ULTRAMAT 23 紅外氣體分析儀

 ----------- 小林
-----------www.siemens-xc.com
-----------

ULTRAMAT 23 氣體分析儀一次能夠測(cè)量四種氣體組分：zui多可測(cè)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(cè)量單元測(cè)量O2。
ULTRAMAT 23 基本類型可：
• 測(cè)量一種紅外氣體組分帶（或不帶）氧含量測(cè)量
• 測(cè)量二種紅外氣體組分帶（或不帶）氧含量測(cè)量
• 測(cè)量三種紅外氣體組分帶（或不帶）氧含量測(cè)量

 基本特性

• 使用環(huán)境空氣自動(dòng)標(biāo)定：氧含量標(biāo)定以及紅外成分的零點(diǎn)標(biāo)定取決于被測(cè)成分
• 多層檢測(cè)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(hù)的費(fèi)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(cè)，預(yù)防性維護(hù)，可幫助保養(yǎng)和維護(hù)人員，降低費(fèi)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(duì)于使用所有類型燃料（油、氣體和煤）的燃燒系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)它們的廢氣排放濃度；也可監(jiān)控?zé)岱贌龔S的運(yùn)行檢測(cè)
• 監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣
• 監(jiān)測(cè)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(cè)環(huán)境狀況
• 用于無潛在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中

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

特殊應(yīng)用
配置有兩個(gè)IR 組分且不帶泵的ULTRAMAT 23 型氣體分析儀可配兩個(gè)獨(dú)立的氣路。這樣，它就可以同時(shí)測(cè)量兩個(gè)采樣點(diǎn)，這種測(cè)量方式可用來測(cè)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(cè)系統(tǒng)以及過程與安全監(jiān)測(cè)。
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(cè)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(dú)立并可選擇的測(cè)量原理。

紅外氣體測(cè)量

ULTRAMAT 23 紅外氣體測(cè)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(gè)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(dòng)著樣氣的測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)室(11) 吸收，邊緣波段的光則被第二層檢測(cè)器室(2) 和第三層檢測(cè)器室(12) 吸收。
多層檢測(cè)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(cè)氣室的紅外吸收。因此，zui大限度減少某個(gè)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(cè)量氣室有紅外光被吸收，多層檢測(cè)氣室之間就會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)氣流，該氣流被微流量傳感器(3) 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
微流量傳感器中有兩個(gè)被加熱到120 °C 的鎳格柵，這兩個(gè)鎳格柵和兩個(gè)電阻形成惠斯通電橋。脈動(dòng)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(hào)的大小取決于氣體濃度。
注意：
進(jìn)入到分析儀的樣氣必須不含灰塵，同時(shí)還應(yīng)避免在測(cè)量氣室中出現(xiàn)凝液，這也是為什么大多數(shù)測(cè)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(cè)組分。

 氧含量測(cè)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(duì)于交叉干擾不敏感，諸如 CO2、CO、CH4、H2 等的影響。

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

■技術(shù)規(guī)格

概述
測(cè)量組分zui多4 個(gè)組分，其中zui多3 個(gè)紅外
組分和氧
測(cè)量量程每個(gè)參數(shù)2 個(gè)量程
顯示 帶LED 背光對(duì)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(jì)，外殼
重量大約10kg
保護(hù)等級(jí)， 19" 機(jī)架單元和臺(tái)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(hù)
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(diǎn)，負(fù)載
zui大750 Ω
繼電器輸出8 個(gè)，帶轉(zhuǎn)向接點(diǎn)，可選，例如，
量程識(shí)別，載重能力， 24V
AC/DC/1A，浮點(diǎn)，無火花
二進(jìn)制輸入3 個(gè)，為24V 設(shè)計(jì)，浮點(diǎn)
• 泵
• 自動(dòng)標(biāo)定
• 幾個(gè)設(shè)備的同步化
串行接口RS 485
自動(dòng)標(biāo)定功能分析儀使用環(huán)境空氣自動(dòng)標(biāo)定（依
賴于被測(cè)組分），循環(huán)時(shí)間可調(diào)整
（從0(1) 到24 小時(shí) ）
可選 8個(gè)附加二進(jìn)制輸入和繼電器輸出
可供選擇，例如，用于外部自動(dòng)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(shí)+5 ~ +45 °C
• 倉儲(chǔ)和運(yùn)輸時(shí)-20 ~ +60 °C
允許的環(huán)境濕度< 90% RH（相對(duì)濕度）在倉儲(chǔ)和運(yùn)
輸時(shí)
允許的壓力變動(dòng)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(duì)濕度）
無凝液