DE212019000356U1 - Sauerstoffüberwachungssystem für einen Ofen - Google Patents

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Abstract

Sauerstoffüberwachungssystem (100) für einen Ofen, wobei das System umfasst:
eine Sauerstoffüberwachungssonde (102), die einen Sauerstoffsensor (104) zur Bereitstellung eines erfassten Sauerstoffsignals (106) umfasst; und
ein Lesegerät (108) mit einem Verstärker (110) mit hoher Eingangsimpedanz zum Empfangen des erfassten Sauerstoffsignals (106),
wobei der Verstärker (110) eine differentielle oder Gleichtakt-Eingangsimpedanz von mehr als 100 GΩ aufweist,

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Sauerstoffüberwachungssystem für einen Ofen.
  • HINTERGRUND
  • Die Bezugnahme auf einen Stand der Technik in dieser Beschreibung ist nicht als Anerkennung oder als irgendeine Form von Vorschlag zu verstehen, dass der Stand der Technik zum allgemeinen Wissen gehört.
  • Ein Sauerstoffüberwachungssystem wird zur Überwachung von Sauerstoff in einem Ofen oder einer Brennkammer verwendet. Das System umfasst eine Sauerstoffüberwachungssonde mit einem Sauerstoffsensor zur Bereitstellung eines erfassten Sauerstoffsignals. Ein Lesegerät empfängt und verarbeitet das erfasste Sauerstoffsignal, um die Sauerstoffkonzentration im Ofen zu bestimmen.
  • Die Bestimmung des Sauerstoffpartialdrucks ist sowohl von der Temperatur als auch vom Sauerstoffpartialdruck als Folge einer elektromotorischen Kraft (EMF) abhängig, die an einer Halbleitergrenze ein Ladungsgleichgewicht erzeugt. Die EMF wird durch die Nernst-Gleichung bestimmt, eine gut bekannte und gut verstandene chemische und elektrische Reaktion, die bei vielen verschiedenen Partialdrücken, einschließlich Sauerstoff, verwendet wird. Die Nernst-Gleichung kann verwendet werden, um Sauerstoffkonzentrationen verschiedener Atmosphären zu bestimmen.
  • Der Anmelder hat jedoch festgestellt, dass sich die Sensoren mit der Zeit verschlechtern und mit zunehmender Alterung und Temperatur höhere interne Quellenimpedanzen entwickeln, was zu Fehlern in den Sauerstoffmesswerten führt.
  • Die bevorzugte Ausführungsform bietet ein Sauerstoffüberwachungssystem, das resistenter gegen diese Fehler ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Sauerstoffüberwachungssystem für einen Ofen bereitgestellt, wobei das System umfasst:
    • eine Sauerstoffüberwachungssonde mit einem Sauerstoffsensor zum Bereitstellen eines erfassten Sauerstoffsignals; und
    • ein Lesegerät mit einem Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz zum Empfangen des erfassten Sauerstoffsignals.
  • Vorteilhafterweise bietet der Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz eine Signalisolierung oder -konditionierung, wodurch Fehlerunsicherheiten in den Sauerstoffmesswerten reduziert werden.
  • Der Verstärker kann eine differentielle oder Gleichtakt-Eingangsimpedanz von mehr als 100GΩ, 1012 kΩ, 1013 Ω, 1014 Ω oder 1015 Ω haben. Der Verstärker kann eine niedrige Eingangsreferenzimpedanz haben, beispielsweise weniger als 100kΩ. Der Verstärker kann einen Burr-BrownTM INA116 aufweisen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Lesegerät eines Sauerstoffüberwachungssystems für einen Ofen bereitgestellt, wobei das Lesegerät einen Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz zum Empfangen eines erfassten Sauerstoffsignals von einer Sauerstoffüberwachungssonde mit einem Sauerstoffsensor umfasst.
  • Gemäß einem anderen Aspekt dieser Entwicklung wird ein Verfahren zur Überwachung von Sauerstoff in einem Ofen bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
    • Erfassen eines Sauerstoffsignals unter Verwendung einer Sauerstoffüberwachungssonde mit einem Sauerstoffsensor; und
    • Empfangen des erfassten Sauerstoffsignals unter Verwendung eines Lesegeräts mit einem Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz.
  • Jedes der hierin beschriebenen Merkmale kann in beliebiger Kombination mit einem oder mehreren der anderen hierin beschriebenen Merkmale im Rahmen der Erfindung kombiniert werden.
  • Figurenliste
  • Bevorzugte Merkmale, Ausführungsformen und Variationen der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die dem Fachmann ausreichende Informationen für die Ausführung der Erfindung liefert. Die detaillierte Beschreibung ist nicht als Einschränkung des Umfangs der vorangehenden Zusammenfassung der Erfindung in irgendeiner Weise zu betrachten. In der detaillierten Beschreibung wird auf eine Zeichnung wie folgt Bezug genommen:
    • 1 ist eine schematische Ansicht eines Sauerstoffüberwachungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Sauerstoffüberwachungssystem 100 für einen Ofen bereitgestellt, wie in 1 gezeigt. Das System 100 umfasst eine Sauerstoffüberwachungssonde 102 mit einem Sauerstoffsensor 104 zur Bereitstellung eines erfassten Sauerstoffkonzentrationssignals 106, wenn sie in dem Ofen platziert wird. Ein elektronisches Lesegerät 108 enthält einen Verstärker 110 mit hoher Eingangsimpedanz zum Empfang des erfassten Sauerstoffsignals 106.
  • Vorteilhafterweise bietet der Verstärker 110 mit hoher Eingangsimpedanz eine Signalisolierung oder -konditionierung, wodurch Fehlerunsicherheiten in dem Sauerstoffkonzentrationssignal 106 aus dem Ofen reduziert werden.
  • Der Verstärker 110 umfasst einen Burr-Brown™ INA116-Verstärker. Der Verstärker 110 hat eine differentielle oder Gleichtakt-Eingangsimpedanz von mehr als 100 GΩ, und bevorzugt sogar mehr als 1015 Ω. Der Verstärker 110 hat eine niedrige Eingangsreferenzimpedanz von weniger als 100 kΩ. Der Verstärker 110 sorgt für eine erhebliche Reduzierung der Unsicherheiten bei Berechnungen des Sauerstoffpartialdrucks.
  • Das Lesegerät 108 umfasst auch eine elektronische Anzeige 112 zur grafischen Darstellung der gemessenen Sauerstoffkonzentration und Temperatur im Ofen über die Zeit. Eine Referenzluftpumpe 114 pumpt über einen Luftstromregler 116 Luft in eine Referenzkammer.
  • Der Fachmann wird verstehen, dass viele Ausführungsformen und Variationen möglich sind, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Die Erfindung wurde in einer Sprache beschrieben, die mehr oder weniger spezifisch für strukturelle oder methodische Merkmale ist. Es ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf bestimmte gezeigte oder beschriebene Merkmale beschränkt ist, da die hier beschriebenen Mittel bevorzugte Formen der Umsetzung der Erfindung umfassen.
  • Die Bezugnahme in dieser Beschreibung auf „Ausführungsform“ oder „Ausführungsform“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Daher bezieht sich das Auftreten der Ausdrücke „in einer Ausführungsform“ oder „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen in dieser Spezifikation nicht notwendigerweise auf die gleiche Ausführungsform. Darüber hinaus können die einzelnen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in jeder geeigneten Weise in einer oder mehreren Kombinationen kombiniert werden.

Claims (12)

  1. Sauerstoffüberwachungssystem (100) für einen Ofen, wobei das System umfasst: eine Sauerstoffüberwachungssonde (102), die einen Sauerstoffsensor (104) zur Bereitstellung eines erfassten Sauerstoffsignals (106) umfasst; und ein Lesegerät (108) mit einem Verstärker (110) mit hoher Eingangsimpedanz zum Empfangen des erfassten Sauerstoffsignals (106), wobei der Verstärker (110) eine differentielle oder Gleichtakt-Eingangsimpedanz von mehr als 100 GΩ aufweist,
  2. Sauerstoffüberwachungssystem (100) nach Anspruch 1, wobei der Verstärker (110) eine Differential- oder Gleichtakt-Eingangsimpedanz von mehr als 1012 Ω, 1013 Ω, 1014 Ω oder 1015 Ω aufweist.
  3. Sauerstoffüberwachungssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verstärker (110) eine niedrige Eingangsreferenzimpedanz von weniger als 100 kΩ hat.
  4. Sauerstoffüberwachungssystem (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Verstärker (110) einen Burr-Brown™ INA116 enthält.
  5. Sauerstoffüberwachungssystem (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Lesegerät (108) auch eine elektronische Anzeige (112) zur grafischen Darstellung der erfassten Sauerstoffkonzentration und/oder Temperatur im Ofen über die Zeit enthält.
  6. Sauerstoffüberwachungssystem (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, das außerdem eine Referenzluftpumpe (114) zum Pumpen von Luft in eine Referenzkammer der Sauerstoffüberwachungssonde enthält.
  7. Sauerstoffüberwachungssystem (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, das ferner einen Luftstromregler (116) enthält, der zwischen der Referenzluftpumpe (114) und der Referenzkammer angeordnet ist.
  8. Lesegerät (108) eines Sauerstoffüberwachungssystems (100) für einen Ofen, wobei das Lesegerät (108) einen Verstärker (110) mit hoher Eingangsimpedanz zum Empfangen eines erfassten Sauerstoffsignals von einer Sauerstoffüberwachungssonde (102) mit einem Sauerstoffsensor (104) umfasst, wobei der Verstärker (110) eine Differenz- oder Gleichtakt-Eingangsimpedanz von mehr als 100 GΩ aufweist.
  9. Lesegerät (108) nach Anspruch 8, wobei der Verstärker (110) eine Differential- oder Gleichtakt-Eingangsimpedanz von mehr als 1012 Ω, 1013 Ω, 1014 Ω oder 1015 Ω aufweist.
  10. Lesegerät (108) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Verstärker (110) eine niedrige Eingangsreferenzimpedanz von weniger als 100 kΩ hat.
  11. Lesegerät (108) nach einem der Ansprüche 8-10, wobei der Verstärker (110) einen BurrBrown™ INA116 enthält.
  12. Lesegerät (108) nach einem der Ansprüche 8-11, das ferner eine elektronische Anzeige (112) zur grafischen Darstellung der erfassten Sauerstoffkonzentration und/oder Temperatur im Ofen über die Zeit enthält.
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4223549A (en) * 1979-02-16 1980-09-23 Noranda Mines Limited Oxygen monitoring circuit with built in testing means
US4376026A (en) * 1980-08-01 1983-03-08 The North American Manufacturing Company Oxygen concentration measurement and control
JPH0829385A (ja) * 1994-07-15 1996-02-02 Kanebo Ltd 酸素濃度検出計
KR200443022Y1 (ko) * 2007-01-22 2009-01-07 유한일 전해질형 가스센서의 기전력 증폭회로 및 이를 이용한가스농도 측정 모듈
CN203929702U (zh) * 2014-05-15 2014-11-05 鞍山创新废酸除硅再生工程有限公司 酸再生焙烧炉残氧含量在线监测系统

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