鋼保護(hù)盤(pán)座熔接安裝在桿狀探頭的一
端。這個(gè)桿狀探頭也是由一根直徑 12mm 長(zhǎng)度 220 或 400mm 的
不銹鋼制成。內(nèi)裝全部電子元件的塑料防水封裝外殼和桿狀探頭通過(guò)
機(jī)械方式連接在一起。
傳感器電器部分包括：
a． 一個(gè)信號(hào)放大器
b． 控制離子泵的模擬電路部分
c． 測(cè)試電路部分
d． 邏輯器件內(nèi)部監(jiān)測(cè)電路
e． 給邏輯，模擬和加熱器件供電的電源部分
f． 雙向數(shù)字輸出（k2 或 pin6）
g． 4－20ma 或 0－10v 的模擬輸出（k1 或 pin5）
3． 技術(shù)規(guī)格
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電氣性能
電源
7 插腳連接
環(huán)形連接器
ip67
供電電壓
24v dc ±5％
供電電流
500ma
連接器插腳
pin 1
24v dc ±5％
pin 2
0 v
pin 3
未用
pin 4
輸入測(cè)試
pin 5
模擬輸出；信道 k1
線性 0－10 v（阻抗 1000ω）
4－20ma（Zui大負(fù)載 550ω）
pin 6
數(shù)字輸出；信道 k2
脈沖和故障報(bào)警信號(hào)
pin 7
接地
環(huán)境溫度
－10℃至＋50℃
請(qǐng)注意避免太陽(yáng)輻射！
輸出信號(hào)
0－20ma
或 0－10 v
分辨率
12 比特
封裝外殼
聚碳酸酯
灰白
封裝防護(hù)等級(jí)
ip 65
外殼重量
150 克
不包括桿狀探頭
外殼體積
長(zhǎng) 105×寬 60×高 42 mm
桿狀探頭
長(zhǎng)度
220mm
直徑
12 mm
材料
不銹鋼 1.4301
傳感器
預(yù)熱時(shí)間
10 分鐘
測(cè)量范圍
0.1－25%氧氣體積（百分比）
（氧分壓）
或 0.1－100％
精度
±2%
重復(fù)精度
±1％
靈敏度
1.05ms/mbar
容許氣體溫度
－100 至＋250℃
氣體流量
0 至 10m/s
反應(yīng)時(shí)間
3 s
傳感器防護(hù)等級(jí)
ip 40
4． mf010－o－lc 的連接方法
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氧氣測(cè)量系統(tǒng)須用七插腳連接器及七芯現(xiàn)場(chǎng)電纜線連接下
游單元，電纜線（包括前后端連接導(dǎo)線）Zui大阻值 100ω 。
電源供電設(shè)計(jì)，Zui大電流 950ma（氧氣測(cè)量系統(tǒng)未加熱狀態(tài)）
對(duì)于常規(guī)使用，氧氣測(cè)量系統(tǒng)通過(guò) pin1，pin2 和 pin7（圖 2）
連接供電電源。測(cè)量值通過(guò) pin5（4－20ma 或 0－10v）輸
出到測(cè)量?jī)x器儀表，顯示或 plc 等設(shè)備上。
使用故障保護(hù)功能，pin4（測(cè)試信道）和 pin6（數(shù)字輸出）
也須連接，進(jìn)一步的處理和分析須按照客戶下游設(shè)備的使用
說(shuō)明。
圖 2：mf010－o－lc 的連接
5． 故障監(jiān)測(cè)功能
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如果需要，氧氣檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)功能
氧氣測(cè)量系統(tǒng)是如何偵測(cè)故障的？
氧氣測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)兩個(gè)不同的信道輸出測(cè)量信號(hào)：
?? 在 k1 信道中測(cè)量值作為一個(gè)有效的模擬信號(hào)輸出。
?? 在雙向的信道 k2 中，測(cè)量值作為一個(gè)調(diào)制脈寬的交變數(shù)字
脈沖信號(hào)輸出（低/高相位 0/5v）。低相位的長(zhǎng)度是氧濃度的
量度。
當(dāng)信道 k1 中測(cè)量值的模擬信號(hào)與信道 k2 中的測(cè)量值的數(shù)字信
號(hào)相符合（Zui大誤差<4％）時(shí)，氧氣測(cè)量系統(tǒng)正在無(wú)故障工作。
另外信道 k2 中低相位持續(xù) 0.09-0.71 秒，這個(gè)值對(duì)應(yīng)氧濃度值
0.1 或 25vol%(在不同的測(cè)量范圍，該值相應(yīng)改變)
如果交變信號(hào)（高＋低）超出了 0.2-4 秒的時(shí)間窗(例如：10％的
故障誤差)或持續(xù)的 5v 故障信號(hào)，這時(shí)測(cè)量值超出了測(cè)量范圍。
如果輸出總保持 0v 則是硬件故障。
因?yàn)檫@種測(cè)量方式是動(dòng)態(tài)的，氧氣測(cè)量系統(tǒng)的整體性能可以在任
何時(shí)間監(jiān)測(cè)包括使用當(dāng)中；這是一種理想的循環(huán)監(jiān)測(cè)方式（圖
3），為此，在檢測(cè)信道 pin4 輸入 24v 電壓，相應(yīng)傳感器電流將
有 20％的降低。一個(gè)比實(shí)際值低的氧含量值在測(cè)量系統(tǒng)中仿真
出來(lái)，在信道 k1 中檢測(cè)氧氣測(cè)量系統(tǒng)是否正確的計(jì)算了這個(gè)虛
擬的氧含量值。
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在這個(gè)連接中，有一個(gè) 4％的范圍是允許的，例如：測(cè)量值須在
自檢過(guò)程中上一個(gè)測(cè)量值×0.76 和上一個(gè)測(cè)量值×0.84 之間。
圖 3：外部測(cè)試信號(hào)是為了監(jiān)測(cè)氧氣測(cè)量系統(tǒng)工作時(shí)的性能。
k1=channel 1 u(m); k2=channel 2 f(m); t(ti)=外部監(jiān)測(cè)信號(hào)的時(shí)
間間隔。間隔時(shí)間的長(zhǎng)短取決于應(yīng)用；u（mt）＝外部監(jiān)測(cè)時(shí) k1
的測(cè)量信號(hào)。
隨著這個(gè)測(cè)試設(shè)計(jì)，第一次可能不但偵測(cè)了硬件的故障，也偵測(cè)了傳
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感器自身，例如：氧化鋯封閉室。
使用者的外部監(jiān)控單元
用戶處理下游的外部設(shè)備須能夠?qū)y(cè)量信號(hào)進(jìn)行測(cè)定，并處理和監(jiān)控
這個(gè)動(dòng)態(tài)的自檢。
對(duì)于一個(gè)故障信息的反應(yīng)應(yīng)該符合用戶的規(guī)范要求，并且該反應(yīng)應(yīng)該
由客戶使用的外部監(jiān)控單元管理。
出于這個(gè)原因，這類設(shè)備應(yīng)達(dá)到必要的要求：
?? 這個(gè)單元須是故障保護(hù)設(shè)備，例如，以下描述的處理必須無(wú)誤的
執(zhí)行，輸入信號(hào)必須無(wú)誤的讀入，輸出信號(hào)無(wú)誤的輸出。
?? 在應(yīng)用允許的故障誤差時(shí)間內(nèi)，信道 k1，k2 中的測(cè)量值應(yīng)
性的進(jìn)行比較。
?? 信道 k2 中的輸出信號(hào)的時(shí)間的真實(shí)情況須持續(xù)的檢測(cè)，出于這
個(gè)考慮靜態(tài)信號(hào)將被認(rèn)為是內(nèi)部錯(cuò)誤。
?? 在周期的間隔時(shí)一個(gè)自檢將被啟動(dòng)，并且這個(gè)對(duì)于測(cè)量信號(hào)的自
檢結(jié)果須做測(cè)定和分析。兩個(gè)循環(huán)自檢的間隔周期時(shí)間不能超過(guò)
一個(gè)特定的值。
?? 當(dāng)一個(gè)故障信號(hào)輸出時(shí)，這個(gè)處理須轉(zhuǎn)換到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。
何時(shí)確保是氧氣測(cè)量系統(tǒng)的無(wú)故障操作？
在操作的全過(guò)程中，氧氣測(cè)量系統(tǒng)監(jiān)控自身的整個(gè)系統(tǒng)，另外，在只
需一只氧傳感器的情況下，下列情況時(shí)確保是無(wú)故障操作：
?? 輸出的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)互相符合。
?? 信道 k2 中的測(cè)量信號(hào)應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間窗口內(nèi)，并且不是靜態(tài)的。
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?? 自檢要正確的周期性的循環(huán)執(zhí)行。
氧氣測(cè)量系統(tǒng)正常狀態(tài)
測(cè)量信道 k1
測(cè)量信道 k2
k1 信號(hào)與 k2
信號(hào)誤差
正常操作
線性（4－20ma
或 0－10v）
數(shù)字，（高＋低）
相
位
長(zhǎng)
度
相
位
長(zhǎng)
度
（0.2-4s）
Zui大差值 4％
外部 test（閉
合，＋24v）
測(cè)
量
值
衰
測(cè)
量
值
衰
減>20%
測(cè)
量
值
衰
測(cè)
量
值
衰
減>20%
Zui大差值 4％
氧氣測(cè)量系統(tǒng)故障狀態(tài)
測(cè)量信道 k1
測(cè)量信道 k2
k1 信號(hào)與 k2
信號(hào)誤差
正常操作
無(wú)脈沖或（高＋
低）相位長(zhǎng)度
（<0.2 或>4s）
Zui大差值>4％
外部 test（閉
合，＋24v）
測(cè) 量 值 衰 減
<20%
測(cè) 量 值 衰 減
<20%
Zui大差值>4％
表格 1：氧氣測(cè)量系統(tǒng)的錯(cuò)誤信息；測(cè)量范圍 0.1-25 vol%
6． 測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)
人工校準(zhǔn)
使用在外殼內(nèi)的分壓器執(zhí)行人工校準(zhǔn)。含氧量大概 20.7vol%的一個(gè)
完全通風(fēng)的室內(nèi)環(huán)境空氣作為基準(zhǔn)的氣體。這個(gè)氧氣的含量須在信道
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k1 中輸出 17.25ma 的電流信號(hào)，或 8.28v 的電壓信號(hào)。
電校準(zhǔn)
mf010－o－lc 在大氣環(huán)境下（20.7vol%氧氣±10％）進(jìn)行自身校
準(zhǔn)。為此，須提供給傳感器大氣環(huán)境的空氣至少 30 秒，例如在燃燒
器的供氧過(guò)程中。如果通過(guò)人工或者下游設(shè)備的方式將開(kāi)關(guān) s（圖 2，
pin6 或信道 k2）閉合 10 秒，這個(gè)傳感器將進(jìn)行自校準(zhǔn)。如果新測(cè)
量到的氧含量值在 10％的誤差范圍內(nèi)，信道 k2 繼續(xù)輸出一個(gè)交變的
輸出信號(hào)。（如果這個(gè)測(cè)量值在允許的誤差范圍之外，信道 k2 將輸
出一個(gè) 5v 的錯(cuò)誤信號(hào)，如果一個(gè)硬件故障發(fā)生，信道 k2 會(huì)輸出一
個(gè) 0v 的錯(cuò)誤信號(hào)。）成功完成校準(zhǔn)后，測(cè)量傳感器會(huì)在信道 k1 上準(zhǔn)
確的輸出信號(hào)；20.7vol%氧含量對(duì)應(yīng)到 8.28v 或 17.25ma(25vol%氧
含量對(duì)應(yīng)到 10v 或 20ma)。如果一個(gè)電壓中斷出現(xiàn)，則新的校準(zhǔn)值
仍會(huì)被保存。
圖 4：信道 k2 輸出圖
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7． 有害物質(zhì)損壞氧氣傳感器
因?yàn)檠鯕鈧鞲衅骱趸喓豌K金屬，以下介質(zhì)會(huì)對(duì)該傳感器造成損
壞：
?? 重金屬
?? 硫化物
?? 硅酮蒸汽
?? 氟
?? 氨（從 1000ppm 起）
?? 鹵素碳?xì)浠衔铮◤?100ppm 起）
?? 磷酸鹽脂
?? 氯
?? 六氟化硫
?? 碳
?? 鹽
?? 長(zhǎng)時(shí)間在還原性空氣中
灰塵、震動(dòng)、污垢、潮濕、油、油脂、鍋爐清洗劑、重燃料油、高溫
分解氣體和氧化硅（產(chǎn)生于硅酮在鍋爐燃燒時(shí)）降低氧氣傳感器的使
用壽命。
不保證所列清單的完整性。

本產(chǎn)品的加工定制是是，品牌是Honeywell/霍尼韋爾，型號(hào)是堆肥氧濃度傳感器，種類是氣體，材料是金屬，材料物理性質(zhì)是絕緣體，材料晶體結(jié)構(gòu)是多晶，制作工藝是集成，輸出信號(hào)是數(shù)字型