Kontinuierliche Messung des Restfeuchtegehalts und der Sauerstoffkonzentration
Messprinzip: Paramagentische Messung (O2) | Coulometrische P2O5 Messung (H2O)
Beschreibung
Der CombiSens O2 ist ein präziser Sauerstoff-Analysator zur kontinuierlichen Messung der Sauerstoffkonzentration und des Restfeuchtegehaltes. In einem modularen Gehäuse-System aufgebaut, mit moderner Microcontroller-Technik, ist dieser Analysator speziell geeignet für Prozess-, Medizin- und Umweltmesstechnik. Das Gerät ist mit einem 7" Touchscreen ausgestattet. Kombiniert mit einer benutzerfreundlichen Bedienung und parametrierbaren Funktionen sowie einer Selbstdiagnose erhalten Sie mit unseren CombiSens O2 ein komfortables Analysengerät. Des Weiteren gibt es optional die Möglichkeit weitere Parameter, wie Restfeuchte, CO2 und CO zu messen. Damit vergrößert sich lediglich die größe des Aufbaus.
Messprinzip
O2
Die Messung basiert auf der paramagnetischen Eigenschaft von Sauerstoff. In einem starken inhomogenen Magnetfeld erzeugt der Sauerstoff in einer Messzelle einen Partialdruck, welcher eine Drehung einer darin aufgehängten Glashantel erzeugt. Diese Drehung wird mittels einer Lichtquelle über einen Spiegel auf der Hantel auf einer Photodiode gemessen. Mit einem Stromband um die Hantel wird diese in die Ursprungsposition gedreht. Die dafür notwendige Stromstärke wird verstärkt und ist direkt proportional zur Sauerstoffkonzentration.
H2O
Es handelt sich um ein absolutes Messverfahren, da Phosphorpentoxid (P2O5) zu 100% selektiv auf Wasser reagiert. Es gibt keine Querempfindlichkeiten. Neben der sehr schnellen Ansprechzeit von Trocken auf Feucht, liegen wesentliche Vorteile der AQUATRACE® -Sensoren in ihrer Robustheit und in ihrer Eigenschaft, auch korrosive Bestandteile in Gasen problemlos zu tolerieren (Cl2, HCl, F2, HF). Sie neigen außerdem nicht zum Abdriften des Messwertes bei hohen Feuchteereignissen. Die Sensoren lassen sich einfach regenerieren. Die untere Nachweisgrenze der AQUATRACE®-Sensoren liegt bei 0,001 ppmV bzw. bei 1 ppbV.
Phosphorpentoxid (P2O5) hat eine hohe Affinität Wasser zu absorbieren, um in Tetrametaphosphorsäure überzugehen. Es ist ein extrem hygroskopisches Salz. Damit eignet es sich hervorragend, einen feuchtesensitiven Sensor aufzubauen. Das Verfahren geht auf die 1956 entwickelte KEIDEL-Messzelle zurück. Im Umterschied zur KEIDEL-Messzelle ist die sensitive Schicht bei unserem AQUATRACE®-Sensor außen aufgebracht. An zwei Pt-Elektroden liegt eine Zersetzungsspannung größer 2V an, welche die Metaphosphorsäure elektrolysiert. Dabei wird Wasserstoff und Sauerstoff freigesetzt und das Phosphorpentoxid steht wieder zur Absorption von Wassermolekülen zur Verfügung. Damit fungiert das P2O5 quasi als Katalysator für die Elektrolyse von Wassermolekülen. Der entstandene Wasserstoff und Sauerstoff wird durch den Gasstrom aus dem System ausgetragen. Der gemessene Zersetzungsstrom IM ist gemäß des Faraday'schen Gesetzes ein direktes Maß für die Feuchte. Der Volumenstrom muss für eine präzise Messung konstant gehalten werden.
Die Methode eignet sich nicht für die Feuchtebestimmung in NH3 (Ammoniak).
Ausführung
- Messbereichsausgang frei einstellbar über Parametrierung zwischen 0- 100% O2, 0-500ppmV H2O
- Abweichende Messbereiche auf Anfrage
- Messwertausgang Standard 0-10V oder 0-20mA (max. Bürde 500 Ohm)
- Statusausgänge 2 Alarmrelais, 1 Störungsrelais
- Schaltausgang Wartung.
- Anzeige 7" Touchscreen: Messwertanzeige, Messwertverlauf (800x480 Pixel, farbig)
Optionen
- Druckkompensation (Rückdruckregler) für O2
- Messgaspumpe,
- Messgasfilter,
- externe Durchflussanzeige (Rotameter),
- Durchflusssensor (inkl. Parametrierbarer Alarmgeber),
- NDIR-Sensoren für CO2, CH4 und CO (CombieSens Series).
Technische Daten
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Konstruktion
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| Werkstoff der gasführenden Teile |
PVDF, Glas, Stahl 1.4571, Gold, Viton, Platin-Iridium, Epoxydharz, Nickel, Zirkonoxid-dotiertes Aluminiumoxid, Pt-Draht, Edelstahl |
| Gasanschlüsse | Schlauchverschraubung PVDF für Schlauch (Innen-Ø 4mm) und Klemmringverschraubungen Swagelok oder kompatibel (Außen-Ø 6mm) |
Stromversorgung
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| Spannungsversorgung | IEC-C14 250 V/AC |
Einsatzbedingungen
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| Durchfluss | 20-100 l/h |
| Messgasaufbereitung | für feuchtes und/oder säurehaltiges Gas notwendig, Staubfilter vorschalten |
| Betriebsdruck (Gasüberdruck) | 10-1000 hPa (0.01-1bar) |
| Betriebstemperatur | 5-45°C |
| Kalibrierung | n-Punkt-Kalibrierung: mit beliebigen Gasen menügeführt |
| Lager- und Transporttemperatur | -25°C bis +65°C |
| relative Luftfeuchte | 0-75% rF |
| Begleitgaseinfluss | gering (Richtwerte siehe Betriebsanleitung) |
Messtechnische Daten
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| achweisgrenze |
0,01 % O2 0,01 ppmV |
| Wiederholpräzision |
<= ± 0,03 % O2 (Zeitbasis für Gaswechsel >= 5 min) |
| Nullpunktdrift |
<= ± 0,1 % O2 / Woche (offset) H2O: kein Drift |
| Temperatureinfluss am Nullpunkt für param. Sensor |
< ± 0,05 % O2 /°C |
| Temperatureinfluss auf Empfindlichkeit für param. Sensor |
< ± 0,20 % des Messwertes / °C |
| Luftdruckeinfluss am Nullpunkt für param. Sensor | kein Einfluss |
| Luftdruckeinfluss auf Empfindlichkeit für param. Sensor | 1% Luftdruckänderung bewirkt 1% Anzeigeänderung ohne Rückdruckregler (Option) oder Druckkompensation (Option) |
| Durchflusseinfluss für param. Sensor |
<= 0,1 Vol.-% O2 im Bereich 10...90 l/h mittels eingebautem Durchflussregler (Option) |
| T90-Zeit |
O2: <= 6 s bei Messgasdurchfluss = 90 l/h und bei Gasumschaltung von Stickstoff auf Luft H2O: Trocken nach feucht: T90 < 5 sek; Feucht nach trocken: T90 < 15 min |
Kommunikation / Schnittstellen
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| Analogausgang pro Kanal | 4-20mA oder 0-10V mit galvanischer Trennung, max. 500 Ohm und skalierbar |
| Fieldbus A/B/GND: | RS485 Modbus RTU (Option) |
| Fieldbus B+/B-/GND: | HART / Foundation Fieldbus / PROFIBUS PA / PROFIBUS DP (alles optional) |
| Relais | High Alarm / Low Alarm / System Status* |
*Hinweis: Gemäß dem Sicherheitsdesign schaltet das NC-Relais auf NO, das NO-Relais schaltet auf NC, wenn die Steuerung ausfällt.