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ULTRAMAT 23 紅外氣體分析儀

 ----------- 小林
-----------www.siemens-xc.com
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ULTRAMAT 23 氣體分析儀一次能夠測量四種氣體組分：zui多可測量三種紅外敏感氣體，比如CO, CO2 , NO, SO2 , CH4 以及采用電化學(xué)氧氣測量單元測量O2。
ULTRAMAT 23 基本類型可：
• 測量一種紅外氣體組分帶（或不帶）氧含量測量
• 測量二種紅外氣體組分帶（或不帶）氧含量測量
• 測量三種紅外氣體組分帶（或不帶）氧含量測量

 基本特性

• 使用環(huán)境空氣自動標(biāo)定：氧含量標(biāo)定以及紅外成分的零點標(biāo)定取決于被測成分
• 多層檢測保證高的度，消除紅外交叉干擾
• 取樣單元易于清洗，降低了維護的費用
• 具有簡單文本格式的菜單輔助操作，簡單、易懂
• 維修信息和記錄手冊，預(yù)防性維護，可幫助保養(yǎng)和維護人員，降低費用
• 開放界面結(jié)構(gòu)（RS 485,RS 232,PROFIBUS,SIPROM GA）；易于集成與遠(yuǎn)程控制

■應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域
• 小型燃燒系統(tǒng)的操作優(yōu)化
• 對于使用所有類型燃料（油、氣體和煤）的燃燒系統(tǒng)，監(jiān)測它們的廢氣排放濃度；也可監(jiān)控?zé)岱贌龔S的運行檢測
• 監(jiān)測室內(nèi)空氣
• 監(jiān)測水果貯藏間，溫室，地窖及倉庫的空氣狀況
• 監(jiān)控過程控制各功能
• 在鋼的熱處理過程中，監(jiān)測環(huán)境狀況
• 用于無潛在爆炸危險的環(huán)境中

更多應(yīng)用
• 環(huán)境保護
• 化學(xué)工廠
• 水泥工業(yè)

特殊應(yīng)用
配置有兩個IR 組分且不帶泵的ULTRAMAT 23 型氣體分析儀可配兩個獨立的氣路。這樣，它就可以同時測量兩個采樣點，這種測量方式可用來測量，例如： NOx 轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化前后的NOx 含量。
ULTRAMAT 23 型氣體分析儀可應(yīng)用于煙氣排放監(jiān)測系統(tǒng)以及過程與安全監(jiān)測。
通過TÜV 認(rèn)證的ULTRAMAT 23 型氣體分析儀可按照13. BlmSchV與TA Luft 中的要求測量CO、NO、SO2 和O2
通過TÜV 認(rèn)證的zui小容許量程：
• 單組分和雙組分分析儀
- CO：0 ~150 mg/m3
- NO： 0 ~ 250 mg/m3
- SO2： 0 ~400 mg/m3
• 三組分分析儀
- CO： 0 ~250 mg/m3
- NO： 0 ~ 400 mg/m3
- SO2： 0 ~400 mg/m3
比上述量程大的所有量程也都是容許的。

 功能

ULTRAMAT 23 使用了兩種相互獨立并可選擇的測量原理。

紅外氣體測量

ULTRAMAT 23 紅外氣體測量原理基于氣體分子具有特定的紅外光吸收波段，采用單光束交變紅外分析方法。一個紅外線源(7) 被加熱到約600 °C。光源發(fā)出的光電斬波器(5)調(diào)制成頻率為8 1/3Hz。
紅外光束通過流動著樣氣的測量氣室(4)，并根據(jù)樣氣濃度的不同而產(chǎn)生或多或少的衰減。
檢測器為兩層或三層結(jié)構(gòu)（取決于劃片位置），充有特定濃度的待測氣體組分。
光譜吸收波段的中間位置的能量優(yōu)先被*層檢測室(11) 吸收，邊緣波段的光則被第二層檢測器室(2) 和第三層檢測器室(12) 吸收。
多層檢測氣室之間通過微流量傳感器(3) 連接在一起。上、下層之間的吸收經(jīng)微流量傳感器耦合，將吸收光譜的帶寬變窄，提高分辨精度、消除紅外交叉干擾。改變劃片(10) 的位置，可以改變下層檢測氣室的紅外吸收。因此，zui大限度減少某個干擾組分的影響是可能的。
斬波器(5) 在分光器和氣室之間旋轉(zhuǎn)，交替地、周期性地切斷光線。如果在測量氣室有紅外光被吸收，多層檢測氣室之間就會產(chǎn)生脈動氣流，該氣流被微流量傳感器(3) 轉(zhuǎn)換成電信號。
微流量傳感器中有兩個被加熱到120 °C 的鎳格柵，這兩個鎳格柵和兩個電阻形成惠斯通電橋。脈動氣流及緊密排列的鎳格柵導(dǎo)致電阻發(fā)生變化，這樣電橋失衡而產(chǎn)生輸出，電橋輸出信號的大小取決于氣體濃度。
注意：
進入到分析儀的樣氣必須不含灰塵，同時還應(yīng)避免在測量氣室中出現(xiàn)凝液，這也是為什么大多數(shù)測量應(yīng)用都需要樣氣預(yù)處理的原
因。
在分析儀所處的環(huán)境空氣中不含有高濃度的被測組分。

 氧含量測量

氧氣傳感器基于燃料電池原理來工作的。氧氣在陰極與電解液的分界面被轉(zhuǎn)換成電流，并且所產(chǎn)生的電流與氧氣的濃度成正比。
使用弱酸性的電解液，相比其它類型的傳感器，對于交叉干擾不敏感，諸如 CO2、CO、CH4、H2 等的影響。

使用空氣進行自動標(biāo)定
ULTRAMAT 23 可以使用空氣( 如環(huán)境空氣) 進行自動標(biāo)定。自動標(biāo)定的周期可調(diào)(1 至23 小時，亦可選擇關(guān)閉該功能)。在使用空
氣自動標(biāo)定時，樣品氣室充入空氣，檢測器得到一個信號。該信號既可以作為待測紅外組分的零點標(biāo)定( 樣品氣室沒有產(chǎn)生紅外吸收，取決于被測成分)，又可以作為滿量程的標(biāo)定信號。
因為ULTRAMAT 23 中存有檢測器信號與樣品濃度相對應(yīng)的專有函數(shù)關(guān)系，利用自動標(biāo)定的信號就可對整個量程進行標(biāo)定與修正（經(jīng)TÜV 認(rèn)證）。
由于檢測器得到的自動標(biāo)定信號包含了現(xiàn)工作狀態(tài)下的所有可能干擾，如光源和檢測器的老化或污染( 如果存在)，以及溫度與壓力對測量的影響，采用自動標(biāo)定還可修正與補償上述各種情況帶來的偏差。
對于帶有氧測量傳感器的ULTRAMAT 23，空氣自動標(biāo)定功能還可以對氧的測量進行標(biāo)定。
基本特性
• 空氣自標(biāo)定功能，分析儀幾乎不需要維護，同時進行零點校準(zhǔn)和滿量程校準(zhǔn)
• 每12個月只需使用一次校準(zhǔn)氣體進行標(biāo)定(由實際應(yīng)用來決定）
• 每個測量組分在規(guī)定量程范圍可以設(shè)置兩個測量量程：
- 所有測量量程都是線性的
- 具有量程自動切換功能
• 自動修正大氣壓力變化
• 樣氣流量監(jiān)測

■技術(shù)規(guī)格

概述
測量組分zui多4 個組分，其中zui多3 個紅外
組分和氧
測量量程每個參數(shù)2 個量程
顯示 帶LED 背光對比度可調(diào)及功能建的
LCD 顯示
使用位置豎直前面板
采用標(biāo)準(zhǔn)CE 認(rèn)證 EN 50081-1, EN 50082-2
設(shè)計，外殼
重量大約10kg
保護等級， 19" 機架單元和臺式單元IP20~EN60529
電氣特性
EMC 防干擾 （電磁兼容性），帶有安
全絕緣的過低電壓（SELV）保護
符合NAMUR NE21(08/98) 或
EN50081-1, EN50082-2 標(biāo)準(zhǔn)要求
電源100 V AC, +10%/-15%, 50 Hz,
120 V AC, +10%/-15%, 50 Hz,
200 V AC, +10%/-15%, 50 Hz,
230 V AC, +10%/-15%, 50 Hz,
100 V AC, +10%/-15%, 60 Hz,
120 V AC, +10%/-15%, 60 Hz,
230 V AC, +10%/-15%, 60 Hz
電源功耗 約 60 VA
電子輸入和輸出
模擬輸出 每組分，0/2/4~20mA，浮點，負(fù)載
zui大750 Ω
繼電器輸出8 個，帶轉(zhuǎn)向接點，可選，例如，
量程識別，載重能力， 24V
AC/DC/1A，浮點，無火花
二進制輸入3 個，為24V 設(shè)計，浮點
• 泵
• 自動標(biāo)定
• 幾個設(shè)備的同步化
串行接口RS 485
自動標(biāo)定功能分析儀使用環(huán)境空氣自動標(biāo)定（依
賴于被測組分），循環(huán)時間可調(diào)整
（從0(1) 到24 小時 ）
可選 8個附加二進制輸入和繼電器輸出
可供選擇，例如，用于外部自動標(biāo)
定，用于PROFIBUS PA 或是
PROFIBUS DP
外界環(huán)境
允許的環(huán)境溫度
• 操作時+5 ~ +45 °C
• 倉儲和運輸時-20 ~ +60 °C
允許的環(huán)境濕度< 90% RH（相對濕度）在倉儲和運
輸時
允許的壓力變動70 ~ 120 kPa
樣氣壓力
• 無泵非受壓式
• 有泵非受壓抽吸式
樣氣流量 72 ~120 l/h (1.1 to 2 l/min)
樣氣溫度0 ~ 50 °C
樣氣濕度< 90% RH （相對濕度）
無凝液