堆肥類(lèi)氧傳感器
堆肥氧濃度傳感器（OMS-M系列）主要用于測(cè)定堆肥物料中的氧氣含量，其核心部件是美國(guó)Honeywell雙氧化鋯傳感器，氧化鋯傳感器具有耐高溫的特性，其原理是以二氧化鋯（ZrO2）為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)氧氣傳感器，它以?xún)蓧K二氧化鋯板形成的一個(gè)密閉腔的動(dòng)態(tài)過(guò)程作為測(cè)量基礎(chǔ)。主要用于堆肥坑，堆肥窖以及堆肥實(shí)驗(yàn)器中氧含量的自動(dòng)控制與監(jiān)測(cè)。外部使用不銹鋼防護(hù)裝置對(duì)氧傳感器探頭進(jìn)行保護(hù)，防護(hù)裝置頭部有進(jìn)氣孔，即保證堆肥物料中的氣體可以順暢擴(kuò)散到探頭附近進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量，清洗方便，又防止堆肥物料中的顆粒物質(zhì)堵塞探頭頂部的分子隔離柵導(dǎo)致敏感器件損壞。相比其它類(lèi)型的氧量傳感器，具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：
1) 工作過(guò)程中無(wú)需參比氣，特別適合使用在堆肥有氧發(fā)酵的自動(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。被測(cè)混合氣體溫度上限可達(dá)250℃。
2) 具有故障監(jiān)測(cè)功能， 無(wú)需使用額外的氧氣傳感器來(lái)保證可靠性。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(xiàn)路和傳感器的故障。測(cè)試數(shù)據(jù)的分析與處理通過(guò)一個(gè)由用戶(hù)后置的設(shè)備來(lái)完成，該設(shè)備取決于用戶(hù)的技術(shù)說(shuō)明。（如：堆肥氧量控制，顯示，測(cè)量?jī)x表，可編程邏輯控制器PLC，通風(fēng)系統(tǒng)等）
3) 不需要專(zhuān)門(mén)人員和標(biāo)準(zhǔn)氣體，在大氣條件下即可自動(dòng)完成校準(zhǔn)。
4) 測(cè)量過(guò)程無(wú)需化學(xué)介質(zhì)，使用壽命長(zhǎng)于電化學(xué)傳感器。
5) 本質(zhì)上測(cè)量的是堆肥物料中混合氣體的氧氣分壓，但通過(guò)校準(zhǔn)，可以輕松的將輸出轉(zhuǎn)換為氧氣的體積濃度。
傳感器采用24V直流供電，可提供線(xiàn)性的0～10V（或4～20mA）和RS485數(shù)字信號(hào)輸出,帶有3位數(shù)碼管顯示和校準(zhǔn)鍵。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍0.1～25 vol%O2 ，并可提供0.1～100 vol%O2 中的任意量程產(chǎn)品。
1. 性能參數(shù)
1.1. 極限參數(shù)
| 特性 | 范圍 |
| 工作電壓 | 24V DC ±5％ |
| 工作電流 | 450mA |
| 輸出電壓信號(hào) | 0～10V（阻抗1000Ω） |
| 輸出電流信號(hào) | 4～20mA（負(fù)載550Ω） |
| 輸出RS485信號(hào) | 9600波特率，8數(shù)據(jù)位，無(wú)校驗(yàn)，1停止位 |
| 環(huán)境溫度 | -10～＋50℃（請(qǐng)注意避免太陽(yáng)輻射） |
| 容許氣體溫度 | -100～＋250℃ |
| 氣體流量 | 0～10m/s |
| 外殼重量 | 600克（不包括桿狀探頭） |
| 殼體封裝防護(hù)等級(jí) | IP 65 |
1.2. 特性參數(shù)
| 特性 | 最小值 | 典型值 | 值 | 單位 |
| 上電預(yù)熱時(shí)間（典型值輸出） | | 30 | | s |
| 上電預(yù)熱時(shí)間（穩(wěn)定輸出） | 5 | 10 | | min |
| 測(cè)量范圍（氧分壓） | 1 | 250 | 1000 | mbar |
| 測(cè)量范圍（體積百分比濃度） | 0.1 | 25 | 100 | vol%O2 |
| 分辨率 | | | 12 | bit |
| 精度（FS） | | | 2 | % |
| 重復(fù)精度（FS） | | | 1 | % |
| 反應(yīng)時(shí)間 | | | ≤15 | s |
2. 工作原理
系統(tǒng)原理方框見(jiàn)下圖。24V直流電源輸入后，一路用于產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)部的工作電壓，一路用于氧探頭的加熱。
經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的上電預(yù)熱，氧探頭中的二氧化鋯，在達(dá)到700℃的工作溫度后，由絕緣體成為氧離子導(dǎo)體。動(dòng)態(tài)氧傳感器的雙鋯盤(pán)結(jié)構(gòu)，使氧探頭、信號(hào)放大器、邏輯監(jiān)測(cè)模塊和離子泵形成穩(wěn)定的負(fù)反饋回路。當(dāng)溫度穩(wěn)定時(shí)，負(fù)反饋的脈沖輸出信號(hào)的周期時(shí)間，與氧量成線(xiàn)性正比。
單片機(jī)采集脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算和修正，輸出0～10V模擬電壓信號(hào)和4～20mA模擬電流信號(hào)。
脈沖信號(hào)的輸出端，同時(shí)作為故障報(bào)警信號(hào)的輸出端，以及校準(zhǔn)信號(hào)的輸入端。
外部輸入TEST測(cè)試信號(hào)，控制測(cè)試模塊改變離子泵回路電流，從而模擬了氧量的改變，用以測(cè)試系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否反應(yīng)良好。
RS485總線(xiàn)通訊模塊，除了完成氧量傳輸外，也可以軟件命令的方式替代完成測(cè)試、自動(dòng)校準(zhǔn)和故障報(bào)警等硬件功能，極大的簡(jiǎn)化了后端設(shè)備的使用。
