ULTRAMATOXYMAT 6 气体分析仪 红外和氧气体分析仪
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西安聚能仪器有限公司产品资料公司简介:西安聚能仪器有限公司是专业从事氧分析仪系列;微量水(露点) 分析仪系列;红外分析仪系列;热导分析仪系列以及焦炉煤气分析系统、水泥窑气体分析系统、冶金行业分析系统、电石炉尾气分析系统、CEMS烟气分析系统、化工行业气体分析系统等仪器的研发、生产、销售和服务为一体的高新技术企业。
公司依托多年来从事气体分析行业的经验和强大的技术优势,经过多年研制开发和应用实践,在监测技术方面,成功的研制出拥有自主知识产权的在线分析监测系统和新型氧分析仪系列;微量水(露点) 分析仪系列;红外分析仪系列;热导分析仪系列等;部分产品被空军列为装备。
公司多年来坚持贯彻“科技兴企”和“以人为本”发展战略,多渠道汇集人才,构筑高素质科技人才高地。
公司通过技术创新已在分析系统研制和生产方面拥有国际一流的专业技术和专有技术,以自主创新的知识产权引领我国分析系统高新技术产业化现代潮流,尤其是分析系统在国内具有特色的维护量小、长寿命预处理的专业技术,以其适应国内特别恶劣的工况条件,耐用、耐腐、可靠的技术倍受用户青睐,已在冶金、水泥、石化、化肥、环保、空分等领域获得广泛应用,并且得到用户的一直好评。
公司已通过ISO9001:2000质量体系认证。
走自有技术与国际先进技术相结合的道路是聚能公司的发展方向;同国际标准接轨、向国际市场靠拢、树立分析仪器及成套监测系统的优秀品牌是聚能公司的发展目标。
聚能公司将秉承“聚能在用户身边,用户在聚能心中;以顾客为关注焦点,让顾客满意”的服务宗旨;本着“求实、拼搏、创新、发展”的企业精神;坚持“技术为先、品质优良、服务一流、用户至上”的经营理念;以优化结构、壮大求实、提高效益、加快发展为主题,用更新的技术、更好的服务与我们的客户诚信合作、共图发展。
氧分析仪系列JNYQ- O-10系列型氧(氮)分析仪特点:∙标准270mm宽度3U高度机箱,适用于成套设备,也可用于实验室;∙抗H2、抗腐蚀传感器、抗交叉干扰,先进的数字处理技术;∙使用寿命:3年~4年;∙测量信号输出线性表达;∙手动/零点/终点校准;∙多种状态信号输出:声、光、画面、继电器、通讯信息;∙掉电保护,启动自恢复;∙数字化温度补偿;∙上下限无源触电;∙全中文菜单操作(英文版本订货说明);应用领域:JNYQ- O-10系列型分析仪器可用于热电、空分、水泥、冶金、化肥、化工、医疗、保鲜、环保、科研等领域(备注:100-O2= N2)。
1、电化学氧分析仪:相当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性,可以被电化学氧化或者还原。
利用这些反应,可以分辨气体成份、检测气体浓度。
电化学气体传感器分很多子类:(1)原电池型气体传感器(也称:加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器),他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了。
以氧气传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化。
电流的大小与氧气的浓度直接相关。
这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫、氯气等。
(2)恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析的传感器。
这种传感器已经成功地用于:一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是目前有毒有害气体检测的主流传感器。
(3)浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关,这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。
(4)极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧(气)浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测。
目前这种传感器的主要供应商遍布全世界,主要在德国、日本、美国,最近新加入几个欧洲供应商:英国、瑞士等。
2、顺磁式氧分析仪:顺磁式氧分析仪:根据氧气的体积磁化率比一般气体高得多,在磁场中具有极高的顺磁特性的原理制成的一种测量气体中含氧量的分析仪器。
顺磁式氧分析仪,也可叫做磁效应式氧分析仪、或磁式氧分析仪,我们通常通称为磁氧分析仪。
它一般分为热磁对流式、压力机械式和磁压力式氧分析仪三种。
物质的磁特性:任何物质在外界磁场的作用下都会被磁化,呈现出一定的磁特性。
物质在外加磁场中被磁化,其本身就会产生一个附加磁场,附加磁场与外磁场方向相同时,该物质就被外磁场吸引;附加磁场与外磁场方向相反时,则被外磁场排斥。
的采样式红外分析仪快20s 。
在传感器件与测量方法上的改进较少,而红外线气体分析仪智能化发展较为迅猛,使得仪器具备自动标定与补偿、自动识别图谱、实效预测和自动进行故障诊断等功能。
中国石化公司针对如何提高红外线气体分析仪的线性稳定性、重复性以及消除其零点漂移性进行了研究,结果表明调节气室长度,对该分析仪器量程进行改造,即将仪器原有0~100µL/L 的量程改为常量测量,与改造前相比,该仪器的稳定性、重复性以及零点均有所改善,因而该举措是行之有效的[4]。
2 红外线气体分析监测系统的应用长沙瑞控公司设计的JNYQ-I-44EX 隔爆型红外线气体分析仪,可实现单组份、双组份气体检测,且可以同时分析三种气体浓度,即两路红外测量和一路氧气测量。
该系统采用智能化数字处理技术实现气体浓度的分析,双气路与双通道的结构设计,有效提高了仪器的稳定性。
并且采用大气压力补偿,可降低环境大气压力变化对仪器测量的影响,电流环输出和开关量输出相互隔离,消除了外界各种干扰对仪器测量的影响,可用于工业流程和科学实验室中在线分析CO 、CO 2、CH 4、SO 2和NO 等气体浓度监测,具有自动化程度高、功能强、操作简便、灵敏度高、稳定性好、数字通信等特点[5-7]。
James 将非分散红外气体分析仪应用于微电子气相沉积过程中,金属烷基酰胺前驱体的测量。
利用非色散红外分析仪可测量气相沉积过程中金属前驱体戊基(二甲基胺)的分压,通过建立二甲基胺吸光度的函数,校准非色散红外分析仪的光学响应密度,并在流动试验中除去的物质质量之间的差异与流量,如重力测量和光学测定,在以上条件下可以检测到二甲基胺[8]。
植物表面附着的微藻与生物膜系统可以降低生物质回收的成本,是解决CO 2问题的一种具有潜力的方法[5]。
通过红外气体分析监测系统能够精确测量藻类生物膜上的CO 2固定能力,优化单细胞微藻的光合作用。
通过考虑样品气体与参比气体之间水蒸气浓度的差异,对气体分析仪进行了校正。
ULTRAMAT/OXYMAT 6气体分析仪General ■介绍ULTRAMAT/OXYMAT 6 型气体分析仪实际上是将ULTRAMAT 6型和OXYMAT 6型分析仪组装在一个单一机壳中。
ULTRAMAT 6型通道是根据交替红外双光束原理来高度选择性的测量那些红外吸收波段在2~9µm 范围内的气体,例如:CO 、CO 2、NO 、SO 2、NH 3、H 2O 、CH 4以及其它碳氢化合物。
OXYMAT 6通道采用测量顺磁压力变化的方法来检测气体中氧浓度。
ULTRAMAT/OXYMAT 6,19″机架式■特性• 气路采用耐腐蚀性材料(可选) -在测量高腐蚀性样气的应用中• 样气室可清扫-在污染环境下使用可以节约成本• 开放接口结构(RS485,RS232,PROFIBUS )• 用于维护和服务信息的SIPROM GA 网络(可选)ULTRAMAT 6通道• 双层检测气室和光耦合器,具有高灵敏度 -对复杂的气体混合物也能可靠测量• 检测极限值低-可测低浓度OXYMAT 6通道• 顺磁压力变化原理-小量程也可精确测量(0 ~ 0.5%或99.5 ~ 100%)-绝对线性• 检测元件不与样气接触-可以测量腐蚀性气体-使用寿命长• 通过选取合适的参比气体(空气或O 2),例如纯气体检测或空分中O 2浓度98~100%,可以实现零点自校正。
■应用一般应用• 焚烧装置中锅炉控制用测量• 烟气排放的参考参数(根据TA-Luft 13和17 BlmSchV 气体排放标准)• 焚烧厂烟气排放监测• 汽车工业(发动机性能检测系统)• 化工厂中的工艺气体浓度测量• 高纯气体的品质检验• 环境保护• 工作地点MAC 值监测• 质量监测特殊应用除ULTRAMAT 6和OXYMAT 6的标准应用之外,对于特殊应用,则气路材质、样气室材质和样气组成都可按需定制。
样气室的特殊材料(如钛,哈氏合金C22)■设计19"机架式• 高度4个HU 可安装在 -摆动框架上-机柜中,可带或不带滑轨• 前面面板能被放下(例如:连接便携式电脑)• 内部气路:FKM (Viton )软管、钛管或不锈钢管• 样品气进口与出口气路连接:管径为6mm 或1/4"• 前面板上安装样气流量计(ULTRAMAT 通道)(可选)• 测量气室(OXYMAT 通道)-带或不带流动型补偿支路-材质为不锈钢(型号:1.4571)或钽以防高腐蚀气体(如HCl 、 Cl 2、 SO 2、SO 3等)的腐蚀• 监测样气和(或)参比气(可选)(两个通道均可)显示和控制面板• 大屏幕LCD 可同时显示:-测量值(数字和模拟量显示)-分析仪状态-量程• 可通过菜单操作调节液晶显示器的对比度• 持久的LED 背光显示• 5位测量值显示(小数点也算1位)• 可擦洗的带有5个软键的膜状键盘/前面板• 通过菜单操作进行配置、功能测试、标定• 文本显示用户帮助• 可图形显示浓度趋势图;时间间隔可设定操作软件采用2种语言:德语/英语,英语/西班牙语,法语/英语,西班牙语/英语,意大利语/英语概述ULTRAMAT/OXYMAT 6气体分析仪概述输入和输出(每个通道)• 每个测量元件一个模拟输出• 两个可编程模拟量输入 (例如:用于校正交叉干扰或处理外部压力传感器信号)• 六个可任意配置的二进制输入 (例如:用于量程切换,处理来自采用条件的外部信号)• 六个可任意配置的继电器输出 (例如:用于故障显示、维护请求、超限报警、外接电磁阀)• 扩展后有八个二进制输入和八个继电器输出 (例如:可用来进行多达四种标气的自动标定)通讯RS 485为标准配置(在背面进行连接,19"机架式也可在前面板的背面进行连接)选项• 用于汽车工业带扩展功能的AK 接口• RS 232的转接器• TCP/IP 以太网的转接器• PROFIBUS-DP/-PA 网卡接入网络• 作为服务和维护工具的SIPROM GA 软件ULTRAMAT/OXYMAT 6,薄膜键盘和图形显示器ULTRAMAT/OXYMAT 6气体分析仪概述规格-与样气接触部件,标准特殊应用(示例)ULTRAMAT/OXYMAT 6气体分析仪概述规格-与样气接触部件,标准可选ULTRAMAT/OXYMAT 6气体分析仪概述气路ULTRAMAT/OXYMAT 6,气路(例如)红外通道,不带流动参比气室ULTRAMAT/OXYMAT 6,气路(例如)红外通道,带流动参比气室气路图注释1样气入口(OXYMAT 通道)9吹扫气2样气出口(OXYMAT 通道)10连接压力传感器3过滤器11限流器(参比气入口)4参比气入口12O 2测量单元5样气入口(ULTRAMAT 通道13压力传感器 样气流路上的限流器6样气出口口(ULTRAMAT 通道)14样气流路上的压力开关(可选)7参比气入口(ULTRAMAT 通道,可选)15样气流路上的流量计(可选)8参比气出口(ULTRAMAT 通道,可选)16红外测量单元ULTRAMAT/OXYMAT 6气体分析仪概述■原理测量原理,ULTRAMAT 通道ULTRAMAT 6气体分析仪采用交替红外双光束原理并使用双层检测气室和光耦合器来测量气体。
测量原理基于分子特定的红外光吸收波段。
对于不同气体,虽然其吸收波长各不相同,但也可能有部分重叠。
这导致产生交叉干扰。
ULTRAMAT 6通道采用以下措施来最大限度的降低这种交叉干扰:• 滤波气室(分光器)• 带有光耦合器的双层检测气室• 必要时可使用滤光片右图出示了分析仪的测量原理。
一个红外光源(1)被加热到约700 °C 。
光源发出的光经过分光器(3)被分成两路相等的光束(测量光束和参比光束)。
红外光源可左右移动以平衡光路系统。
分光器同时也起到滤波气室的作用。
参比光束通过充满N 2(非吸收红外光气体)的参比气室(8),然后未经衰减的到达右侧检测器(11)。
测量光束通过流动着样气的测量气室(7),并根据样气浓度的不同而产生或多或少的衰减后到达左侧检测器(10)。
检测气室内充满了特定浓度的待测气体组分。
检测气室被设计成双层检测气室。
光谱吸收波段的中间位置的光优先被上层检测气室吸收,边缘波段的光几乎同样程度地被上层检测气室和下层检测气室吸收。
上层检测气室和下层检测气室通过微流量传感器(12)连接在一起。
这种耦合意味着吸收光谱的带宽很窄。
光耦合器(13)延长了下层检测气室的光程长度。
改变光耦合器旋杆的位置(14)可以改变下层检测气室的红外吸收。
因此,最大限度减少某个干扰组分的影响是可能的。
斩波器(5)在分光器和气室之间旋转,交替地、周期性地斩断两束光线。
如果在测量气室有红外光被吸收,那么就将有一个脉冲气流被微流量传感器(12)转换成一个电信号。
微流量传感器中有两个被加热到大约120°C 的镍格栅,这两个镍格栅和两个补充电阻形成惠斯通电桥。
脉冲气流加上紧密排列的镍格栅导致电阻发生变化。
这使电桥产生补偿。
该补偿数值大小决定于样气浓度的大小。
注:样气进入时必须不含灰尘,同时还应避免在测量气室中出现水汽凝结,这也是为什么大多数测量任务都需要样气预处理的原因。
分析仪的外界气体,在很大范围内,不含高浓度的被测组分。
ULTRAMAT 6,测量原理图ULTRAMAT/OXYMAT 6气体分析仪概述测量原理,OXYMAT 通道和绝大部分气体相比,氧更具有顺磁性。
OXYMAT 6型氧分析仪正是利用了这一原理来测量O 2浓度。
在不均匀磁场中,氧分子由于其顺磁性,朝强磁场方向移动。
当不同氧气浓度的二种气体在同一磁场相遇时,他们之间就会产生一个压力差。
OXYMAT 6中,这两种气体一种是参比气(N 2,O 2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。
因这两个通道是连通的,所以与氧浓度成正比的压力差使得两路参比气在图中位置4处形成气流。
微流量传感器(4)测得该气流并将其转变为电信号微流量传感器中有两个被加热到大约120°C 的镍格栅,这两个镍格栅和两个补充电阻形成惠斯通电桥。
变化的气流导致镍格栅的电阻发生变化。
这使电桥产生补偿。
该补偿数值大小决定于样气中的氧浓度。
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,同时,这也避免了样气对微流量传感器的腐蚀,使得微流量传感器的抗腐性能大大提高。
通过变化磁场强度(8),使得微流量传感器上的背景气流不被检测。
仪器摆放的方向因而对测量也无影响。
OXYMAT 6型氧分析仪的响应时间非常短。
因为样气室(6)直接与样气气路(5)相连,体积小,使微流量传感器响应迅速。
由于在测量地点存在振动并可能因此产生测量误差(噪音),所以可额外增加一个传感器(10)作为振动传感器。
该传感器不通过气体,其信号可用来对测量结果进行补偿。
如果样气密度和参比气密度偏差超过参比气密度的50 %,补偿回路中的微流量传感器(10)也必须象检测传感器(4)一样在参比气吹扫下工作。
注:样气进入时必须不含灰尘,同时还应避免在测量气室中出现水汽凝结,这也是为什么大多数测量任务都需要样气预处理的原因。
OXYMAT 6,测量原理ULTRAMAT/OXYMAT 6气体分析仪概述基本特性• 每个测量通道都有四个可自由编程量程• 所有量程带零点自补偿• 测量范围识别• 每个测量通道都有一个电气隔离信号输出,输出可选0/2/4 ~20 mA • 自动量程或手动量程切换;也可遥控进行量程切换• 仪器调整过程中可存储测量值• 时间常数在较宽范围内可选(静态/动态噪声抑制);即分析仪的响应时间可与应用相匹配• 响应时间短• 长时间漂移小• 测量点选择器(最多6个测量点)(可编程)• 测量点识别• 样气流量监测(可选)• 两级独立密码设置可避免无意或其它无相关权限人员的输入• 自动量程标定可参数化• 简单容易的使用数字薄膜键盘进行菜单操作• 操作方式基于NAMUR 标准• 客户可按自己的要求选择:-工厂验收-标签-漂移记录• 耐腐蚀性气体的样气室ULTRAMAT 通道• 配流动参比气室的差比测量量程• 内部压力传感器校正样气压力在600~1200hPa 绝压范围内的波动• 可连接外部压力传感器—只使用硬管气路—来校正工艺气在600 ~1500hPa 绝压范围的波动(可选)• 耐腐蚀性气体的样气室(如,钽涂层或哈氏合金C22)OXYMAT 通道• 样气监测和(或)参比气监测(可选)• 最小量程不同(0.5 %, 2.0 %或5.0 % O 2)• 分析部分带流动型补偿回路(可选):气流流过该补偿回路以减小因样气和参比气密度相差太大时产生的振动偏差• 内部压力传感器校正样气压力在500~2000hPa 绝压范围内的波动• 使用硬管气路时,可连接外部压力传感器来校正工艺气在高达3000hPa 绝压范围内的压力波动• 参比气接入压力为3000~4000 hPa 时进行参比气压力监测(可选)ULTRAMAT/OXYMAT 6气体分析仪概述参比气表2 在参比气温度为60 °C、压力为1000 hPa绝压、并以N2作参比气情况下,各顺磁性或逆磁性气体测得的零点误差(根据IEC 1207/3)其它温度下的零点误差的变换:在其它温度下,表2中的零点误差需要乘以一个温度修正系数( 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误差均为负值)概述■集成通讯通讯装置6系列气体分析仪(ULTRAMAT6、OXYMAT6、OXYMAT 61、ULTRAMAT/OXYMAT 6、FIDAMAT 6和CALOMAT 6)以及ULTRAMAT 23,都提供下列通讯方面设备:• RS485接口• PROFIBUS DP/PA• AK接口(只适用于OXYMAT 6,ULTRAMAT/OXYMAT 6)RS485接口(ELAN)标准的集成串行接口,可以通过内部总线(ELAN)在多台气体分析仪之间实现通讯。