O2-DL

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O2-DL.png

Der Sauerstoffsensor O2-DL dient zur Überwachung der Sauerstoffkonzentration in Räumen oder zur Regelung der Rest-Sauerstoffmenge im Biomasse Heizkessel.
Der Sensor O2-DL besteht aus einer Platin-Zirkonium-Sonde und dem Messverstärker. Das Arbeitsprinzip entspricht dem einer Lambdasonde. Die Messzelle der Sonde benötigt eine Mindest-Betriebstemperatur von ca. 650°C und besitzt daher eine integrierte Heizung, die über den DL-Bus geschaltet wird. Die Sondenheizung ist sehr sparsam (nur 8 Watt) und benötigt etwa zwei Minuten bis zum Erreichen der Betriebstemperatur. Erst danach können gültige Messwerte erwartet werden.

Die O2- Sonde ist zur Messung der Sauerstoffkonzentration in allen nicht aggressiven Umgebungen und bis zu einer Umgebungstemperatur von 300 °C geeignet; so z.B. zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration in Räumen, zur Primär- / Sekundärluft- / Abgasventilatorregelung in Heizkesseln. Bei der Messung in Verbrennungsgasen ist auf geringsten Schwefelgehalt zu achten. Für die Ermittlung der Abgastemperatur bis max. 600°C besitzt der Messverstärker einen Anschluss für ein Thermoelement Typ „K“ (Sonderzubehör).

Die Messwerte werden über die Datenleitung (DL-Bus) an die Regelung übermittelt.

Messwerte

Der Sauerstoffsensor wird über den 230V-Netzanschluss und ein eingebautes Schaltnetzteil versorgt und gibt nach Aktivierung auf Anfrage der Regelung die Messwerte zurück. Die Anfrage setzt sich aus Adresse des Sensors und Index eines dort erfassten Messwertes zusammen. Genauere Details bezüglich Adressierung u.ä. des DL-Busses finden sie hier.

Index Messwert Quelle
1 Sauerstoffgehalt [0,1%] O2-Sonde
2 Temperatur [0,1°C] Thermoelement Type „K“
3 Strom Heizung [10mA = 1]
4 Temperatur [1°C] Thermoelement Type „K“

Hinweise zu Index 2 und 4 (Temperatur):
Der Messwert Index 2 wird mit einer Kommastelle ausgegeben, d.h. die Temperatur wird im Regler richtig angezeigt.

Der Messwert Index 4 ergibt einen um den Faktor 10 verkleinerten Wert.
Beispiel: 250°C werden als 25,0°C ausgegeben. Das entspricht der Ausgabe eines Thermoelements mit Messverstärker (Type THEL....). Damit kann der Wert in gleicher Weise als Eingangsvariable in Funktionen angewendet werden.

Spezielle Anzeigen am DL-Bus Index 1

Folgende Anzeigewerte können statt des O2-Gehalts angezeigt werden:

Anzeigewert Bedeutung
0 Unterbrechung zwischen Heizung und Schaltung
999 Unterbrechung zwischen Heizung und Schaltung
3332 Reset mit Jumper
3333 1. Auto-Kalibrierung
3334 2. Auto-Kalibrierung
3335 Manuelle Kalibrierung mit Jumper
5555 Kalibrierung außerhalb des Fensters (18,5% < 02 < 23,0%)
7777 1 Minute lang keinen Befehl (EIN oder AUS) erhalten (Timeout)
9999 Aufheizvorgang nach 4 Minuten immer noch nicht erfolgreich

Kalibrierung

Auf Grund der sehr hohen Streuung und dem zeitlichen Drift der O2-Sonde ist sowohl eine Kalibrierung vor dem ersten Einsatz (im Werk) als auch nach einigen Betriebsstunden notwendig. Bei jeder Kalibrierung muss sich der Sensor in normaler Raumluft-Umgebung (20,7% O2) befinden. Ein Kalibrierungsvorgang kann bis zu 15 Minuten dauern. Es gibt insgesamt 5 verschiede Kalibrierungsmethoden.

Kalibrierung im Werk

Vor Auslieferung des O2-Sensors wird der Sensor im Werk kalibriert.

Automatische Kalibrierung nach 200 Betriebsstunden

Nach den ersten 200 Betriebsstunden der Schaltung startet eine Wartezeit von 10 Stunden. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Sensor während der Kalibrierung in Raumluftumgebung befindet.
Wird in diesen 10 Stunden die Schaltung weder aktiviert noch ein Reset durchgeführt, so startet die automatische Kalibrierung. Wird die Schaltung während der Kalibrierung gestartet, dann wird diese abgebrochen und die Wartezeit von 10 Stunden startet nach Deaktivierung der Schaltung von neuem.
Während der gesamten Kalibrierdauer wird 3333 auf den ersten Index am DL-Bus ausgegeben.

Automatische Kalibrierung nach 400 Betriebsstunden

Genau gleich wie „2. Automatische Kalibrierung nach 200 Betriebsstunden“, allerdings erst nach 400 Betriebsstunden.
Während der gesamten Kalibrierdauer wird 3334 auf den ersten Index am DL-Bus ausgegeben.

Manuelle Kalibrierung

Mit Hilfe eines Jumpers, der auf die Stiftleiste gesteckt wird, wird die manuelle Kalibrierung gestartet. Der Jumper darf nur bei ausgeschalteter Netzspannung gesteckt werden. Es muss sichergestellt sein, dass sich der Sensor in normaler Raumluftumgebung befindet. Während der gesamten Kalibrierdauer wird 3335 auf den ersten Index am DL-Bus ausgegeben.
Die Kalibrierung wird abgebrochen, wenn die 230V-Netzspannung unterbrochen wird oder es zu einer Unterbrechung zwischen Sonde und Schaltung kommt.
Wurde die Kalibrierung abgebrochen startet sie bei einem Neustart des Prozessors wieder von neuem, wenn die Jumperposition unverändert geblieben ist.
Wenn eine manuelle Kalibrierung durchgeführt wurde, wird die automatische Kalibrierung deaktiviert und kann nur durch einen Reset wieder aktiviert werden (siehe Kapitel „Reset“).
Der Jumper muss auf folgende Stifte gesteckt werden:

Jumperstellung Manuelle Kalibrierung

Ein falsch gesteckter Jumper kann die Elektronik beschädigen.
Wird der Jumper nicht benötigt, kann er auf folgende Pins ohne Einfluss auf die Funktion des O2-Sensors gesteckt werden:

Jumper in Neutralstellung

Reset

Mit Hilfe eines Jumpers, der auf die Stiftleiste gesteckt wird, wird der Sensor kalibriert und auf Werkseinstellung gebracht (Reset).
Der Jumper darf nur bei ausgeschalteter Netzspannung gesteckt werden. Es muss sichergestellt sein, dass sich der Sensor in normaler Raumluftumgebung befindet.
Beim Reset erfolgt die Kalibrierung in gleicher Weise wie bei der manuellen Kalibrierung.
Im Gegensatz zur manuellen Kalibrierung wird erreicht, dass die automatischen Kalibrierungen nach weiteren 200 bzw. 400 Betriebsstunden durchgeführt werden.
Wurde die Kalibrierung abgebrochen startet sie bei einem Neustart des Prozessors wieder von neuem, wenn die Jumperposition unverändert geblieben ist.
Während der gesamten Kalibrierdauer wird 3332 auf den ersten Index am DL-Bus ausgegeben.
Der Jumper muss auf folgende Stifte gesteckt werden:

Jumperstellung Reset

Ein falsch gesteckter Jumper kann die Elektronik beschädigen.

LEDs

An der Vorderseite des Gehäuses befinden sich 2 LED-Lampen:

  • Sensor active leuchtet, sobald der Einschaltbefehl über den DL-Bus eingetroffen ist.
  • Power supply leuchtet, wenn die 230V-Stromversorgung vorhanden ist.

Montage

Die Gehäusewanne durch die beiden Löcher mit dem beigepackten Befestigungsmaterial an der Wand festschrauben.
Das Elektronikgehäuse darf nur in trockenen Räumen montiert werden.
Die Leitungen anstecken und den Deckel wieder in die Gehäusewanne einsetzen.

Verwendung als Rauchgassensor

Bei Verwendung als Rauchgassensor wird der O2-Sensor am besten waagrecht eingebaut.
Ein Rohr mit passendem Innendurchmesser, ca. 2mm Wandstärke und Querbohrung mit M3-Gewinde für eine Arretierschraube wird in das Rauchgasrohr eingeschweißt.
In das Rohr wird der Sensor eingeschoben und mit Arretierschraube gegen Verrutschen gesichert.
Der O2-Sensor darf maximal bis zur halben Kappenlänge (39mm) in ein Rauchrohr eingeschoben werden.

Rauchgassensor.png

Elektrischer Anschluss

O2-DL Elektrischer Anschluss.png

Anschlüsse auf der Platine:

  1. Netzanschluss 230V 50Hz
  2. Datenleitung (DL): Die Polarität muss beachtet werden. Bei der UVR16x2 erfolgt der Anschluss an die Klemmen „DL“ und „GND“. Als Datenleitung kann jedes Kabel mit einem Querschnitt von 0,75 mm² (z.B.: Zwillingslitze) bis max. 30 m Länge verwendet werden. Für längere Leitungen empfehlen wir die Verwendung eines geschirmten Kabels.
  3. Thermoelement (ThEl): Es dürfen nur Thermoelemente des Typs „K“ angeschlossen werden. Polarität beachten: Die grüne Ader muss an den Pluspol, die weiße Ader an den Minuspol angeschlossen werden.
  4. O2-Sensor: Der 6-polige Stecker des Sensors ist unverwechselbar.

Hinweis: Zum Schutz vor Blitzschäden muss die Anlage den Vorschriften entsprechend geerdet und mit Überspannungsableitern versehen sein.





Siehe auch