德国METROTEC氧气测量仪技术交流

德国METROTEC氧气测量仪技术交流

一、品牌与产品概述

德国METROTEC GmbH是一家专注于气体中氧气检测与控制的公司，成立于1989年10月，总部位于德国Kirchheim/Teck。公司通过DIN EN ISO 9001:2015质量管理体系认证，产品符合欧盟EMC（2014/30/EU）、低电压（2014/35/EU）及RoHS（2011/65/EU）指令要求。

METROTEC的测量技术基于氧化锆（ZrO₂）固体电解质原理。相关客户包括汽车制造、金属加工、半导体等行业的公司。

产品类型：

在线式（Inline）氧气传感器

抽取式（Extractive）氧气传感器

便携式氧气分析仪

壁挂式或盘装式氧气分析仪

传感器供电与控制模块

模拟量或数字量输出的变送器

带金属保护套管的高温传感器

带陶瓷保护套管的高温传感器

二、主要型号

GSM-touch —— 配备触摸屏操作的便携式测量仪

GSM-basic-touch —— 带触摸屏的通用型便携式测量仪

GSM-V6 —— 配备LCD矩阵显示屏的多功能便携式氧分析仪

GSM —— 可组合安装的氧气测量仪

U15-Digital —— 导轨安装式氧气测量与调节模块

U16-Digital —— 带5点校准功能的导轨安装式测量模块

Z19 —— 导轨安装或壁挂式供电模块

Z15 —— 专用于A15/A15-N传感器的供电模块

A19系列 —— 基础型氧化锆氧传感器（含A19-N、A19-P、A19-S等型号）

CMM/CSM系列 —— 直插式高温氧探头（金属/陶瓷保护套管）

三、产品介绍

1. GSM-touch 便携式氧气测量仪

工作原理：基于加热型氧化锆传感器，通过能斯特（Nernst）原理测量氧分压。设备集成测量气体泵和触摸显示屏，所有参数可根据应用进行设置。

技术参数：配备H₂含量读取接口，用于还原性气氛中残余氧含量的计算；可显示多种金属的氧化还原功能。

2. GSM-basic-touch 便携式氧气测量仪

工作原理：与GSM-touch相似，基于加热型氧化锆传感器和能斯特原理，集成测量气体泵和触摸显示屏。

3. GSM-V6 便携式氧气分析仪

工作原理：基于稳定氧化锆（ZrO₂）的固态电解质传感器进行测量。传感器在高温下工作，通过测量氧气分压差产生的电动势（EMF），依据能斯特公式计算氧气浓度。

技术参数：测量范围可达10⁻³³ bar O₂；采用液晶显示器（64x128点），可数字显示氧气浓度（单位%、ppm、bar）、时间趋势、λ值（0.5到10）以及计算的露点（-90到+90℃）；提供1路模拟输出（0/4-20mA）和2个无电位继电器；尺寸约160×260×260 mm，重量约4 kg。

4. GSM 组合式氧气测量仪

工作原理：基于氧化锆传感器信号处理，集成液晶矩阵显示屏，可可视化来自氧气传感器的信号。

功能：集成控制器和可单独调节的限值，可控制氧化过程条件。

5. U15-Digital 氧气测量与调节模块

工作原理：基于能斯特原理，将传感器原始信号转换为残余氧含量。设计用于导轨安装。

技术参数：根据配置不同，提供1或2个可自由配置的0/4-20mA输出以及2个报警继电器输出，通过蓝牙接口和Metrotec APP进行配置。

6. U16-Digital 氧气测量与调节模块

工作原理：基于能斯特原理，通过5点校准在整个测量范围内提高测量准确性。设计用于导轨安装。

技术参数：配置2个可自由配置的0/4-20mA输出以及2个报警继电器输出，配置方式同U15-Digital。

7. Z19 供电模块

工作原理：为氧气传感器供电并将原始信号转换为残余氧含量。可导轨安装或壁挂安装。

技术参数：提供1个可自由配置的0/4-20mA输出以及1个报警继电器输出，通过蓝牙接口和APP进行配置。

8. Z15 供电模块

工作原理：专为A15或A15-N系列氧气传感器设计的供电模块。通过连接线缆实现加热和信号传输，配有两个接口，第二个接口用于连接后续处理电子设备。设计为壁挂安装。

9. A19系列 基础型氧传感器

工作原理：氧化锆固态电解质在高温下（通常由内置加热器加热至650℃）成为氧离子导体。传感器两侧存在氧浓度差时，产生与浓度差成比例的电势（能斯特电压），通过测量该电势计算氧含量。

技术参数：测量范围覆盖0.1ppm至100%氧浓度；响应时间（T90）＜2秒（典型值）；预热时间约5分钟；使用铂金电极；镀铬不锈钢壳体，IP65防护等级。

10. CMM/CSM系列 直插式氧探头

工作原理：设计用于直接插入炉墙。核心测量元件是氧化锆陶瓷管，内外表面涂覆铂电极。当内侧通入参比空气（氧含量20.95%），外侧接触工艺气氛时，氧离子通过电解质迁移，在两电极间产生电动势。通过测量该电压并结合温度（内置热电偶测得），计算氧含量。

技术参数：氧含量测量范围0.1ppm至100% O₂；探头耐受温度可达1400°C（根据具体型号）；参比气为洁净压缩空气，流量建议约30-50升/小时。

四、优势特点

宽测量范围：设备可以覆盖从百分比浓度到ppm及ppb级别的痕量测量，可在数秒内完成测量，且对传感器无不利影响。

模块化设计：传感器与供电/变送模块分离，提高了系统配置的灵活性，便于维护和更换。

多种安装方式适用：可适应直接插入式（如CMM/CSM系列用于高温炉内安装）或抽取式（如A15-N、A19系列用于气体采样）的不同工况需求。

便携设备集成度高：GSM系列便携式测量仪集成测量气体泵和显示屏，无需额外配置即可独立使用。

五、主要应用领域

热处理与工业炉：用于可控气氛炉（如渗碳、渗氮、钎焊）、气垫炉、烧结炉及退火炉中的氧势或残氧监测。

燃烧优化与环保监测：用于锅炉、焚烧炉、玻璃熔窑等燃烧过程，监测烟气或助燃空气中的氧含量，为燃烧效率优化和排放控制提供数据。

惰性气体保护：监测手套箱、焊接保护气或其他惰性气氛中的残余氧含量，保障工艺安全。

半导体与电子制造：用于工艺气体和保护气体的痕量氧分析。

实验室分析：用于材料研究、化学反应过程或气体纯度分析中的氧气测定。