概述
CALOMAT 6 气体分析仪主要用于定量确定数字量或准数字量非腐蚀性气体混合物中 H2 或 He 的含量。
如果某些气体组分（如Ar，CO2，CH4，NH3）的热导率同其它组分的热导率差别显著的话，CALOMAT 6 型热导气体分析仪也可用于测定样品中这些气体组分的浓度。
优势
- 利用微加工工艺制造的硅传感器，使CALOMAT 6 分析仪的响应时间（T90）非常短
- 基本硬件具有标准的适用性，量程动态特性高 (如 0 - 1 %, 0 - 99%, 95 - 99% H2)
- 集成了交叉干扰校正功能，无需外部校正
- 开放式接口体系结构（RS 485、RS 232、PROFIBUS）
- 用于传输维护和维修信息的 SIPROM GA 网络（可选）
- 电子和分析仪部分：气密性隔离、可吹扫、防护等级 IP65，即使在严酷环境中也可达到长使用寿命
- 用于区域分类 1 和分类 2 （根据 94/9/EC (ATEX 2G 和 ATEX 3G标准)的 EEX（p）和 Class I Div 2 (CSA) Ex(n) 标准
应用
应用领域
- 纯气体监测（Ar 中0~1% 的H2）
- 保护性气体监视（H2 中有0 ～ 2 % He 时）
- 氢气监测（Ar 中0~25 % 的H2）
- 合成气体监视（N2 中有0 ～ 25 % H2时）
- 气体生产：
- N2中0~2% 的He
- O2中0~10 % 的Ar
- 化工应用：
- 0 至 2 % H2 在NH3 中
- N2中50~70% H2
- 木材气化（0~30%H2 CO/CO2/CH4中）
- 高炉气体（0~5% H2CO/CO2/CH4/N2中）
- 酸性转炉气（含有0~20% H2 CO/CO2中）
- 氢冷发电机的设备监测：
- 空气中0~99%CO2/Ar
- CO2/Ar中0~99% H2
- 空气中80~99%H2
- 用于分析易燃或非或在危险区域（1 区和 2 区）中使用的蒸汽的型号
特殊型号
特殊应用
除了标准组合之外，还可以根据要求提供特殊应用（例如，较高的样气压力：高达2,000 hPa 压力）
设计
19" 机架式装置
- 高度为 4HU 可安装在
- 处于铰链机架中
- 在带有或不带有伸缩导轨的机柜上
- 前面板维护时可以放下来（连接便携式电脑）
- 内部气体路径：不锈钢硬管（材料编号：1.4571)
- 样气的入口和出口以及净化气的气路连接：安装配件，管路直径 6 mm 或 ¼"
现场设备
- 门机箱（IP65），分析仪和电子器件部分气密隔离
- 可单独吹扫两个半块外壳
- 不锈钢气路和残端（材料编号：1.4571)
- 吹扫气接头：管径 10 mm 或 3/8“
- 用于样气气路入口和出口的气路连接件：用于 6mm 或 ¼" 管径的夹环连接件
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（数字和模拟量显示）
- 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
- 参数化、测试功能、调节用菜单式操作控制
- 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）
- 两个模拟输入可以配置（例如用于交叉干扰校正或连接外部压力传感器）
- 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）
- 六个可任意配置的继电器输出（例如：用于故障报警、维护请求、超限报警、外接电磁阀）
- 通过附加的 8 路数字量输入和 8 路继电器输出进行扩展（例如可使用最多 4 种校准气进行自动校准）
通信
基本设备带有 RS 485 接口（接口在后部，对于机架式装置前面板后也有）
选件
- 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
CALOMAT 6，薄膜型键盘和图形显示
设计 – 与样气相接触的部件
气路 | 19" 机架式装置 | 现场设备 | 现场设备 Ex | |
|---|---|---|---|---|
带硬管 | 衬套 | 不锈钢（材料号 1.4571） | ||
硬管 | 不锈钢，材料编号：1.4571 | |||
采样传感器本体 | 不锈钢，材料编号：1.4571 | |||
O 型密封圈 | FFKM – Chemraz | |||
传感器 | 硅，SiOxNy，金、环氧树脂和玻璃 | |||
紧密性 | 泄漏损失 < 1 μl/s | |||
CALOMAT 6，19" 机架式，气路
CALOMAT 6，现场装置，气体路径
功能
工作原理
测量原理基于气体的不同导热率。
CALOMAT 6 使用微型硅芯片产品，其测量膜配备了薄膜电阻。
这种电阻阻值随温度变化。根据样气的热导率情况，需要一定的电流强度。通过对这种“原始值”进行进一步电子处理，可以计算出气体浓度。
传感器位于恒温控制的不锈钢外壳中，以便防止受环境变化影响。
为了防止流量变化影响，把传感器布置在了主气路侧面的一个孔内。
注
进入到分析仪的样气必须不含灰尘。在样气室内要避免冷凝（样气的露点要小于环境温度）。因此，大多数应用中，测量工作有必要对气体进行改性。
CALOMAT，工作原理
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
- 最小满量程可达 1% H2 （配有禁用零点：可 95 到 99% H2)
- 测量范围识别
- 光电隔离测量值输出0/2/4到20 mA（也倒相）
- 可以进行自动或手动量程转换；还可以进行远程切换
- 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根据相应的测量任务调整
- 短响应时间
- 低长期漂移
- 测量点切换可以达到最多 6 个测量点（可编程）
- 测量范围识别
- 测量点标识
- 可连接外部压力传感器 – 用于样气波动修正
- 自动化量程标定可组态
- 基于 NAMUR 建议进行操作
- 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
- 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
- 可以定制分析仪选件，例如：
- 客户验收
- TAG 标签
- 漂移记录
- 按 O2 工况进行清洗
满量程
最小和量程取决于被测成分（气体类型）和相应应用的具体情况。
以下所列的可能的最小量程是指 N2 作为伴随气体时。热导率大于/小于 N2 的其它气体，其可能达到的最小量程同样也大于或小于氮气的最小量程。
组分 | 可能达到的最小量程 |
|---|---|
H2 | 0 ... 1 % (95 ... 99%) |
氦气 | 0 ... 2 % |
Ar | 0 ... 10 % |
CO2 | 0 ... 20 % |
CH4 | 0 ... 15 % |
鼓风炉气体中的氢气 H2 | 0 ... 10 % |
转炉炉气中的氢气 H2 | 0 ... 20 % |
木材气化的氢气 H2 | 0 ... 30 % |
交叉干扰
要确定伴随气体与多种干扰气体组分的交叉干扰，需要知道样气的组成。
下表所列的零点误差，以各种情况下 10% 伴随气体（干扰气体）中 H2 所占百分比表示。
组分 | 零点偏移 |
|---|---|
Ar | -1.28 % |
CH4 | +1.59 % |
C2H6（非线性回应） | +0.04 % |
C3H8 | -0.80 % |
CO | -0.11 % |
CO2 | -1.07 % |
氦气 | +6.51 % |
H2O（非线性回应） | +1.58 % |
NH3（非线性回应） | +1.3 % |
O2 | +0.18 % |
SF6 | -2.47 % |
SO2 | -1.34 % |
99% 空气（干燥） | +0.27 % |
对于不同于 10 % 的伴随气体浓度，表中相关数值对应的倍数提供了可接受的近似值。这对于高达 25 % 的伴随气体浓度有效（取决于气体类型）。
大多数气体混合物的热导率都有非线性回应。甚至模糊的结果，如，NH3/N2 的混合物，可以在特定的浓度范围内获得。
除了零点误差，还应该注意特征曲线的梯度也受到伴随气体的影响。但是，这种影响对多数气体可以忽略不计。
在通过附加分析仪 (ULTRAMAT 6/ULTRAMAT 23) 校正交叉干扰时，根据具体应用，测量误差可达到相应应用的最小测量范围的 5 %。
交叉干扰校正举例
接口电缆技术规格
波阻抗 | 100 ... 300 Ω，测量频率 > 100kHz 时 |
电缆电容 | 类型 < 60 pF/m |
芯线截面积 | > 0.22 mm2，对应于 AWG 23 |
电缆类型 | 双绞线，电缆部分的1 x 2 导线 |
信号衰减 | 在整个长度上9 dB |
屏蔽方式 | 铜编织屏蔽或编织屏蔽和箔屏蔽 |
连接 | 插针3和插针8 |
总线终端电阻器
总线电缆个和个连接器的插针3-7和8-9必须进行搭桥（请参见图表）。
注
如果电缆长度大于 500 m 或具有高干扰，我们建议应在设备侧安装一个中继器。
通过 ELAN 总线最多可以校正 4 种成分，通过模拟输入可以对一或两种成分进行交叉干扰校正。
总线电缆，配有插头连接，示例
