概述
ULTRAMAT/OXYMAT 6 气体分析仪两个分析仪将 ULTRAMAT 6 和 OXYMAT 6 分析仪组装在一个同一机壳中。
ULTRAMAT 6 测量通道按 NDIR 双光束差分模式工作，并高选择性测量吸收带位于 2 至 9 µm 红外波长范围内的气体，如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氨气、水、甲烷以及其它烃。
OXYMAT 6 测量通道采用交变顺磁压力方法来检测气体中氧浓度。
优势
- 气路采用耐腐蚀性材料（可选）
- 可用于测量强腐蚀性样气
- 可根据需要现场清洁样本室。
- 由于污染后可以重新使用，因此可节约成本
- 开放式接口体系结构（RS 485、RS 232、PROFIBUS）
- 用于维护和服务信息的 SIPROM GA 网络（可选）
ULTRAMAT 通道
- 双层检测器和光耦合器，选择性好
- 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 通道
- 顺磁压力变化原理
- 小量程测量（0 ～ 0.5% 或 99.5 ～ 99%）O2）
- 线性
- 检测单元与样气无接触
- 可用于测量腐蚀性气体
- 使用寿命长
- 通过选取合适的参比气体（空气或 O2），例如纯气体检测或空分中 O2 浓度 98 ～ 99%，可以实现零点自校正。
应用
应用领域
- 在焚烧厂中用作锅炉控制测量
- 焚化装置排放监测
- 汽车工业测量（试验台）
- 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
- 工作场所 TLV（阈限值）监视
- 质量监控
特殊型号
特殊应用
除标准组合外，还可按需提供涉及气路材质、采样小室材质（如钛、哈氏合金 C22）和采样组件等的特殊应用。
经性能测试的型号 / QAL
用于根据第 13 和第 27 烟气法规(BlmSchV) 和大气质量控制技术规范 (TA Luft) 测量一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫和氧气，提供了根据 EN 15267 进行了性能测试的 ULTRAMAT/OXYMAT 6 型号。
经过认证的测量范围：
- 单组分分析仪
CO：0 至 75 mg/m³；0 至 10 000 mg/m³
一氧化氮：0 至 100 mg/m3；0 至 10 000 mg/m³
SO2：0 至 75 mg/m3；0 至 1 500 mg/m³ - O2:0 至 5 vol.%; 0 至 25 vol.%
三组分分析仪。
另外，经过性能测试的 ULTRAMAT/OXYMAT 6 型号还符合 EN 14956 以及 EN 14181 的 QAL 1 中提出的要求。分析仪符合这两个标准已经过 TÜV 认证。
分析仪的漂移可以根据 EN 14181（QAL 3）标准手工测定，或使用 SIPROM GA 维护和维修软件通过 PC 测定。而且，选定制造商提供的辐射评估电脑可以通过分析仪的串口下载漂移数据，并在评估电脑上进行自动记录和处理。
流量型参比室
- 通过参考隔室的流量应适应样气流量
- 减流型隔室的气体供应上游压力应为 3 000 至 5 000 hPa（）。然后，限流器将流量压力自动调节为约 8 hPa
设计
19" 机架式装置
- 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）
- 内部气体路径：使用由 FKM (Viton)材料制成软管，或钛管或不锈钢管
- 用于样气气路入口和出口的气路连接件：管径 6 mm 或 1/4"
- 前面板上有样气流量指示器
- 样气室（OXYMAT 通道）- 带或不带流动型补偿支路 - 材质为不锈钢（牌号：1.4571）或钽以防高腐蚀样气（如HCl，Cl2, SO2, SO3，等）的腐蚀
- 监控（可选）样气和/或参比气（均包括）
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
- 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：
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。
输入和输出（每个通道）
- 每个所测组分的一个模拟量输出点
- 两个可以自由配置的模拟输入（例如用于交叉干扰校正或外部压力传感器）
- 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）
- 6 个可自由配置的继电器输出，例如用于故障处理或维护要求、极限报警、外部电磁阀
- 可通过的 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
- 用于汽车工业带扩展功能的 AK 接口
- 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
ULTRAMAT/OXYMAT 6，薄膜键盘和图形显示器
设计 – 与样气接触的部件，标准
| ULTRAMAT 通道气路 | 19" 机架式装置 | |
|---|---|---|
| 带有软管 | 衬套 | 不锈钢（材料号 1.4571） |
| 软管 | FKM（如氟橡胶） | |
| 样本室： | ||
| 铝 | |
| 铝 | |
| 不锈钢（材料号 1.4571） O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） | |
| CaF2，粘合剂：E353, O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） | |
| 带硬管 | 衬套 | 钛 |
| 硬管 | 钛， O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） | |
| 样本室： | ||
| 铝 | |
| 钽（只用于测量室长度20mm — 180mm） | |
| CaF2，粘合剂：E353, O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） | |
| 带硬管 | 衬套 | 不锈钢（材料号 1.4571） |
| 硬管 | 不锈钢（材料号 1.4571） O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） | |
| 样本室： | ||
| 铝 | |
| 铝或钽（钽：只用于测量室长度20mm~180mm） | |
| CaF2，粘合剂：E353, O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） | |
| 流量指示器 | 测量管线 | Duran 玻璃 |
| 可变区域 | Duran 玻璃 | |
| 悬浮边界 | PTFE（特氟隆） | |
| 角件 | FKM（如氟橡胶） | |
| 压力开关 | 隔膜 | FKM（如氟橡胶） |
| 外壳 | PA 6.3T | |
选件
| ULTRAMAT 通道气路 | 19" 机架式装置 | |
|---|---|---|
| 流量指示器 | 测量管线 | Duran 玻璃 |
| 可变区域 | Duran 玻璃 | |
| 悬浮边界 | PTFE（特氟隆） | |
| 角件 | FKM（如氟橡胶） | |
| 压力开关 | 隔膜 | FKM（如氟橡胶） |
| 外壳 | PA 6.3T | |
版本 — 与样气接触的部件，特殊应用（示例）
| ULTRAMAT 通道气路 | 19" 机架式装置 | |
|---|---|---|
| 带硬管 | 衬套 | 如：哈氏合金 C22 |
| 硬管 | 如：哈氏合金 C22， O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） | |
| 样本室： | ||
| 如：哈氏合金 C22 | |
| CaF2，不带粘合剂 O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） | |
设计 – 与样气接触的部件，标准
| 通道气路OXYMAT | 19" 机架式装置 | |
|---|---|---|
| 带有软管 | 衬套 软管 样本室 用于样本室的装配件 节流器 O 型密封圈 | 不锈钢（材料号 1.4571） FKM（如氟橡胶） 不锈钢，材料编号 1.4571或钽 不锈钢（材料号 1.4571） PTFE（例如特氟隆） FKM（如氟橡胶） |
| 带硬管 | 衬套 硬管 样本室 节流器 O 型密封圈 | 钛 钛 不锈钢，材料编号 1.4571或钽 钛 FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） |
| 带硬管 | 衬套 硬管 样本室 节流器 O 型密封圈 | 不锈钢（材料号 1.4571） 不锈钢（材料号 1.4571） 不锈钢，材料编号 1.4571或钽 不锈钢（材料号 1.4571） FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） |
| 带硬管 | 衬套 硬管 样本室 节流器 O 型密封圈 | 哈氏合金 C 22 哈氏合金 C 22 不锈钢，材料编号 1.4571或钽 哈氏合金 C 22 FKM (如氟橡胶) or FFKM (如 Kalrez) |
选件
| ULTRAMAT 气路通道 | 19" 机架式装置 | |
|---|---|---|
| 流量指示器 | 测量管线 | Duran 玻璃 |
| 可变区域 | Duran 玻璃 | |
| 悬浮边界 | PTFE（特氟隆） | |
| 角件 | FKM（如氟橡胶） | |
| 压力开关 | 隔膜 | FKM（如氟橡胶） |
| 外壳 | PA 6.3T | |
气路
| 气路插图的图例 | |||
|---|---|---|---|
| 1 | 样气入口（OXYMAT 通道） | 11 | 限流器（参比气入口） |
| 2 | 样气出口（OXYMAT 通道） | 12 | O2 物理系统 |
| 3 | 未用 | 13 | 压力传感器 |
| 4 | 参比气入口 | 14 | 样气流路上的压力开关（可选） |
| 5 | 样气入口（ULTRAMAT通道） | 15 | 样气气路中的流量指示器（选件） |
| 6 | 样气出口（ULTRAMAT通道） | 16 | 红外硬件 |
| 7 | 参比气体出口（ULTRAMAT通道，可选） | 17 | 过滤器 |
| 8 | 参比气入口（ULTRAMAT通道，可选） | 18 | 压力开关（参比气）（选件） |
| 9 | 吹扫气体 | 19 | 样气流路中的限流器（选件） |
| 10 | 压力传感器接口（ULTRAMAT 通道） | ||
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
功能
工作原理，ULTRAMAT 通道
ULTRAMAT 通道采用交变红外双光束原理并使用双层检测器和光耦合器来测量气体。
测量原理基于气体分子具有特定的红外光吸收波段。不同气体有各自的特征吸收波长，但可能有部分重叠。这样，通过以下方式把交叉灵敏性降到了：
- 滤波气室（分光器）
- 带有光耦合器的双层检测气室
- 必要时可使用特殊滤光片
右图出示了红外通道的测量原理。加热到大约 700 °C 且为了平衡系统而能够移动的一个红外光源 (1) 通过分光器 (3) 分为两个相等的光束（样气光束和参比光束）。红外光源可左右移动以平衡光路系统。
参比光束通过充满 N2（非吸收红外光气体）的参比气室（8），然后未经衰减地到达右侧检测器（11）。样气束会通过样本室（7），然后流到检测器（10）左侧，根据样气的浓度不同有或多或少的衰减。检测气室内充满了特定浓度的待测气体组分。
检测器被设计成双层结构。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。改变滑动调节件（14）的位置，可以改变下层检测气室的红外吸收。因此，限度减少某个干扰组分的影响是可能的。
断束器（5）在射束分离器和样本室之间旋转，并周期性的交替中断两个气体射束。如果在样本室中发生吸收，就会在两个检测器电平间产生脉动流，并由微流量传感器（12）转换成电气信号。
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。脉动气流与镍格栅的稠密分布一起引起了格栅电阻变化。这回导致桥路中的偏移，偏移量取决于样气的浓度。
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，大多数应用中有必要对气体进行改性。
在分析仪所处的环境空气中不含有高浓度的被测组分。
流动型参比气室，带限流，不适用于有毒气体。
流量降低且 O2 含量 > 70% 的流动式基准面仅可与 Y02 一起使用。
具有电子校正零点的通道与标准版的区别只是量程的参数化不同。
作为特殊应用，可以提供物理校正零点。
ULTRAMAT 通道，工作原理
工作原理，OXYMAT 通道
和绝大多数气体相比，氧具有顺磁性。OXYMAT 通道正是利用了这一特性来测量氧气浓度的。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。OXYMAT 中，这两种气体一种 (1) 是参比气（N2、 O2 或者空气），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。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。
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