PDF《OXYMAT 61 氧分析仪》

OXYMAT

61 概述

1 OXYMAT

61 氧分析仪

2 2

3 4

5 6 概述 应用 设计 原理 参比气,交叉干扰 规格一样气接触部件 通讯

8 8

9 10

12 13

14 19 机架式 连接,组件 气路 电气连接 技术数据 尺寸 订购数据 OXYMAT

61 15 备件 OXYMAT

61 概述

2 应用 OXYMAT

6 型氧分析仪采用测量顺磁压力变化的方 法来检测气体中氧浓度.

应用事例 O2 检测 ? 控制锅炉中的燃烧系统 ? 安全防爆领域 ? 作为排放监测中的参考变量(根据德国 TA-Luft 气体排放标准) ? 汽车工业(发动机性能检测系统) ? 警报装置 ? 化工厂 ? 高纯气体的品质检验 特点 ? 四个可自由编程量程,均可调零;

所有量程都是 线性的 ? 电气隔离信号输出输出可选 0/2/4 ~20 mA(也可 为负) ? 自动量程或手动量程切换;

也可远程进行量程切 换?仪器调整过程中可存储测量值 ? 时间常数在较宽范围内可选(静态/动态噪声抑 制);

即,分析仪的响应时间可与应用相匹配 ? 菜单操作简单容易 ? 响应时间短 ? 长时间漂移小 ? 可从外接参比气(N2 , O2 或空气,压力约3000hPa),或者使用一个内置参比气泵泵入大 气作为参比气(可选) ? 两级带有独立密码设置的操作级别可避免无意或 其它无相关权限人员的输入 ? 用内部压力传感器来校正样气压力波动:范围 700~1200hPa 绝压 ? 自动量程标定参数化 ? 操作方式基于 NAMUR 标准 ? 现场总线连接(可选) ? 样气监测(可选) ? 参比气监测(可选)参比气连接压力为 3000- 4000hPa ? 不同机型,最小测量量程不同(2.0%或5.0%O2) ? 客户可按自己的要求选择: - 工厂验收 - 位号铭牌 - 漂移记录 ? 分析仪可轻易拆卸和安装 ?

19 机架式高度

4 个HU 可安装在吊起的支架上 ?

19 机架式高度

4 个HU 也可安装在机柜中,可 带或不带滑轨 ? 前面面板能被放下(例如:连接便携式电脑) ? 内部气体管道:柔性 Viton 管?样气和参比气连接:管径 6mm 或1/4 ? 测量气室材质为不锈钢(型号:1.4571) OXYMAT

61 概述

3 设计 显示和控制面板 ? 大屏幕 LCD 可同时显示: - 测量值(数字和模拟量显示) - 分析仪状态 - 量程 ? 可通过菜单操作调节液晶器显示的对比度 ? 持久的 LED 背光显示 ? 可擦洗的带有

5 个软键的膜状键盘 ? 通过菜单操作进行配置、功能测试、标定 ? 文本显示用户帮助 ? 可图形显示走势图;

时间间隔可设定 输入和输出 ? 六个二进制输入可自由配置(例如:量程切换、 处理来自样气预处理系统的外部信号) ? 六个继电器输出可自由配置(例如:故障、维护 请求、维护开关、超限报警、外部电磁阀) ? 两个可编程模拟量输入(交叉干扰校正或外部压 力传感器) ? 八个扩展的二进制输入和八个继电器输出可用来 进行多达四种标气的自动标定 通讯 ? RS

485 为基本配置(接在背面) 选项 ? 适于汽车制造业扩展功能的 AK 接口 ? RS

232 的转接器 ? PROFIBUS-DP/-PA 网卡接入网络 ? 作为服务和维护工具的 SIPROM GA 软件 发光二极管背光 图形显示和设有 显著按键声的薄 膜键盘 分析仪状态显示 (可编程) 两个用户等级 (维 修级和专家级)

5 个软键设置更 便于菜单操作 当前量程显示 退出键 显示帮助信息 返回到测量模式 确认键 清除键 数值输 入 刻度值 显示 以数字和 棒图的形 式显示浓 度值 图1 OXYMAT61,膜键盘和图形显示 OXYMAT

61 概述

4 原理 和绝大多数气体相比,氧具有顺磁性.OXYMAT

61 型 氧分析仪正是利用了这一原理来测量 O2 浓度. 在不均匀磁场中,氧分子由于其顺磁性,朝强磁场方 向移动.当不同氧气浓度的二种气体在同一磁场相遇 时,他们之间就会产生一个压力差. OXYMAT

61 中,这两种气体一种是参比气(N2,O2 或者空气)(1,图2),另一种是样气(5,图2). 参比气经过两个参比气通道(3,图2)进入样气室 (6,图2).其中一路参比气在磁场区域(7,图2) 和样气相遇.因这两个通道是连通的,所以与氧浓度 成正比的压力差使得两路参比气在图

2 中位置

4 处 形成气流.微流量传感器(4,图2)感知该气流并 将其转变为电信号. 微流量传感器中有两个被加热到大约

120 摄氏度的 镍格栅,这两个镍格栅和两个辅助电阻形成惠斯通电 桥.变化的气流导致镍格栅的电阻发生变化.这使电 桥产生偏移.该偏移数值大小决定于样气中的氧浓 度. 微流量传感器位于参比气路中,不直接接触样气,所 以样气的导热、比热和样气的内部摩擦对测量结果都 不产生任何影响,同时,这也避免了样气对微流量传 感器的腐蚀,使得微流量传感器的抗腐性能大大提 高. 通过变化磁场强度(8,图2),使得微流量传感器 上的背景气流不被检测.仪器摆放的方向因而对测量 也无影响. OXYMAT

61 型氧分析仪的响应时间非常短.因为 样气室(6,图2)直接与样气气路(5,图2)相连, 体积小,使微流量传感器响应迅速. 图2 OXYMAT 61型氧气分析仪的原理图

1 参比气入口

2 限流装置

3 参比气通道

4 用于测量的微流量传感器

5 样气入口

6 样气室

7 顺磁效应

8 可变化强度的电磁体

9 样气和参比气出口 OXYMAT

61 概述

5 参比气,交叉干扰 规格-样气接触部件 参比气 测量范围 建议参比气 参比气压力 备注

0 v/vO2 N2 . . . - 100% v/vO2 (强制零点,且满量程为100% v/vO2) O2 3000-4000hPa (绝压) 21% v/vO2左右 (强制零点,且21% v/vO2在量程 范围以内) 空气 大气压力加内部参比气泵 参比 气 流速 被 自动 限定为5到10 ml/min 表1 OXYMAT 61型氧气分析仪的参比气 零点校正/交叉干扰 残余气体(浓度为100%v/v) 零点偏差(氧气浓度%v/v) 残余气体(浓度为100%v/v) 零点偏差(氧气浓度%v/v) 有机气体 惰性气体 醋酸 CH3COOH -0.64 氩Ar -0.25 乙炔 C2H2 -0.29 氦He +0.33 1,2丁二烯 C4H6 -0.65 氪Kr -0.55 1,3丁二烯 C4H6 -0.49 氖Ne +0.17 异丁烷 C4H10 -1.30 氙Xe -1.05 正丁烷 C4H10 -1.26 正丁烯 C4H8 -0.96 无机气体 异丁烯 C4H8 -1.06 氨NH3 -0.20 环己烷 C6H12 -1.84 二氧化碳 CO2 -0.30 二氯二氟甲烷 CCl2F2 -1.32 一氧化碳 CO +0.07 乙烷 C2H6 -0.49 氯气 Cl2 -0.94 乙烯 C2H4 -0.22 氧化亚氮 N2O -0.23 正庚烷 C7H16 -2.4 氢气 H2 +0.26 正己烷 C6H14 -2.02 溴化氢 HBr -0.76 甲烷 CH4 -0.18 氯化氢 HCl -0.35 甲醇 CH3OH -0.31 氟化氢 HF -0.10 正辛烷 C8H18 -2.78 碘化氢 HI -1.19 正戊烷 C5H12 -1.68 硫化氢 H2S -0.44 异戊烷 C5H12 -1.49 氧气 O2 +100 丙烷 C3H8 -0.87 氮气 N2 0.00 丙烯 C3H6 -0.64 二氧化氮 NO2 +20.00 三氯氟甲烷 CCl3F -1.63 一氧化氮 NO +42.94 乙烯基氯 C2H3Cl -0.77 二氧化硫 SO2 -0.20 乙烯基氟 C2H3F -0.55 六氟化硫 SF6 -1.05 1,2-二氯乙烯 C2H2Cl2 -1.22 水H2O -0.03 表2 在参比气温度为60 °C、压力为1000hPa绝压、并以N2作参比气情况下,各顺磁性或逆磁性气体测得的零点误差(根据IEC 1207/3) 其它温度下的零点误差的变换: 在其它温度下,表2中的零点误差需要乘以一个温度修正系数( k): ? 逆磁性气体:k =

333 K / (υ [°C] +

273 K) ? 顺磁性气体:k = [333 K / (υ[°C] +

273 K)]2 (所有逆磁性气体的零点误差均为负值) 规格-与样气接触部件 标准型 可选项 气路 19机架式 流量计 计量管 浮子 浮子挡块 弯管 Duran玻璃 Duran玻璃,黑色 PTFE(聚四氟乙烯) Viton 软管配置 气嘴 软管 样气室 柱形气室 限流器 O型密封圈 软管接头 SS,型号1.4571 Viton SS,型号1.4571 SS,型号1.4571 PTFE(聚四氟乙烯) Viton 聚酰亚胺6 压力开关 膜 外壳 Viton PA 6.3T OXYMAT

61 概述

6 通讯 通讯装置

6 系列气体分析仪,ULTRAMAT

6、OXYMAT 6/

61、 ULTRAMAT/OXYMAT

6、CALOMAT

6 以及 ULTRAMAT 23,都提供下列通讯方面设备: ? RS

485 串行接口用于内部通讯总线(ELAN)的 标准配置.由此可实现各分析仪之间和以及多通 道分析仪-从一个通道到另一个通道-通过串行接口 进行通讯,如工艺气压力信息和对干扰气体的干 扰补偿.这种通讯甚至可以不通过计算机来实现. ? SIPROM GA 专门用于仪器维护维修的一套工具 软件.网络中分析仪的所有功能-不论是单台仪器 或是一个由多台仪器组成的网络-都可以通过这套 软件进行遥控和监测. ? PROFIBUS-DP/-PA 是在市场中处于领先地位的 现场总线.当分析仪选配了总线插卡(也可进行 固件更新)并满足相关的 PNO(PROFIBUS 用户 协会)规定的 Device profile for analyzers 协议, 所有西门子气体分析仪都可实现 PROFIBUS 总线 通讯.操作者可以通过 SIMATIC PDM 软件直接 操作系统中........