概述
OXYMAT 61型氧分析儀采用測量順磁壓力變化的方法來檢測氣體中氧濃度。
優勢
- 用于參比氣的集成氣泵（可選擇，如周圍空氣）
- 高線性
- 緊湊型設計
- 可以物理校準零點
應用
應用領域
- 環境保護
- 控制鍋爐中的燃燒系統
- 質量監視（例如對超純氣體）
- 過程排氣監控
- 過程優化
其它應用
- 化工廠
- 氣體制造
- 研究與開發
設計
- 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
- 前面板維護時可以放下來（連接便攜式電腦）
- 用于樣氣進口和出口的氣路連接件；管徑 6 mm 或 ?"
- 后面的氣體連接和電氣連接
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
- 狀態欄
- 量程
- 可通過菜單操作調節液晶顯示器的對比度
- LED背照明
- 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
- 純文本用戶幫助
- 可圖形顯示；時間間隔可設定
- 雙語操作軟件包括德語/英語、英語/西班牙語、英語/西班牙語、法語/英語、西班牙語/英語、意大利語/英語幾種版本。
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）
- 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 個繼電器可以自由配置（用于故障處理、維護請求、維護開關、門限報警、連接外部電磁閥等）
- 兩點模擬量輸入可以配置（例如用于交叉干擾校正或連接外部壓力傳感器）
- 通過附加的 8 路數字量輸入和 8 路繼電器輸出進行擴展，可使用最多 4 種校準氣進行自動校準。
通信
基本裝置配備了 RS485 接口（從后面板連接）。
選項
- 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
OXYMAT 61，薄膜型鍵盤和圖形顯示
設計 – 與樣氣接觸的部件，標準
氣路 | 19" 機架式裝置 | |
|---|---|---|
帶有軟管 | 襯套 | 不銹鋼。材料號 1.4571 |
軟管 | FKM (Viton) | |
樣本室 | 不銹鋼。材料號 1.4571 | |
用于樣本室的裝配件 | 不銹鋼。材料號 1.4571 | |
節流器 | PTFE（特氟隆） | |
O 型密封圈 | FKM (Viton) | |
軟管接頭 | 聚酰亞胺6 | |
選項 | ||
|---|---|---|
流量指示器 | 測量管線 可變區域 懸浮邊界 角件 | Duran 玻璃 Duran 玻璃，黑色 PTFE（特氟隆） FKM (Viton) |
壓力開關 | 隔膜 外殼 | FKM (Viton) PA 6.3 T |
氣路
氣路插圖的圖例 | |||
|---|---|---|---|
1 | 樣氣進口 | 8 | 樣氣流路上的壓力開關（可選） |
2 | 樣氣出口 | 9 | 限制器在參比氣通道（出口） |
3 | 未用 | 10 | 用于參比氣監視的壓力開關 |
4 | 參比氣入口 | 11 | 泵 |
5 | 推薦的參比氣 | 12 | 過濾器 |
6 | O2 物理系統 | 13 | 樣氣氣路中的流量指示器（選件） |
7 | 樣氣流路上的限流器 | 14 | 壓力傳感器 |
氣路 OXYMAT 61 帶有集成的參比氣氣泵（用于提供 1100hPa 壓力）
OXYMAT 61 氣路，參比氣壓力為 3,000 ～ 5,000 hPa
功能
和絕大多數氣體相比，氧具有順磁性。OXYMAT 61 型氧分析儀正是利用了這一原理來測量。
在不均勻磁場中，氧分子由于其順磁性，朝強磁場方向移動。當兩種具有不同氧含量的???體在磁場中相遇時，它們之間會產生壓力差。
在 OXYMAT 61 中，這兩種氣體一種是參比氣（N2、O2 或者空氣）（1），另一種是樣氣（5）。參比氣經過兩個參比氣通道（3）進入樣氣室（6）。其中一路參比氣在磁場區域（7）和樣氣相遇。由于兩個通道是相連的，與氧含量成正比的壓力會引起交叉流動。微流量傳感器（4）將該氣流脈動轉變為電信號。
OXYMAT 61，工作原理
微流量傳感器中有兩個被加熱到大約 120 °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。脈動氣流使鎳格柵的電阻發生變化。這導致了電橋發生偏移，偏移量取決于樣氣中的氧含量。
微流量傳感器位于參比氣路中，不直接接觸樣氣，所以樣氣的熱導率、溫度和樣氣的內部摩擦對測量結果都不產生任何影響。由于微流量傳感器不會受到樣氣的直接影響，所以該設備還具有高度的抗腐蝕性。
通過使用強度交變的電場（8），微流量傳感器不會檢測背景氣流，因此測量與儀器的工作位置無關。
樣本室直接處于樣氣路徑上，且容量很小，同時微流量傳感器是一個低延遲傳感器。這使得 OXYMAT 61 的響應時間非常短。
注
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，測量工作有必要對氣體進行改性。
基本特性
- 4 個可自由參數化的量程，還具有校正零點，所有量程均線性
- 電化隔離測量值輸出 0/2/4 到 20mA（可為負）
- 可實現自動量程；還可以遠程切換量程
- 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，分析儀的響應時間可以適應響應的測量任務
- 采用菜單操作，操作簡單
- 低長期漂移
- 兩個控制層，具有防止操作者意外和擅自訪問的其自己代碼
- 可參數化的自動測量范圍校準
- 基于 NAMUR 建議進行操作
- 樣氣監測（可選）
- 可以定制分析儀選件，例如：
- 客戶驗收
- TAG 標簽
- 漂移記錄
- 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
- 短響應時間
- 參比氣體供給有兩種方式：外部供給（N2、O2 或空氣，大約3,000 hPa），或通過內置參比氣體泵（周圍空氣，約 1,100 hPa abs.）
- 使用參考氣體連接監視參考氣體；只能在帶有內置參考氣體泵的型號上實現
- 不同的最小測量范圍 (2.0 % 或氧氣時 5.0 % O2)，具體取決于型號。
- 用于對樣氣壓力波動校準的內部壓力傳感器
零點誤差/交叉靈敏性校正
伴生氣體 （濃度為 100 vol. %） | 零點偏差 vol.% O2（值）中 |
|---|---|
有機氣體 | |
乙烷 C2H6 | -0.49 |
乙烯 C2H4 | -0.22 |
乙炔 C2H2 | -0.29 |
1.2 丁二烯 C4H6 | -0.65 |
1.3 丁二烯 C4H6 | -0.49 |
正丁烷 C4H10 | -1.26 |
異丁烷 C4H10 | -1.30 |
1-丁烯 C4H8 | -0.96 |
異丁烯 C4H8 | -1.06 |
二氯二氟甲烷 (R12) CCl2F2 | -1.32 |
醋酸 CH3COOH | -0.64 |
正庚烷 C7H16 | -2.40 |
正庚烷 C6H14 | -2.02 |
環己烷 C6H12 | -1.84 |
正己烷 CH4 | -0.18 |
甲烷 CH3OH | -0.31 |
正辛烷 C8H18 | -2.78 |
正戊烷 C5H12 | -1.68 |
異戊烷 C5H12 | -1.49 |
丙烷 C3H8 | -0.87 |
丙烯 C3H6 | -0.64 |
三氯氟甲烷 (R11) CCl3F | -1.63 |
氯乙烯 C2H3Cl | -0.77 |
氟乙烯 C2H3F | -0.55 |
1,1 偏二氯乙烯 C2H2Cl2 | -1.22 |
惰性氣體 | |
氦 He | +0.33 |
氖 Ne | +0.17 |
氬 Ar | -0.25 |
氪 Kr | -0.55 |
氙 Xe | -1.05 |
無機氣體 | |
氨 NH3 | -0.20 |
溴化氫 HBr | -0.76 |
氯氣 Cl2 | -0.94 |
HCl | -0.35 |
* N2O | -0.23 |
氟化氫 HF | +0.10 |
碘化氫 HI | -1.19 |
二氧化碳 CO2 | -0.30 |
一氧化碳 CO | +0.07 |
一氧化氮 NO | +42.94 |
氮氣 N2 | 0.00 |
二氧化氮 NO2 | +20.00 |
二氧化硫 SO2 | -0.20 |
六氟化硫 SF6 | -1.05 |
硫化氫 H2S | -0.44 |
水 H2O | -0.03 |
氫氣 H2 | +0.26 |
表 1：在 60 °C 和 1 000 hPa 壓力下，使用氮氣作為參比氣時，由于一些伴生的氣體的逆磁性和順磁性而產生的零點誤差（根據 IEC 1207/3 標準）
其它溫度下的零點誤差的變換：
在表 1 中列出的零點偏移必須乘以一個校正系數（K）：
- 逆磁性氣體：k = 333 K / (? [°C] + 273 K)
- 順磁性氣體：k = [333 K / (? [°C] + 273 K)]2
所有逆磁性氣體的零點偏差均為負
參比氣
量程 | 建議參比氣 | 參比氣壓力 | 備注 |
|---|---|---|---|
0 ～ vol.% O2 | N2 | 高于樣氣壓力2,000 ～ 4,000 hPa（絕壓5,000 hPa） | 參比氣流量自動設置到 5 到 10ml/min |
... 至 100 vol.% O2 （校正零點，滿刻度值為 100 vol.% O2） | O2 | ||
約 21 vol. % O2（校正零點，量程內 21 vol. % O2） | 空氣 | 使用內部參比氣氣泵形成大氣壓力 |
