概述
CALOMAT 6 氣體分析儀主要用于定量確定數(shù)字量或準(zhǔn)數(shù)字量非腐蝕性氣體混合物中 H2 或 He 的含量。
如果某些氣體組分（如Ar，CO2，CH4，NH3）的熱導(dǎo)率同其它組分的熱導(dǎo)率差別顯著的話，CALOMAT 6 型熱導(dǎo)氣體分析儀也可用于測(cè)定樣品中這些氣體組分的濃度。
優(yōu)勢(shì)
- 利用微加工工藝制造的硅傳感器，使CALOMAT 6 分析儀的響應(yīng)時(shí)間（T90）非常短
- 基本硬件具有標(biāo)準(zhǔn)的適用性，量程動(dòng)態(tài)特性高 (如 0 - 1 %, 0 - 99%, 95 - 99% H2)
- 集成了交叉干擾校正功能，無(wú)需外部校正
- 開放式接口體系結(jié)構(gòu)（RS 485、RS 232、PROFIBUS）
- 用于傳輸維護(hù)和維修信息的 SIPROM GA 網(wǎng)絡(luò)（可選）
- 電子和分析儀部分：氣密性隔離、可吹掃、防護(hù)等級(jí) IP65，即使在嚴(yán)酷環(huán)境中也可達(dá)到長(zhǎng)使用壽命
- 用于區(qū)域分類 1 和分類 2 （根據(jù) 94/9/EC (ATEX 2G 和 ATEX 3G標(biāo)準(zhǔn))的 EEX（p）和 Class I Div 2 (CSA) Ex(n) 標(biāo)準(zhǔn)
應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域
- 純氣體監(jiān)測(cè)（Ar 中0~1% 的H2）
- 保護(hù)性氣體監(jiān)視（H2 中有0 ～ 2 % He 時(shí)）
- 氫氣監(jiān)測(cè)（Ar 中0~25 % 的H2）
- 合成氣體監(jiān)視（N2 中有0 ～ 25 % H2時(shí)）
- 氣體生產(chǎn)：
- N2中0~2% 的He
- O2中0~10 % 的Ar
- 化工應(yīng)用：
- 0 至 2 % H2 在NH3 中
- N2中50~70% H2
- 木材氣化（0~30%H2 CO/CO2/CH4中）
- 高爐氣體（0~5% H2CO/CO2/CH4/N2中）
- 酸性轉(zhuǎn)爐氣（含有0~20% H2 CO/CO2中）
- 氫冷發(fā)電機(jī)的設(shè)備監(jiān)測(cè)：
- 空氣中0~99%CO2/Ar
- CO2/Ar中0~99% H2
- 空氣中80~99%H2
- 用于分析易燃或非或在危險(xiǎn)區(qū)域（1 區(qū)和 2 區(qū)）中使用的蒸汽的型號(hào)
特殊型號(hào)
特殊應(yīng)用
除了標(biāo)準(zhǔn)組合之外，還可以根據(jù)要求提供特殊應(yīng)用（例如，較高的樣氣壓力：高達(dá)2,000 hPa 壓力）
設(shè)計(jì)
19" 機(jī)架式裝置
- 高度為 4HU 可安裝在
- 處于鉸鏈機(jī)架中
- 在帶有或不帶有伸縮導(dǎo)軌的機(jī)柜上
- 前面板維護(hù)時(shí)可以放下來(lái)（連接便攜式電腦）
- 內(nèi)部氣體路徑：不銹鋼硬管（材料編號(hào)：1.4571)
- 樣氣的入口和出口以及凈化氣的氣路連接：安裝配件，管路直徑 6 mm 或 ?"
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備
- 門機(jī)箱（IP65），分析儀和電子器件部分氣密隔離
- 可單獨(dú)吹掃兩個(gè)半塊外殼
- 不銹鋼氣路和殘端（材料編號(hào)：1.4571)
- 吹掃氣接頭：管徑 10 mm 或 3/8“
- 用于樣氣氣路入口和出口的氣路連接件：用于 6mm 或 ?" 管徑的夾環(huán)連接件
顯示和控制面板
- 大型液晶顯示屏，用于同時(shí)顯示以下各項(xiàng)：
- 測(cè)量值（數(shù)字和模擬量顯示）
- 狀態(tài)欄
- 量程
- 可通過(guò)菜單操作調(diào)節(jié)液晶顯示器的對(duì)比度
- LED背照明
- 配有五個(gè)軟鍵的可清洗薄膜型鍵盤
- 參數(shù)化、測(cè)試功能、調(diào)節(jié)用菜單式操作控制
- 純文本用戶幫助
- 可圖形顯示；時(shí)間間隔可設(shè)定
- 雙語(yǔ)操作軟件包括德語(yǔ)/英語(yǔ)、英語(yǔ)/西班牙語(yǔ)、英語(yǔ)/西班牙語(yǔ)、法語(yǔ)/英語(yǔ)、西班牙語(yǔ)/英語(yǔ)、意大利語(yǔ)/英語(yǔ)幾種版本。
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）
- 兩個(gè)模擬輸入可以配置（例如用于交叉干擾校正或連接外部壓力傳感器）
- 6 個(gè)可自由組態(tài)的數(shù)字量輸入（例如用于量程切換、處理來(lái)自樣氣制備的外部信號(hào)）
- 六個(gè)可任意配置的繼電器輸出（例如：用于故障報(bào)警、維護(hù)請(qǐng)求、超限報(bào)警、外接電磁閥）
- 通過(guò)附加的 8 路數(shù)字量輸入和 8 路繼電器輸出進(jìn)行擴(kuò)展（例如可使用最多 4 種校準(zhǔn)氣進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)）
通信
基本設(shè)備帶有 RS 485 接口（接口在后部，對(duì)于機(jī)架式裝置前面板后也有）
選件
- 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(guò)PROFIBUS DP/PA接口連接到網(wǎng)絡(luò)上
- 作為維修和維護(hù)工具的SIPROM GA 軟件
CALOMAT 6，薄膜型鍵盤和圖形顯示
設(shè)計(jì) – 與樣氣相接觸的部件
氣路 | 19" 機(jī)架式裝置 | 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 | 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 Ex | |
|---|---|---|---|---|
帶硬管 | 襯套 | 不銹鋼（材料號(hào) 1.4571） | ||
硬管 | 不銹鋼，材料編號(hào)：1.4571 | |||
采樣傳感器本體 | 不銹鋼，材料編號(hào)：1.4571 | |||
O 型密封圈 | FFKM – Chemraz | |||
傳感器 | 硅，SiOxNy，金、環(huán)氧樹脂和玻璃 | |||
緊密性 | 泄漏損失 < 1 μl/s | |||
CALOMAT 6，19" 機(jī)架式，氣路
CALOMAT 6，現(xiàn)場(chǎng)裝置，氣體路徑
功能
工作原理
測(cè)量原理基于氣體的不同導(dǎo)熱率。
CALOMAT 6 使用微型硅芯片產(chǎn)品，其測(cè)量膜配備了薄膜電阻。
這種電阻阻值隨溫度變化。根據(jù)樣氣的熱導(dǎo)率情況，需要一定的電流強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)這種“原始值”進(jìn)行進(jìn)一步電子處理，可以計(jì)算出氣體濃度。
傳感器位于恒溫控制的不銹鋼外殼中，以便防止受環(huán)境變化影響。
為了防止流量變化影響，把傳感器布置在了主氣路側(cè)面的一個(gè)孔內(nèi)。
注
進(jìn)入到分析儀的樣氣必須不含灰塵。在樣氣室內(nèi)要避免冷凝（樣氣的露點(diǎn)要小于環(huán)境溫度）。因此，大多數(shù)應(yīng)用中，測(cè)量工作有必要對(duì)氣體進(jìn)行改性。
CALOMAT，工作原理
基本特性
- 4 個(gè)可自由參數(shù)化的量程，還具有校正零點(diǎn)，所有量程均線性
- 最小滿量程可達(dá) 1% H2 （配有禁用零點(diǎn)：可 95 到 99% H2)
- 測(cè)量范圍識(shí)別
- 光電隔離測(cè)量值輸出0/2/4到20 mA（也倒相）
- 可以進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)量程轉(zhuǎn)換；還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程切換
- 儀器調(diào)整過(guò)程中可存儲(chǔ)測(cè)量值
- 時(shí)間常數(shù)可選范圍寬（靜態(tài)/動(dòng)態(tài)噪聲抑制）；也就是說(shuō)，分析儀的響應(yīng)時(shí)間可以根據(jù)相應(yīng)的測(cè)量任務(wù)調(diào)整
- 短響應(yīng)時(shí)間
- 低長(zhǎng)期漂移
- 測(cè)量點(diǎn)切換可以達(dá)到最多 6 個(gè)測(cè)量點(diǎn)（可編程）
- 測(cè)量范圍識(shí)別
- 測(cè)量點(diǎn)標(biāo)識(shí)
- 可連接外部壓力傳感器 – 用于樣氣波動(dòng)修正
- 自動(dòng)化量程標(biāo)定可組態(tài)
- 基于 NAMUR 建議進(jìn)行操作
- 兩個(gè)控制層，具有防止操作者意外和擅自訪問(wèn)的其自己代碼
- 使用數(shù)字薄膜鍵盤進(jìn)行樣氣控制，并帶有操作人員提示功能
- 可以定制分析儀選件，例如：
- 客戶驗(yàn)收
- TAG 標(biāo)簽
- 漂移記錄
- 按 O2 工況進(jìn)行清洗
滿量程
最小和量程取決于被測(cè)成分（氣體類型）和相應(yīng)應(yīng)用的具體情況。
以下所列的可能的最小量程是指 N2 作為伴隨氣體時(shí)。熱導(dǎo)率大于/小于 N2 的其它氣體，其可能達(dá)到的最小量程同樣也大于或小于氮?dú)獾淖钚×砍獭?/span>
組分 | 可能達(dá)到的最小量程 |
|---|---|
H2 | 0 ... 1 % (95 ... 99%) |
氦氣 | 0 ... 2 % |
Ar | 0 ... 10 % |
CO2 | 0 ... 20 % |
CH4 | 0 ... 15 % |
鼓風(fēng)爐氣體中的氫氣 H2 | 0 ... 10 % |
轉(zhuǎn)爐爐氣中的氫氣 H2 | 0 ... 20 % |
木材氣化的氫氣 H2 | 0 ... 30 % |
交叉干擾
要確定伴隨氣體與多種干擾氣體組分的交叉干擾，需要知道樣氣的組成。
下表所列的零點(diǎn)誤差，以各種情況下 10% 伴隨氣體（干擾氣體）中 H2 所占百分比表示。
組分 | 零點(diǎn)偏移 |
|---|---|
Ar | -1.28 % |
CH4 | +1.59 % |
C2H6（非線性回應(yīng)） | +0.04 % |
C3H8 | -0.80 % |
CO | -0.11 % |
CO2 | -1.07 % |
氦氣 | +6.51 % |
H2O（非線性回應(yīng)） | +1.58 % |
NH3（非線性回應(yīng)） | +1.3 % |
O2 | +0.18 % |
SF6 | -2.47 % |
SO2 | -1.34 % |
99% 空氣（干燥） | +0.27 % |
對(duì)于不同于 10 % 的伴隨氣體濃度，表中相關(guān)數(shù)值對(duì)應(yīng)的倍數(shù)提供了可接受的近似值。這對(duì)于高達(dá) 25 % 的伴隨氣體濃度有效（取決于氣體類型）。
大多數(shù)氣體混合物的熱導(dǎo)率都有非線性回應(yīng)。甚至模糊的結(jié)果，如，NH3/N2 的混合物，可以在特定的濃度范圍內(nèi)獲得。
除了零點(diǎn)誤差，還應(yīng)該注意特征曲線的梯度也受到伴隨氣體的影響。但是，這種影響對(duì)多數(shù)氣體可以忽略不計(jì)。
在通過(guò)附加分析儀 (ULTRAMAT 6/ULTRAMAT 23) 校正交叉干擾時(shí)，根據(jù)具體應(yīng)用，測(cè)量誤差可達(dá)到相應(yīng)應(yīng)用的最小測(cè)量范圍的 5 %。
交叉干擾校正舉例
接口電纜技術(shù)規(guī)格
波阻抗 | 100 ... 300 Ω，測(cè)量頻率 > 100kHz 時(shí) |
電纜電容 | 類型 < 60 pF/m |
芯線截面積 | > 0.22 mm2，對(duì)應(yīng)于 AWG 23 |
電纜類型 | 雙絞線，電纜部分的1 x 2 導(dǎo)線 |
信號(hào)衰減 | 在整個(gè)長(zhǎng)度上9 dB |
屏蔽方式 | 銅編織屏蔽或編織屏蔽和箔屏蔽 |
連接 | 插針3和插針8 |
總線終端電阻器
總線電纜個(gè)和個(gè)連接器的插針3-7和8-9必須進(jìn)行搭橋（請(qǐng)參見(jiàn)圖表）。
注
如果電纜長(zhǎng)度大于 500 m 或具有高干擾，我們建議應(yīng)在設(shè)備側(cè)安裝一個(gè)中繼器。
通過(guò) ELAN 總線最多可以校正 4 種成分，通過(guò)模擬輸入可以對(duì)一或兩種成分進(jìn)行交叉干擾校正。
總線電纜，配有插頭連接，示例
