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                SIEMENS/西門子 ULTRAMAT 6型紅外氣體分析儀

                SIEMENS/西門子 ULTRAMAT 6型紅外氣體分析儀

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                概述

                TULTRAMAT 6 型單通道或雙通道紅外氣體分析儀,采用交變 NDIR 雙光束測量原理,具有高度的選擇性,測量那些紅外吸收波段在 2~9 μm 范圍內的氣體,例如:CO,CO2,NO,SO2,NH3,H2O 和 CH4 以及其它碳氫化合物。

                單通道分析儀可同時測量最多 2 個氣體組分,而雙通道分析儀可同時測量 3 個(或 4 個,根據要求)氣體組分。

                優勢

                雙層檢測器和光耦合器,選擇性好

                • 對復雜的氣體混合物也能可靠測量

                檢測極限值低

                • 可測低濃度

                氣路采用耐腐蝕性材料(可選)

                • 可用于測量強腐蝕性樣氣

                在現場可按要求清潔分析儀單元

                • 由于污染后可以重新使用,因此可節約成本

                電氣和物理特性:氣密隔離,可以吹掃,防護等級 IP65

                • 即使在惡劣環境中,也具有很長的使用壽命

                加熱型(可選)

                • 可在低溫下有冷凝氣體的情況下使用

                Ex(p) 防爆,用于 1 區和 2 區(根據 ATEX 2G 和 ATEX 3G)

                應用

                應用領域
                • 在焚燒廠中用作鍋爐控制測量
                • 焚化裝置排放監測
                • 汽車工業測量(試驗臺)
                • 報警裝置
                • 化工廠中的工藝氣體濃度測量
                • 高純氣體的品質檢驗
                • 環境保護
                • 工作場所 TLV(閾限值)監視
                • 質量監控
                • 防爆型,用于分析易燃或非易燃氣體或在危險區域中使用的蒸汽
                特殊型號

                特殊應用

                除標準組合外,還可按需提供涉及氣路材質、采樣小室材質(如鈦、哈氏合金 C22)和采樣組件等的特殊應用。

                經性能測試的型號 / QAL

                用于根據第 13 和第 27 煙氣法規(BlmSchV) 和大氣質量控制技術規范 (TA Luft) 測量一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫和氧氣 ,提供了根據 EN15267 進行了性能測試的型號。
                經過認證的測量范圍:

                • 單組分分析儀
                  CO:0 至 75 mg/m3;0 至 10 000 mg/m3
                  一氧化氮:0 至 100 mg/m3;0 至 10 000 mg/m3
                  SO2:0 至 75 mg/m3;0 至 1 500 mg/m3
                • O2:0 至 5 vol.%; 0 至 25 vol.%

                另外,經過性能測試的 ULTRAMAT 6 型號還符合 EN 14956 以及 EN 14181 的 QAL 1 中提出的要求。TüV加快了這些設備符合這兩個標準。
                根據 EN 14181 (QAL 3) 測定設備的漂移可手動進行,或通過 PLC 上的 SIPROM GA 維護與服務軟件進行。而且,選定制造商提供的輻射評估電腦可以通過分析儀的串口下載漂移數據,并在評估電腦上進行自動記錄和處理。

                流量型參比室

                • 通過參考隔室的流量應適應樣氣流量
                • 減流型隔室的氣體供應上游壓力應為 3 000 至 5 000 hPa(絕對)。隨后使用限流器將流量自動調節在大約 8 ml/min

                設計

                19" 機架式裝置
                • 19" 機架式,具有 4 HU 高度
                  • 處于鉸鏈機架中
                  • 處于有或無伸縮導軌的機柜中
                • 前板可向下轉動,以方便維修(連接便攜式電腦)
                • 內部氣體路徑:使用由 FKM (Viton)材料制成軟管,或鈦管或不銹鋼管
                • 用于樣氣氣路入口和出口的氣路連接件:管徑 6 mm 或 1/4"
                • 前面板上有樣氣流量指示器
                • 樣氣氣路中的壓力開關,用于流量監控(可選)。
                現場設備
                • 雙開門機箱,分析儀和電子器件部分與氣路氣密隔離
                • 可單獨吹掃兩個半塊外殼
                • 與樣氣接觸的部件最高可被加熱至 65牥C(可選)
                • 氣路:氟橡膠軟管或硬質鈦管、不銹鋼管(其它材料當作特殊應用)
                • 用于樣氣氣路入口和出口的氣路連接件:用于管徑 6mm 或 1/4" 的卡套
                • 吹掃氣連接:管徑 10 mm 或 3/8"
                顯示和控制面板
                • 大型液晶顯示屏,用于同時顯示以下各項:
                  • 測量值(數字和模擬量顯示)
                  • 狀態欄
                  • 量程
                • 可通過菜單調節液晶顯示屏的對比度
                • 配有五個軟鍵的可清洗薄膜型鍵盤
                • 可通過菜單操作實現參數化、測試功能、調整
                • 純文本操作支持
                • 可圖形顯示走勢圖;時間間隔可設定
                • 雙語操作軟件:
                  德文/英文,英文/法文,法文/英文,西班牙文/英文,意大利文/英文
                輸入和輸出
                • 每種介質 1 路模擬量輸出(0/2/4 — 20mA;NAMUR 可參數化)
                • 兩路可自由組態模擬量輸入 (例如:用于校正交叉干擾或處理外部壓力傳感器信號)
                • 6 個可自由組態的數字量輸入(例如用于量程切換、處理來自樣氣制備的外部信號)
                • 6 個可自由配置的繼電器輸出,例如用于故障處理或維護要求、極限報警、外部電磁閥)
                • 通過附加的 8 路數字量輸入和 8 路繼電器輸出進行擴展,例如可使用最多 4 種校準氣進行自動校準。
                通信

                基本設備帶有 RS 485 接口(接口在后部,對于機架式裝置前面板后也有)

                選件

                • 用于汽車工業帶擴展功能的 AK 接口
                • RS 485/RS 232 轉換器
                • RS 485/以太網轉換器
                • RS 485/USB 轉換器
                • 通過PROFIBUS DP/PA接口連接到網絡上
                • 作為維修和維護工具的SIPROM GA 軟件

                ULTRAMAT 6,薄膜鍵盤和圖形顯示器

                設計 – 與樣氣接觸的部件,標準

                氣路

                19" 機架式裝置

                現場設備

                現場設備 Ex

                帶有軟管

                襯套

                不銹鋼(材料號 1.4571)

                -

                軟管

                FKM(如氟橡膠)

                樣本室:

                 
                • 本體

                • 襯套

                • 裝配件

                不銹鋼(材料號 1.4571)

                O 型密封圈:FKM(如氟橡膠)或 FFKM(全氟橡膠)

                • 窗口

                CaF2,粘合劑:E353,O 型密封圈:FKM(如氟橡膠)或 FFKM(全氟橡膠)

                帶硬管

                襯套

                硬管

                鈦,

                O 型密封圈:FKM(如氟橡膠)或 FFKM(全氟橡膠)

                樣本室:

                 
                • 本體

                • 襯套

                鉭(只用于測量室長度20mm — 180mm)

                • 窗口

                CaF2,粘合劑:E353,O 型密封圈:FKM(如氟橡膠)或 FFKM(全氟橡膠)

                帶硬管

                襯套

                不銹鋼(材料號 1.4571)

                硬管

                不銹鋼(材料號 1.4571)

                O 型密封圈:FKM(如氟橡膠)或 FFKM(全氟橡膠)

                樣本室:

                 
                • 本體

                • 襯套

                鋁或鉭(鉭只用于測量室長度20mm — 180mm)

                • 窗口

                CaF2,粘合劑:E353,O 型密封圈:FKM(如氟橡膠)或 FFKM(全氟橡膠)



                選件

                氣路

                19" 機架式裝置

                現場設備

                現場設備 Ex

                流量指示器

                測量管線

                Duran 玻璃

                -

                -

                可變區域

                Duran 玻璃

                懸浮邊界

                PTFE(特氟?。?

                角件

                FKM(如氟橡膠)

                壓力開關

                隔膜

                FKM(如氟橡膠)

                -

                -

                外殼

                PA 6.3T



                版本 — 與樣氣接觸的部件,特殊應用(示例)

                氣路

                19" 機架式裝置

                現場設備

                現場設備 Ex

                帶硬管

                襯套

                如:哈氏合金 C22

                硬管

                如:哈氏合金 C22,

                O 型密封圈:FKM(如氟橡膠)或 FFKM(全氟橡膠)

                樣本室:

                 
                • 本體

                如:哈氏合金 C22

                • 窗口

                CaF2,不帶粘合劑

                O 型密封圈:FKM(如氟橡膠)或 FFKM(全氟橡膠)



                氣路(19" 機架單元)

                氣路插圖的圖例

                1

                樣本氣體入口通道 1

                8

                節流器

                2

                樣本氣體出口通道 1

                9

                吹掃用的氣體

                3

                參考氣體出口(可選)

                10

                大氣壓傳感器連接

                4

                參考氣體入口(可選)

                11

                氣壓傳感器

                5

                樣本氣體入口通道 2

                12

                樣氣氣路中的流量指示器(選件)

                6

                樣本氣體出口通道 2

                13

                樣氣流路上的壓力開關(可選)

                7

                IR 物理系統

                   


                ULTRAMAT 6 氣路,單通道單元,19" 單元,帶有流量型參考單元(可選)

                ULTRAMAT 6 氣路,雙通道單元,19"

                氣路 (現場設備)

                氣路插圖的圖例

                1

                樣氣進口

                7

                吹掃氣路入口(分析儀一側)

                2

                樣氣出口

                8

                吹掃氣路入口 (分析儀一側)

                3

                參考氣體入口(可選)

                9

                大氣壓傳感器連接

                4

                參考氣體出口(可選)

                10

                IR 物理系統

                5

                吹掃氣路入口(電子組件一側)

                11

                氣壓傳感器

                6

                吹掃氣路出口(電子組件一側)

                   


                氣路 ULTRAMAT 6,現場安裝型,帶流動參比氣室(可選)

                功能

                工作原理

                ULTRAMAT 6氣體分析儀采用交變紅外雙光束原理,并使用雙層檢測器和光耦合器來測量氣體。

                測量原理基于氣體分子具有特定的紅外光吸收波段。不同氣體有各自的特征吸收波長,但可能有部分重疊。這導致產生交叉干擾。ULTRAMAT 6 通道采用以下措施來最大限度的降低這種交叉干擾:

                • 濾波氣室(分光器)
                • 帶有光耦合器的雙層檢測氣室
                • 必要時可使用特殊濾光片

                右圖出示了紅外通道的測量原理。加熱到大約 700 °C 且為了平衡系統而能夠移動的一個紅外光源 (1) 通過分光器 (3) 分為兩個相等的光束(樣氣光束和參比光束)。紅外光源可左右移動以平衡光路系統。

                參比光束通過充滿 N2(非吸收紅外光氣體)的參比氣室(8),然后未經衰減地到達右側檢測器(11)。樣氣束會通過樣本室(7),然后流到檢測器(10)左側,根據樣氣的濃度不同有或多或少的衰減。檢測氣室內充滿了特定濃度的待測氣體組分。

                檢測器被設計成雙層結構。譜吸收波段的中間位置的光優先被上層檢測氣室吸收,邊緣波段的光幾乎同樣程度地被上層檢測氣室和下層檢測氣室吸收。上層檢測氣室和下層檢測氣室通過微流量傳感器(12)連接在一起。這種耦合意味著吸收光譜的帶寬很窄。

                光耦合器(13)延長了下層檢測氣室的光程長度。改變滑動調節件(14)的位置,可以改變下層檢測氣室的紅外吸收。因此,最大限度減少某個干擾組分的影響是可能的。

                斷束器(5)在射束分離器和樣本室之間旋轉,并周期性的交替中斷兩個氣體射束。如果在樣本室中發生吸收,就會在兩個檢測器電平間產生脈動流,并由微流量傳感器(12)轉換成電氣信號。

                微流量傳感器中有兩個被加熱到大約 120牥C 的鍍鎳格柵,這兩個鍍鎳格柵和兩個電阻形成惠斯通電橋。脈動氣流與鎳格柵的稠密分布一起引起了格柵電阻變化。這回導致橋路中的偏移,偏移量取決于樣氣的濃度。

                注意

                進入到分析儀的樣氣必須不含灰塵。要防止樣本室內發生冷凝。因此,大多數應用中有必要對氣體進行改性。

                在分析儀所處的環境空氣中不含有高濃度的被測組分。

                流動型參比氣室,帶限流,不適用于易燃氣體有毒氣體。

                流量降低且 O2 含量 > 70% 的流動式基準面僅可與 Y02 一起使用。(清潔 O2

                具有電子校正零點的通道與標準版的區別只是量程的參數化不同。

                作為特殊應用,可以提供物理校正零點。

                ULTRAMAT 6,工作原理

                基本特性
                • 測量結果單位可自由選擇(例如 vpm、mg/m3
                • 每個測量通道都有四個可自由設定量程
                • 使用校正零點時的量程
                • 測量范圍識別
                • 每個組件都有一個電鍍隔離信號輸出,輸出可選0/2/4~20 mA
                • 可以進行自動或手動量程轉換;還可以進行遠程切換
                • 配流動參比氣室的差比測量量程
                • 儀器調整過程中可存儲測量值
                • 時間常數可選范圍寬(靜態/動態噪聲抑制);也就是說,分析儀或組件的響應時間可以和相應的測量任務匹配
                • 短響應時間
                • 低長期漂移
                • 測量點切換可以達到最多 6 個測量點(可編程)
                • 測量點標識
                • 樣氣流量監測(可選)
                • 內部壓力傳感器校正樣氣壓力在 700~1 200hPa 絕壓范圍內的波動
                • 校正過程氣體壓力變化時,可連接外部壓力傳感器,其絕對量程為 700 ~ 1 500 hPa。
                • 兩個控制等級具有獨立的授權碼,可以防止意外或未授權輸入
                • 可配置的自動測量范圍校準
                • 使用數字薄膜鍵盤進行樣氣控制,并帶有操作人員提示功能
                • 操作方式基于NAMUR 標準
                • 可以定制分析儀選件,例如:
                  • 客戶驗收
                  • TAG 標簽
                  • O2 清洗(特別潔凈的氣路)
                • 由于只需將電氣連接從設備上斷開,所以設備更換方便
                • 用于存在高腐蝕性樣氣條件下使用的樣品室由哈氏合金 C22 制成的鉭層或樣本室(特殊應用)
                附加功能,雙通道版本
                • 每個通道的結構、電氣、輸入/輸出和電源都單獨設計
                • 通過公共 LCD 顯示器和鍵盤進行顯示和操作
                • 測量通道 1 和 2 可以被轉換為串聯(將氣體連接從通道 1 連接到后面的通道 2)


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