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(nèi)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(jù)要求）氣體組分。
優(yōu)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(xiàn)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(jié)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(huán)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(qū)和 2 區(qū)（根據(jù) 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(jiān)測
- 汽車工業(yè)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(zhì)檢驗
- 環(huán)境保護
- 工作場所 TLV（閾限值）監(jiān)視
- 質(zhì)量監(jiān)控
- 防爆型，用于分析易燃或非或在危險區(qū)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(zhì)、采樣小室材質(zhì)（如鈦、哈氏合金 C22）和采樣組件等的特殊應用。
經(jīng)性能測試的型號 / QAL
用于根據(jù)第 13 和第 27 煙氣法規(guī)(BlmSchV) 和大氣質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)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(jù) EN15267 進行了性能測試的型號。
經(jīng)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(jīng)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(jù) 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(shù)據(jù)，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（）。隨后使用限流器將流量自動調(diào)節(jié)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(zhuǎn)動，以方便維修（連接便攜式電腦）
- 內(nèi)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(guān)，用于流量監(jiān)控（可選）。
現(xiàn)場設備
- 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
- 與樣氣接觸的部件可被加熱至 65牥C（可選）
- 氣路：氟橡膠軟管或硬質(zhì)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(shù)字和模擬量顯示）
- 狀態(tài)欄
- 量程
- 可通過菜單調(diào)節(jié)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(xiàn)參數(shù)化、測試功能、調(diào)整
- 純文本操作支持
- 可圖形顯示；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(zhì) 1 路模擬量輸出（0/2/4 — 20mA；NAMUR 可參數(shù)化）
- 兩路可自由組態(tài)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(tài)的數(shù)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(shù)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(yè)帶擴展功能的 AK 接口
- RS 485/RS 232 轉(zhuǎn)換器
- RS 485/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器
- RS 485/USB 轉(zhuǎn)換器
- 通過PROFIBUS DP/PA接口連接到網(wǎng)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(xiàn)場設備 | 現(xiàn)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： | ||||
| 鋁 | |||
| 鋁 | |||
| 不銹鋼（材料號 1.4571） O 型密封圈：FKM（如氟橡膠）或 FFKM（全氟橡膠） | |||
| 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 | 鈦 | ||
硬管 | 鈦， O 型密封圈：FKM（如氟橡膠）或 FFKM（全氟橡膠） | |||
樣本室： | ||||
| 鋁 | |||
| 鉭（只用于測量室長度20mm — 180mm） | |||
| 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： | ||||
| 鋁 | |||
| 鋁或鉭（鉭只用于測量室長度20mm — 180mm） | |||
| 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(xiàn)場設備 | 現(xiàn)場設備 Ex | |
|---|---|---|---|---|
流量指示器 | 測量管線 | Duran 玻璃 | - | - |
可變區(qū)域 | Duran 玻璃 | |||
懸浮邊界 | PTFE（特氟?。?/span> | |||
角件 | FKM（如氟橡膠） | |||
壓力開關(guān) | 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(xiàn)場設備 | 現(xiàn)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： | ||||
| 如：哈氏合金 C22 | |||
| 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(jié)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(guān)（可選） |
7 | IR 物理系統(tǒng) | ||
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(xiàn)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(cè)） |
2 | 樣氣出口 | 8 | 吹掃氣路入口 (分析儀一側(cè)) |
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(tǒng) |
5 | 吹掃氣路入口（電子組件一側(cè)） | 11 | 氣壓傳感器 |
6 | 吹掃氣路出口（電子組件一側(cè)） | ||
氣路 ULTRAMAT 6，現(xiàn)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(chǎn)生交叉干擾。ULTRAMAT 6 通道采用以下措施來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(tǒng)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(tǒng)。
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(jīng)衰減地到達右側(cè)檢測器（11）。樣氣束會通過樣本室（7），然后流到檢測器（10）左側(cè)，根據(jù)樣氣的濃度不同有或多或少的衰減。檢測氣室內(nèi)充滿了特定濃度的待測氣體組分。
檢測器被設計成雙層結(jié)構(gòu)。譜吸收波段的中間位置的光優(yōu)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(diào)節(jié)件（14）的位置，可以改變下層檢測氣室的紅外吸收。因此，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(zhuǎn)，并周期性的交替中斷兩個氣體射束。如果在樣本室中發(fā)生吸收，就會在兩個檢測器電平間產(chǎn)生脈動流，并由微流量傳感器（12）轉(zhuǎn)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(nèi)發(fā)生冷凝。因此，大多數(shù)應用中有必要對氣體進行改性。
在分析儀所處的環(huán)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(qū)別只是量程的參數(shù)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(jié)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(zhuǎn)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(diào)整過程中可存儲測量值
- 時間常數(shù)可選范圍寬（靜態(tài)/動態(tài)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(jiān)測（可選）
- 內(nèi)部壓力傳感器校正樣氣壓力在 700~1 200hPa 絕壓范圍內(nèi)的波動
- 校正過程氣體壓力變化時，可連接外部壓力傳感器，其量程為 700 ～ 1 500 hPa。
- 兩個控制等級具有獨立的碼，可以防止意外或未輸入
- 可配置的自動測量范圍校準
- 使用數(shù)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(jié)構(gòu)、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(zhuǎn)換為串聯(lián)（將氣體連接從通道 1 連接到后面的通道 2）
