概述
OXYMAT 61型氧分析仪采用测量顺磁压力变化的方法来检测气体中氧浓度。
优势
- 用于参比气的集成气泵（可选择，如周围空气）
- 高线性
- 紧凑型设计
- 可以物理校准零点
应用
应用领域
- 环境保护
- 控制锅炉中的燃烧系统
- 质量监视（例如对超纯气体）
- 过程排气监控
- 过程优化
其它应用
- 化工厂
- 气体制造
- 研究与开发
设计
- 19" 机架式，具有 4 HU 高度
- 处于铰链机架中
- 处于有或无伸缩导轨的机柜中
- 前面板维护时可以放下来（连接便携式电脑）
- 用于样气进口和出口的气路连接件；管径 6 mm 或 ¼"
- 后面的气体连接和电气连接
显示和控制面板
- 大型液晶显示屏，用于同时显示以下各项：
- 测量值
- 状态栏
- 量程
- 可通过菜单操作调节液晶显示器的对比度
- LED背照明
- 配有五个软键的可清洗薄膜型键盘
- 可通过菜单操作实现参数化、测试功能、调整
- 纯文本用户帮助
- 可图形显示；时间间隔可设定
- 双语操作软件包括德语/英语、英语/西班牙语、英语/西班牙语、法语/英语、西班牙语/英语、意大利语/英语几种版本。
输入和输出
- 每种介质 1 路模拟量输出（0/2/4 ～ 20mA；NAMUR 可参数化）
- 6 个可自由组态的数字量输入（例如用于量程切换、处理来自样气制备的外部信号）
- 6 个继电器可以自由配置（用于故障处理、维护请求、维护开关、门限报警、连接外部电磁阀等）
- 两点模拟量输入可以配置（例如用于交叉干扰校正或连接外部压力传感器）
- 通过附加的 8 路数字量输入和 8 路继电器输出进行扩展，可使用最多 4 种校准气进行自动校准。
通信
基本装置配备了 RS485 接口（从后面板连接）。
选项
- RS 485/RS 232 转换器
- RS 485/以太网转换器
- RS 485/USB 转换器
- 通过PROFIBUS DP/PA接口连接到网络上
- 作为维修和维护工具的SIPROM GA 软件
OXYMAT 61，薄膜型键盘和图形显示
设计 – 与样气接触的部件，标准
气路 | 19" 机架式装置 | |
|---|---|---|
带有软管 | 衬套 | 不锈钢。材料号 1.4571 |
软管 | FKM (Viton) | |
样本室 | 不锈钢。材料号 1.4571 | |
用于样本室的装配件 | 不锈钢。材料号 1.4571 | |
节流器 | PTFE（特氟隆） | |
O 型密封圈 | FKM (Viton) | |
软管接头 | 聚酰亚胺6 | |
选项 | ||
|---|---|---|
流量指示器 | 测量管线 可变区域 悬浮边界 角件 | Duran 玻璃 Duran 玻璃，黑色 PTFE（特氟隆） FKM (Viton) |
压力开关 | 隔膜 外壳 | FKM (Viton) PA 6.3 T |
气路
气路插图的图例 | |||
|---|---|---|---|
1 | 样气进口 | 8 | 样气流路上的压力开关（可选） |
2 | 样气出口 | 9 | 限制器在参比气通道（出口） |
3 | 未用 | 10 | 用于参比气监视的压力开关 |
4 | 参比气入口 | 11 | 泵 |
5 | 推荐的参比气 | 12 | 过滤器 |
6 | O2 物理系统 | 13 | 样气气路中的流量指示器（选件） |
7 | 样气流路上的限流器 | 14 | 压力传感器 |
气路 OXYMAT 61 带有集成的参比气气泵（用于提供 1100hPa 压力）
OXYMAT 61 气路，参比气压力为 3,000 ～ 5,000 hPa
功能
和绝大多数气体相比，氧具有顺磁性。OXYMAT 61 型氧分析仪正是利用了这一原理来测量。
在不均匀磁场中，氧分子由于其顺磁性，朝强磁场方向移动。当两种具有不同氧含量的���体在磁场中相遇时，它们之间会产生压力差。
在 OXYMAT 61 中，这两种气体一种是参比气（N2、O2 或者空气）（1），另一种是样气（5）。参比气经过两个参比气通道（3）进入样气室（6）。其中一路参比气在磁场区域（7）和样气相遇。由于两个通道是相连的，与氧含量成正比的压力会引起交叉流动。微流量传感器（4）将该气流脉动转变为电信号。
OXYMAT 61，工作原理
微流量传感器中有两个被加热到大约 120 °C 的镀镍格栅，这两个镀镍格栅和两个电阻形成惠斯通电桥。脉动气流使镍格栅的电阻发生变化。这导致了电桥发生偏移，偏移量取决于样气中的氧含量。
微流量传感器位于参比气路中，不直接接触样气，所以样气的热导率、温度和样气的内部摩擦对测量结果都不产生任何影响。由于微流量传感器不会受到样气的直接影响，所以该设备还具有高度的抗腐蚀性。
通过使用强度交变的电场（8），微流量传感器不会检测背景气流，因此测量与仪器的工作位置无关。
样本室直接处于样气路径上，且容量很小，同时微流量传感器是一个低延迟传感器。这使得 OXYMAT 61 的响应时间非常短。
注
进入到分析仪的样气必须不含灰尘。要防止样本室内发生冷凝。因此，大多数应用中，测量工作有必要对气体进行改性。
基本特性
- 4 个可自由参数化的量程，还具有校正零点，所有量程均线性
- 电化隔离测量值输出 0/2/4 到 20mA（可为负）
- 可实现自动量程；还可以远程切换量程
- 仪器调整过程中可存储测量值
- 时间常数可选范围宽（静态/动态噪声抑制）；也就是说，分析仪的响应时间可以适应响应的测量任务
- 采用菜单操作，操作简单
- 低长期漂移
- 两个控制层，具有防止操作者意外和擅自访问的其自己代码
- 可参数化的自动测量范围校准
- 基于 NAMUR 建议进行操作
- 样气监测（可选）
- 可以定制分析仪选件，例如：
- 客户验收
- TAG 标签
- 漂移记录
- 使用数字薄膜键盘进行样气控制，并带有操作人员提示功能
- 短响应时间
- 参比气体供给有两种方式：外部供给（N2、O2 或空气，大约3,000 hPa），或通过内置参比气体泵（周围空气，约 1,100 hPa abs.）
- 使用参考气体连接监视参考气体；只能在带有内置参考气体泵的型号上实现
- 不同的最小测量范围 (2.0 % 或氧气时 5.0 % O2)，具体取决于型号。
- 用于对样气压力波动校准的内部压力传感器
零点误差/交叉灵敏性校正
伴生气体 （浓度为 100 vol. %） | 零点偏差 vol.% O2（值）中 |
|---|---|
有机气体 | |
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 |
异丁烷 C4H10 | -1.30 |
1-丁烯 C4H8 | -0.96 |
异丁烯 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 |
环己烷 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 |
异戊烷 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 |
惰性气体 | |
氦 He | +0.33 |
氖 Ne | +0.17 |
氩 Ar | -0.25 |
氪 Kr | -0.55 |
氙 Xe | -1.05 |
无机气体 | |
氨 NH3 | -0.20 |
溴化氢 HBr | -0.76 |
氯气 Cl2 | -0.94 |
HCl | -0.35 |
* N2O | -0.23 |
氟化氢 HF | +0.10 |
碘化氢 HI | -1.19 |
二氧化碳 CO2 | -0.30 |
一氧化碳 CO | +0.07 |
一氧化氮 NO | +42.94 |
氮气 N2 | 0.00 |
二氧化氮 NO2 | +20.00 |
二氧化硫 SO2 | -0.20 |
六氟化硫 SF6 | -1.05 |
硫化氢 H2S | -0.44 |
水 H2O | -0.03 |
氢气 H2 | +0.26 |
表 1：在 60 °C 和 1 000 hPa 压力下，使用氮气作为参比气时，由于一些伴生的气体的逆磁性和顺磁性而产生的零点误差（根据 IEC 1207/3 标准）
其它温度下的零点误差的变换：
在表 1 中列出的零点偏移必须乘以一个校正系数（K）：
- 逆磁性气体：k = 333 K / (ϑ [°C] + 273 K)
- 顺磁性气体：k = [333 K / (ϑ [°C] + 273 K)]2
所有逆磁性气体的零点偏差均为负
参比气
量程 | 建议参比气 | 参比气压力 | 备注 |
|---|---|---|---|
0 ～ vol.% O2 | N2 | 高于样气压力2,000 ～ 4,000 hPa（绝压5,000 hPa） | 参比气流量自动设置到 5 到 10ml/min |
... 至 100 vol.% O2 （校正零点，满刻度值为 100 vol.% O2） | O2 | ||
约 21 vol. % O2（校正零点，量程内 21 vol. % O2） | 空气 | 使用内部参比气气泵形成大气压力 |
