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OXYMAT 7 模塊的功能基于順磁交變壓力原理，用于測(cè)量氣體中的含氧量。
順磁交變壓力原理
檢測(cè)單元與樣氣無接觸
可通過物理方式抑制零點(diǎn)，例如在 98% 或 99.5% 至 100% O2 量程內(nèi)
Ex (p) 適用于 Zone 1 和 2，通過 ATEX-/IECEx 認(rèn)證，可使用易燃?xì)怏w
高壓型的結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)模塊，氧氣管路
高壓型的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)模塊，氧氣管路
高壓型帶有可選的壓力開關(guān)，用于監(jiān)視參比氣體壓力
氣路平面圖，高壓型帶有可選的壓力開關(guān)，用于監(jiān)視參比氣體壓力
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高壓型帶有可選的壓力開關(guān)，用于監(jiān)視參比氣體壓力 |
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|---|---|
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參比氣壓力 |
2000 … 4000 hPa，高于樣氣壓力，但為 5000 hPa |
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樣氣壓力 |
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500 ... 1500 hPa（絕壓） |
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500 ... 2 500 hPa（絕壓），帶內(nèi)部壓力傳感器 500 ... 3000 hPa（絕對(duì)），帶外部壓力傳感器 |
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樣氣路徑 |
帶軟管或帶硬管 |
低壓型帶有外部參比氣體泵
氣路平面圖，低壓型帶有外部參比氣泵，帶軟管
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低壓型帶有外部參比氣體泵 |
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|---|---|
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參比氣壓力 |
100 hPa 高于樣氣壓力（低壓型），用于連接外部泵 |
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樣氣壓力 |
空氣壓力 ±50 hPa |
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樣氣路徑 |
帶有軟管 |
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參比氣氣路 |
帶有軟管 |
氧具有很高的順磁性。這種凸出的順磁性可用來以物理方式對(duì)氧進(jìn)行分析。
不均勻磁場(chǎng)中的氧分子總是向場(chǎng)強(qiáng)更高的方向移動(dòng)。這就導(dǎo)致在場(chǎng)強(qiáng)較高的位置樣氣濃度也較高（氧的分壓較高）。如果含有不同氧含量的兩種氣體在磁場(chǎng)中混合，那么它們之間就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力差（O2 分壓）。
由于測(cè)量總是基于兩種氣體的氧含量差進(jìn)行，我們就將這種兩種分別稱作“樣氣”和“參比氣”。
為了在 OXYMAT 7 中測(cè)量樣氣，需要讓參比氣（N2、O2 或空氣）經(jīng)兩個(gè)通道流到樣氣室 (6) 中。其中一部分氣體進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域中的測(cè)量室 (7)。如果樣氣不含 O2，那么參比氣可以自由流出。但是，如果樣氣含有 O2，氧分子就會(huì)在磁場(chǎng)區(qū)域中濃集。參比氣隨后就不再能自由流出。兩倍參比氣入口之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變壓力。此壓力隨磁場(chǎng)進(jìn)行階躍脈動(dòng)，其大小取決于氧的濃度。這會(huì)導(dǎo)致微流量傳感器 (4) 中產(chǎn)生交變流量。
微流量傳感器中有兩個(gè)被加熱到大約 120oC 的鍍鎳格柵，這兩個(gè)鍍鎳格柵和兩個(gè)電阻形成惠斯通電橋。脈動(dòng)的氣流導(dǎo)致鍍鎳格柵的電阻發(fā)生變化。電橋中所產(chǎn)生的偏移是樣氣中樣氣濃度的量度。
因?yàn)槲⒘髁總鞲衅魑挥趨⒈葰饴分?，因此樣氣的熱?dǎo)率、比熱或內(nèi)部摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果都不產(chǎn)生影響。另外，通過這種安排，還可為微流量傳感器提供保護(hù)，防止其受到樣氣的腐蝕。
其它信息
振蕩磁場(chǎng) (8) 意味著檢測(cè)不到微流量傳感器處的基本流量。因此，測(cè)量值與模塊的工作位置或樣氣室的位置無關(guān)。
樣本室直接處于樣氣路徑上，且容量很小，同時(shí)微流量傳感器是一個(gè)低延遲傳感器。因此可實(shí)現(xiàn)極短的響應(yīng)時(shí)間。
安裝位置處的振動(dòng)可干擾測(cè)量信號(hào)（例如，輸出信號(hào)產(chǎn)生較大波動(dòng)）。通過另外一個(gè)（可選的）微流量傳感器 (10)（用作振動(dòng)傳感器），可對(duì)這種行為加以補(bǔ)償。由于樣氣和參比氣之間的較大密度差會(huì)進(jìn)一步放大振動(dòng)的不利影響，參比氣被分流到補(bǔ)償微流量傳感器 (10) 和樣氣微流量傳感器 (4)。
進(jìn)入到分析儀的樣氣必須不含灰塵。必須防止樣品室中發(fā)生冷凝。因此，大多數(shù)應(yīng)用中有必要對(duì)氣體進(jìn)行改性。
流動(dòng)的參比氣可防止微流量傳感器受損，并保持模塊的測(cè)量能力。
OXYMAT 7，工作原理
Technical features
Depending on the reference gas, the physical zero point can be set between 0% and 100% oxygen.
Features
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Measuring range |
Recommended reference gas |
Reference gas connection pressure |
Comments |
|---|---|---|---|
|
0 to … vol.% O2 |
N2 |
2 000 … 4 000 hPa above sample gas pressure (max. 5 000 hPa absolute) |
The reference gas flow is set automatically to 5 … 10 ml/min (up to 20 ml/min with flow-type compensation branch) |
|
... to 100 vol.% O21) |
O2 |
2 000 … 4 000 hPa above sample gas pressure (max. 5 000 hPa absolute) |
|
|
Approx. 21 vol.% O22) |
Air |
100 hPa with respect to sample gas pressure, which may vary by max. 50 hPa around the air pressure |
1) Suppressed zero point with measuring range end value 100 vol.% O2.
2) Suppressed zero point with 21 vol.% O2 within the measuring span.
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Accompanying gas |
Zero point deviation |
|---|---|
|
Organic gases |
|
|
Ethane C2H6 |
-0.49 |
|
Ethene (ethylene) C2H4 |
-0.22 |
|
Ethine (acetylene) C2H2 |
-0.29 |
|
1,2-butadiene C4H6 |
-0.65 |
|
1,3-butadiene C4H6 |
-0.49 |
|
N-butane C4H10 |
-1.26 |
|
Isobutane C4H10 |
-1.30 |
|
1-butene C4H8 |
-0.96 |
|
Isobutene C4H8 |
-1.06 |
|
Dichlorodifluoromethane (R12) CCl2F2 |
-1.32 |
|
Acetic acid CH3COOH |
-0.64 |
|
N-heptane C7H16 |
-2.40 |
|
N-hexane C6H14 |
-2.02 |
|
Cyclo-hexane C6H12 |
-1.84 |
|
Methane CH4 |
-0.18 |
|
Methanol CH3OH |
-0.31 |
|
N-octane C8H18 |
-2.78 |
|
N-pentane C5H12 |
-1.68 |
|
Isopentane C5H12 |
-1.49 |
|
Propane C3H8 |
-0.87 |
|
Propylene C3H6 |
-0.64 |
|
Trichlorofluoromethane (R11) CCl3F |
-1.63 |
|
Vinyl chloride C2H3Cl |
-0.77 |
|
Vinyl fluoride C2H3F |
-0.55 |
|
1,1 vinylidene chloride C2H2Cl2 |
-1.22 |
|
Inert gases |
|
|
Helium He |
+0.33 |
|
Neon Ne |
+0.17 |
|
Argon Ar |
-0.25 |
|
Krypton Kr |
-0.55 |
|
Xenon Xe |
-1.05 |
|
Inorganic gases |
|
|
Ammonia NH3 |
-0.20 |
|
Hydrogen bromide HBr |
-0.76 |
|
Chlorine Cl2 |
-0.94 |
|
Hydrogen chloride HCl |
-0.35 |
|
Dinitrogen monoxide N2O |
-0.23 |
|
Hydrogen fluoride HF |
+0.10 |
|
Hydrogen iodide HI |
-1.19 |
|
Carbon dioxide CO2 |
-0.30 |
|
Carbon monoxide CO |
+0.07 |
|
Nitrogen oxide NO |
+42.94 |
|
Nitrogen N2 |
0.00 |
|
Nitrogen dioxide NO2 |
+20.00 |
|
Sulfur dioxide SO2 |
-0.20 |
|
Sulfur hexafluoride SF6 |
-1.05 |
|
Hydrogen sulfide H2S |
-0.44 |
|
Water H2O |
-0.03 |
|
Hydrogen H2 |
+0.26 |
Zero point error due to diamagnetism or bagnetism of some accompanying gases with reference to nitrogen at 60 °C und 1 000 hPa absolute (according to IEC 1207/3)
Conversion to other temperatures:
The zero point deviations listed in the table must be multiplied by an adjustment factor (k):
All diamagnetic gases have a negative deviation from zero point.
技術(shù)數(shù)據(jù)基于 EN 61207-1 的定義。
除非另有規(guī)定，下面列出的數(shù)據(jù)與以下測(cè)量條件相關(guān)：
|
測(cè)量條件 |
|
|---|---|
|
環(huán)境溫度 |
25°C |
|
氣壓 |
氣壓（約 1000 hPa） |
|
樣氣流量 |
0.6 l/min（或 Nl/min） |
|
參比氣體 |
氮?dú)? |
|
安裝地點(diǎn) |
無振動(dòng)和沖擊 |
|
OXIMAT 7 模塊 |
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|---|---|
|
一般信息 |
|
|
重量 |
約 5.5 kg（標(biāo)準(zhǔn)型） |
|
量程 |
|
|
量程數(shù)目 |
最多 4 個(gè)；可任意分配參數(shù) |
|
可在量程內(nèi)分配參數(shù) |
|
|
0.5%、1%、2% 或 5% O2 |
|
100% O2 |
|
氣體進(jìn)口條件 |
|
|
樣氣壓力 |
|
|
500 … 1500 hPa（絕壓） |
|
空氣壓力 ± 50 hPa |
|
500 … 3000 hPa（絕對(duì)）； |
|
|
|
500 … 2 500 hPa（絕壓） |
|
800 … 1100 hPa（絕壓） |
|
參比氣壓力 |
|
|
高于樣氣壓力 2000 hPA（在允許的參考?xì)鈮悍秶?2500 至 5000 hPa（絕對(duì)）內(nèi)） |
|
高于樣氣壓力 100 hPa |
|
樣氣進(jìn)口與樣氣出口之間的壓降 |
< 100 hPa，1 l/min 時(shí) |
|
樣氣流量 |
18 ... 60 l/h (0.3 … 1 l/min) |
|
樣氣溫度 |
0 … 60℃ |
|
樣氣濕度（相對(duì)濕度） |
<90%（需避免氣路內(nèi)發(fā)生冷凝） |
|
樣氣室溫度 |
|
|
標(biāo)準(zhǔn)型號(hào) |
約 72°C |
|
時(shí)間響應(yīng) |
|
|
室溫下的預(yù)熱時(shí)間 |
<2 小時(shí) |
|
響應(yīng)特性 |
|
|
≤ 1.9 s; ≤ 2.4 s（現(xiàn)場(chǎng)模塊，包括滅火器） |
|
≤ 1.1 s; < 1.6 s（現(xiàn)場(chǎng)模塊） |
|
測(cè)量響應(yīng) |
|
|
輸出信號(hào)波動(dòng)，靜態(tài)阻尼常量 0 s，動(dòng)態(tài)噪聲抑制 5%/10 s |
≤ 最小量程的 ±0.5%（噪聲帶相當(dāng)于 1% = 6σ 值或者 0.333% = 2σ 值），已激活振動(dòng)補(bǔ)償： < 值的 1.5 倍 |
|
檢測(cè)限值 |
根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)，小于最小量程的 1%（已激活振動(dòng)補(bǔ)償時(shí)：< 值的 1.5 倍） |
|
測(cè)量值漂移 |
|
|
≤ 最小量程的 ±0.5%/月或者 ≤ ±50 vpm O2/月，取其較大值 |
|
≤ 當(dāng)前量程的 ±0.5%/月或者 ±50 vpm O2/月，取其較大值 |
|
重復(fù)精度 |
|
|
≤ 最小量程的 ±0.5%/月或者 ≤ ±50 vpm O2/月，取其較大值 |
|
≤ 當(dāng)前量程的 ±0.5%/月或者 ≤ ±50 vpm O2，取其較大值 |
|
干燥環(huán)境空氣時(shí)的線性誤差1) |
< 0.1% |
|
影響變量 |
|
|
環(huán)境溫度 |
|
|
≤ 最小量程的 0.5%/10 K 或 ≤ 50 vpm O2/10 K，取其較大值 |
|
≤ 當(dāng)前量程的 0.5%/10 K 或 ≤ 50 vpm O2/10 K，取其較大值 |
|
樣氣壓力 |
|
|
≤ 最小量程的 0.2% /1% 壓力變化或 ≤ 50 vpm O2/1% 壓力變化，以較大值為準(zhǔn) |
|
≤ 當(dāng)前量程的 0.2% /1% 壓力變化，或 ≤50 vpm O2/1% 壓力變化，以較大者為準(zhǔn) |
|
樣氣流量 |
|
|
在允許的流量范圍（0.3 至 1 l/min）內(nèi)，對(duì)于每 0.1 l/min 的流量變化，≤ 最小量程的 1% 或 ≤ 50 vpm O2，取其較大值 |
|
在允許的流量范圍（0.3 至 1 l/min）內(nèi)，對(duì)于每 0.1 l/min 的流量變化，≤ 當(dāng)前量程的 1%或 ≤ 50 vpm O2，取其較大值 |
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伴生氣體 |
零點(diǎn)偏差（交叉靈敏度），符合標(biāo)準(zhǔn) EN 61207-3 的表 A.1 |
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電源電壓 |
< 當(dāng)前量程的 0.1%（在標(biāo)稱使用范圍內(nèi)） |
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電氣輸入和輸出 |
|
|
模擬量和數(shù)字量接口 |
參見基本單元 |
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氣體連接 |
|
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連接配件 |
外徑為 6 mm 的管連接 |
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氣候條件 |
|
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貯存和運(yùn)輸 |
-30 至 70℃ |
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允許環(huán)境溫度2) |
0 ~ 50℃ |
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貯存、運(yùn)輸或運(yùn)行期間的相對(duì)濕度 (RH) |
< 90%（需避免安裝的部件上發(fā)生冷凝） |
1) 由于氧氣含量的現(xiàn)有濕度相對(duì)降低，因此，未處理的環(huán)境空氣包含低于 20.95% 的 O2（文獻(xiàn)數(shù)值）。
2)與 ULTRAMAT 7 模塊一起安裝時(shí)的限制：5 … 45℃。
用于樣氣氣路入口和出口的氣路連接件,參比氣體管件，6 mm 管直徑
現(xiàn)場(chǎng)模塊的氣體接頭
墻壁安裝型設(shè)備，底部
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