Advance Optima AO2000 Serie Kontinuierliche Gasanalysatoren Modelle AO2020, AO2040
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Datenblatt 10/24-1.20 DE Rev. 4
Advance Optima AO2000 Serie
Kontinuierliche Gasanalysatoren
Modelle AO2020, AO2040
Eine Zentraleinheit und verschiedene Analysatormodule Bedienerführung durch Menütechnik
Einheitliche Bedienung, einheitliche Anschlusstechnik, Statusmeldungen im Klartext
einheitliches Systemgehäuse
Vielfältige Schnittstellen zur Kommunikation mit
Analysatormodule mit verschiedenen Messprinzipien für übergeordneten und angeschlossenen Systemen
alle Messaufgaben in der Verfahrenstechnik und in der
Emissions-Überwachung Vielfältig konfigurierbare analoge und digitale Ein- und
Ausgänge auf verschiedenen I/O-Modulen
Multianalysator-Systeme mit bis zu vier Analysator-
modulen mit insgesamt max. sechs Messkomponenten Integrierte Gasförderung als Option
Weitgehend automatische Kalibrierung mit Luft oder mit Gehäuseausführungen für 19-Zoll-Gestellmontage
eingebauten Kalibrierküvetten ohne Einsatz von (Modell AO2020) und für Wandmontage (Modell AO2040)
Prüfgasflaschen
Servicefreundlich durch modularen Aufbau
„Safety Concept“ zur Messung von brennbaren Gasen in
Zone 2 sowie zur Messung von korrosiven und toxischen Bedarfsgesteuerte Wartung durch Selbstüberwachung
Gasen
Gleichzeitige Ziffern- und Balkenanzeige der Messwerte
im großen GrafikdisplayInhaltsverzeichnis Das modulare Geräteprogramm
Seite Überblick
Das modulare Geräteprogramm 3 Advance Optima AO2000 Serie ist ein modular aufgebautes
Konfigurierung von Analysengeräten und Geräteprogramm für die Prozessgasanalyse.
Multianalysator-Systemen 5 Das Geräteprogramm umfasst die folgenden Module:
Infrarot-Analysatormodul Uras26 6 • Analysatormodule,
Prozessphotometer-Analysatormodul Limas11 8 • Pneumatikmodul,
• Elektronikmodul,
Prozessphotometer-Analysatormodul Limas11 HW 11 • I/O-Module,
Sauerstoff-Analysatormodul Magnos206 14 • Gehäuse mit Anzeige- und Bedieneinheit und
Sauerstoff-Analysatormodul Magnos27 16 • Systembus.
Sauerstoffspuren-Analysatormodul ZO23 18 Die Module des Geräteprogramms können in vielfältiger Weise
Wärmeleit-Analysatormodul Caldos25 20 zu Analysengeräten und Multianalysator-Systemen zusammen-
gestellt werden.
Wärmeleit-Analysatormodul Caldos27 22
Ein Analysengerät (siehe Beispiel 1 auf Seite 5) besteht in der
FID-Analysatormodul MultiFID14 24
Regel aus
FID-Analysatormodul MultiFID14 NMHC 26 • einem Analysatormodul,
Laser-Analysatormodul LS25 28 • dem Elektronikmodul sowie
Elektrochemischer Sauerstoffsensor 32 • dem Netzteil in
• einem Gehäuse mit Anzeige- und Bedieneinheit.
Pneumatikmodul 33
Ein Multianalysator-System (siehe Beispiel 2 auf Seite 5) besteht
Gasanschlüsse Uras26, Limas11 34
in der maximalen Ausbaustufe aus
Gasanschlüsse Limas11, Limas11 HW, Magnos206 35 • vier Analysatormodulen mit insgesamt maximal
Gasanschlüsse Magnos27, ZO23 36 sechs Messkomponenten,
Gasanschlüsse Caldos25, Caldos27, MultiFID14 37 • dem Pneumatikmodul,
• dem Elektronikmodul,
Explosionsgeschützte Ausführung in Kategorie 3G 38 • der erforderlichen Anzahl von Netzteilen und
Elektronikmodul 40 • der erforderlichen Anzahl von Gehäusen.
I/O-Module 41 Elektronikmodul, Netzteil und Gehäuse einschließlich der
Netzteil und Gehäuse 44 Anzeige- und Bedieneinheit werden auch unter dem Begriff
Maßbilder 45 „Zentraleinheit“ zusammengefasst.
Bescheinigungen und Zulassungen 46
Messkomponenten und Analysatormodule 47 Analysatormodule
Zur Auswahl stehen folgende Analysatormodule:
• Uras26 Infrarot-Analysatormodul,
• Limas11 Prozessphotometer-Analysatormodul,
• Magnos206 Sauerstoff-Analysatormodul,
• Magnos27 Sauerstoff-Analysatormodul,
• ZO23 Sauerstoffspuren-Analysatormodul,
• Caldos25 Wärmeleit-Analysatormodul,
• Caldos27 Wärmeleit-Analysatormodul,
• MultiFID14 FID-Analysatormodul,
• MultiFID14 NMHC FID-Analysatormodul,
• LS25 Laser-Analysatormodul.
Jedes Analysatormodul besteht aus dem Sensor sowie der Sen-
sorelektronik mit eigenem Prozessor. Die Analysatormodule sind
über den Systembus mit dem System-Controller verbunden. Das
Laser-Analysatormodul ist über Ethernet mit der Zentraleinheit
verbunden.
Die Analysatormodule werden mit 24 V DC aus dem in das
Systemgehäuse eingebauten Netzteil oder aus einem externen
Netzteil versorgt.
Der elektrochemische Sauerstoffsensor ist zusammen mit einem
Analysatormodul als Option bestellbar.
10/24-1.20 DE Februar 2009 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 3Das modulare Geräteprogramm
Pneumatikmodul Gehäuse
Das Pneumatikmodul umfasst in der Maximalausstattung Das Systemgehäuse ist als 19-Zoll-Gehäuse (Modell AO2020)
• ein oder drei Magnetventile zur Prüfgasaufschaltung, oder als Wandgehäuse (Modell AO2040) jeweils in den Gehäuse-
• ein oder zwei Einwegfilter zur Feinfilterung, schutzarten IP20 oder IP54 ausgeführt. Die IP54-Ausführungen
• eine Pumpe mit Grobfilter und Kapillare zur Gasförderung und des Gehäuses sind spülbar. Die Anzeige- und Bedieneinheit
• einen oder zwei Flowsensoren für die Durchflussüberwachung. befindet sich an der Frontseite eines Gehäuses, in das ein Elek-
tronikmodul eingebaut ist.
Das Pneumatikmodul ist stets einem Analysatormodul zugeord-
net und in demselben Gehäuse wie das Analysatormodul einge-
baut.
Systembus
Die Funktionseinheiten des Gasanalysators sind über den
Elektronikmodul Systembus miteinander verbunden. Der Systembus hat eine
Linienstruktur; seine maximale Länge beträgt 350 m. An einer
Das Elektronikmodul umfasst den System-Controller mit den
Systembusstruktur darf 1 Elektronikmodul mit maximal 5 I/O-
I/O-Modulen.
Modulen angeschlossen sein.
Der System-Controller erfüllt folgende Funktionen:
• die Verarbeitung und Weitergabe der Messwerte, die von der
Sensorelektronik der Analysatormodule geliefert werden, Anschluss von Baugruppen der
• die Verrechnung der Messwerte, z. B. Querempfindlichkeits- Messgasaufbereitung
korrektur,
• die Steuerung der Systemfunktionen, z. B. der Kalibrierung, Die Messgasfördereinheit SCC-F und der Messgaskühler SCC-C
• die Anzeige und die Bedienung, können mittels einer in die Messgasfördereinheit eingebauten
• die Steuerung angeschlossener Systeme, z. B. der Gasför- I/O-Karte über den Systembus an den Gasanalysator ange-
derung, schlossen werden. Dadurch ist es möglich, einzelne Funktionen
• die Kommunikation mit externen Systemen. der Messgasaufbereitung, z. B. die Kühlertemperatur oder den
Status von Kondensat- und Durchflusswächtern, im Gasanalysa-
Der System-Controller kommuniziert über den Systembus mit tor anzuzeigen, zu überwachen und zu steuern. Weitere Infor-
den anderen Funktionseinheiten des Gasanalysators, z. B. mit mationen hierzu sind im Datenblatt „Systemkomponenten und
den Analysatormodulen. Zubehör für die Messgasaufbereitung“ enthalten.
Die Schnittstellen für die Steuerung angeschlossener Systeme
sowie die Kommunikation mit externen Systemen befinden sich
direkt auf dem System-Controller (Ethernet-10 /100 /1000BASE-T-
Schnittstelle) sowie auf den I/O-Modulen.
Die I/O-Module sind auf den System-Controller aufgesteckt und
direkt mit ihm verbunden. Es gibt verschiedene Typen von I/O-
Modulen:
• Das 2fach-Analogausgang-Modul hat zwei Analogausgänge.
• Das 4fach-Analogausgang-Modul hat vier Analogausgänge.
• Das 4fach-Analogeingang-Modul hat vier Analogeingänge.
• Das Digital-I/O-Modul hat vier Digitaleingänge und vier
Digitalausgänge.
• Das Modbus-Modul hat eine RS485- und eine RS232-Schnitt-
stelle.
• Das Profibus-Modul hat eine RS485- und eine MBP-Schnitt-
stelle (nicht eigensicher).
Einsatzmöglichkeiten der I/O-Module sind z. B.
• Ausgabe der Messwerte als Stromsignale,
• Ausgabe von Status- und Alarmsignalen,
• Steuerung der Kalibrierung,
• Ansteuerung externer Magnetventile und Pumpen,
• Messbereichsumschaltung und -rückmeldung,
• Einspeisung der Strom- und Statussignale von externen
Analysengeräten, Hinweis zu den technischen Daten der
• Einspeisung der Statussignale von Peripheriegeräten. Analysatormodule
Die aufgeführten Eigenschaften der Analysatormodule gelten
nur beim Betrieb in Verbindung mit der Zentraleinheit.
Die genannten Kenngrößen wurden entsprechend der inter-
nationalen Norm IEC 1207-1: 1994 „Expression of performance
of gas analyzers“ ermittelt. Sie beziehen sich auf N2 als Begleit-
gas. Eine Gewähr für die Einhaltung der Daten in anderen Gas-
gemischen kann nur dann übernommen werden, wenn deren
Zusammensetzung bekannt ist.
4 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 10/24-1.20 DE Februar 2009Konfigurierung von Analysengeräten und Multianalysator-Systemen
Dieses Datenblatt enthält die Technischen Daten für alle Module Beispiel 1 zeigt, aus welchen Modulen und Komponenten ein
des Geräteprogramms Advance Optima AO2000 Serie. Analysengerät in der Regel besteht und welche Auswahlmöglich-
keiten für die Konfigurierung eines Analysengerätes bestehen.
Es ist nicht vorgesehen, ein Analysengerät oder ein Multianaly-
sator-System anhand des Datenblattes zu konfigurieren. Bitte Das modulare Geräteprogramm erlaubt es, die Module und
wenden Sie sich für ein Angebot an Ihren ABB Analytical Komponenten sowohl zu Analysengeräten (siehe Beispiel 1) als
Vertriebspartner, der Sie bei der Konfigurierung beraten und auch zu Multianalysator-Systemen (siehe Beispiel 2) zusammen-
unterstützen wird. zustellen.
Beispiel 1: Konfigurierung eines Analysengerätes (19-Zoll-Gehäuse)
Gehäuse mit Anzeige- und Bedieneinheit (siehe Seite 44)
Gehäuse mit • Gehäuseart
Anzeige- und • mit / ohne Anzeige- und Bedieneinheit
Bedieneinheit • Energieversorgung (sofern nicht beim Elektronikmodul spezifiziert)
+
Elektronikmodul (siehe Seite 40)
• Energieversorgung
Netzteil
Elektronik-
modul • Bestückung mit I/O-Modulen
• Schnittstellen
Netzteil (siehe Seite 44)
+
Analysatormodule (siehe Seiten 6–33)
Analysator- • Ausführung der Gaswege
modul • Gasanschlüsse
• Montageart
• analysatorspezifische Angaben
=
Systemkonfiguration
• Anzahl der Gehäuse
Netzteil
Analysator-
Gehäuse mit Elektronik-
Anzeige- und
modul modul • Anzahl der Analysatormodule
Bedieneinheit • Systembusverdrahtung
• 24-V-DC-Versorgung der Analysatormodule
Beispiel 2: Variante eines Multianalysator-Systems (Wandgehäuse)
Gehäuse mit Anzeige- und Bedieneinheit Gehäuse ohne Anzeige- und Bedieneinheit Gehäuse ohne Anzeige- und Bedieneinheit
Analysator- Analysator- Pneumatik- Analysator-
modul 1 modul 2 modul modul 3
Netzteil
Netzteil
Netzteil
Elektronik-
modul
Systembus
10/24-1.20 DE Februar 2009 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 5Infrarot-Analysatormodul Uras26
Messprinzip Nullpunktdrift
≤ 1 % der Messspanne pro Woche;
Nichtdispersive Infrarotabsorption im Wellenlängenbereich für Messbereiche kleiner als Klasse 1 bis hin zu Klasse 2:
λ = 2,5…8 μm ≤ 3 % der Messspanne pro Woche
Photometer zur Messung von 1 bis 4 Messkomponenten mit Empfindlichkeitsdrift
1 oder 2 Strahlengängen und 1 oder 2 Empfängern in jedem ≤ 1 % des Messwertes pro Woche
Strahlengang
Ausgangssignalschwankung (2 σ)
≤ 0,2 % der Messspanne bei elektronischer T90-Zeit
Messkomponenten und kleinste Messbereiche = 5 s (Klasse 1) bzw. = 15 s (Klasse 2)
Das Analysatormodul Uras26 hat pro Messkomponente einen Nachweisgrenze (4 σ)
physikalischen Messbereich. Aus dem physikalischen Mess- ≤ 0,4 % der Messspanne bei elektronischer T90-Zeit
bereich können – gemäß Bestellung – kleinere Messbereiche = 5 s (Klasse 1) bzw. = 15 s (Klasse 2)
elektronisch abgeleitet werden. Der kleinste Messbereich ist der
Messbereich 1.
Messbereiche
In der folgenden Tabelle sind jeweils die kleinsten Messbereiche
angegeben. Sie beziehen sich auf die 1. Messkomponente im Anzahl
Strahlengang 1. 1…4 Messbereiche pro Messkomponente
Mess- Messbereich Messbereich Messbereich Gas- Größte Messbereiche
kompo- Klasse 1 Klasse 2 Klasse 2 mit gruppe 1) 0…100 Vol.-% oder 0 Vol.-%…Sättigung oder 0 Vol.-%…UEG
nente Kalibrierküvette Messbereiche innerhalb von Zündgrenzen können nicht
ausgeführt werden.
CO 0… 50 ppm 0… 10 ppm 0… 50 ppm 2) A
Messbereichsverhältnis
CO2 0… 50 ppm 0… 5 ppm 0… 25 ppm 2) A
≤ 1: 20
NO 0… 75 ppm 0… 75 ppm 0… 75 ppm 2) A
Messbereiche mit unterdrücktem Nullpunkt
SO2 0… 100 ppm 0… 25 ppm 0… 25 ppm 2) A
elektronische Unterdrückung des Nullpunktes oder Differenz-
N2O 0… 50 ppm 0… 20 ppm 0… 50 ppm 2) A messung bezogen auf einen Grundpegel > 0 mit strömendem
CH4 0… 100 ppm 0… 50 ppm 0… 50 ppm 2) A Vergleichsgas, Unterdrückungsverhältnis max. 1: 10
NH3 0… 500 ppm 0… 30 ppm – B Messbereichsumschaltung
C2H2 0… 200 ppm 0… 100 ppm 0… 100 ppm B manuell; wahlweise zusätzlich extern gesteuert oder auto-
C2H4 0… 500 ppm 0… 300 ppm 0… 300 ppm B matisch
C2H6 0… 100 ppm 0… 50 ppm 0… 50 ppm 2) B Grenzwertüberwachung
C3H6 0… 250 ppm 0… 100 ppm 0… 100 ppm 2) B Bei der Gerätekonfigurierung können Grenzwerte eingestellt
werden. Die Grenzwertsignale (Alarme) werden über Digital-
C3H8 0… 100 ppm 0… 50 ppm 0… 50 ppm 2) B
ausgänge ausgegeben.
C4H10 0… 100 ppm 0… 50 ppm 0… 50 ppm 2) B
C6H14 0… 500 ppm 0… 100 ppm 0… 100 ppm 2) B
R 134a 0… 100 ppm 0… 50 ppm 0… 50 ppm 2) B Kalibrierung
SF6 0…2000 ppm 0…1900 ppm 0…2000 ppm B Nullpunktkalibrierung
H2O 0…1000 ppm 0… 500 ppm 0… 500 ppm C mit Inertgas, z. B. N2, oder mit messkomponentenfreier
Umgebungsluft
1) siehe Preisinformation
2) Angegeben ist der kleinste Messbereich 1. Der größte Mess- Endpunktkalibrierung
bereich muss mindestens viermal so groß sein. mit gasgefüllten Kalibrierküvetten (Option) oder mit Prüfgas-
gemischen.
Weitere Messkomponenten auf Anfrage. Es wird empfohlen, die Sollwerte der Kalibrierküvetten einmal
Die folgenden messtechnischen Daten beziehen sich auf den jährlich zu überprüfen.
Messbereich 1 in einem ausgelieferten Analysatormodul. Bei der Kalibrierung eines Mehrkomponentenanalysators mit
Prüfgasen sind mögliche elektronische Querempfindlichkeits-
und / oder Trägergaskorrekturen ausgeschaltet. Deshalb
Stabilität dürfen korrigierte Messkomponenten nur mit einem Prüfgas
kalibriert werden, das jeweils aus der Messkomponente und
Linearitätsabweichung einem Inertgas, z. B. N2, besteht.
≤ 1 % der Messspanne
Option: Linearisierung für Kfz-Abgasmessungen gemäß
EPA-Spezifikation Einflusseffekte
Wiederholpräzision Durchflusseinfluss
≤ 0,5 % der Messspanne Durchfluss im Bereich 20…100 l/h: innerhalb der Nachweis-
grenze
6 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 10/24-1.20 DE Februar 2009Infrarot-Analysatormodul Uras26
Begleitgaseinfluss / Querempfindlichkeit Elektrische Anschlüsse
Für die Auslegung des Analysators ist die Kenntnis der
Messgaszusammensetzung erforderlich. Systembus: 3-poliger Buchsenstecker
Selektivierungsmaßnahmen zur Verringerung des Begleitgas- Externe 24-V-DC-Versorgung: 4-poliger Stiftstecker
einflusseffektes (Optionen): Einbau von Interferenzfiltern oder
Filterküvetten, interne elektronische Querempfindlichkeits-
oder Trägergaskorrektur einer Messkomponente durch die Gaseingangsbedingungen
anderen mit dem Uras26 gemessenen Messkomponenten.
Temperatur
Temperatureinfluss Der Taupunkt des Messgases muss um mindestens 5 °C nied-
Umgebungstemperatur im zulässigen Bereich riger als die niedrigste Umgebungstemperatur im gesamten
– am Nullpunkt: ≤ 1 % der Messspanne pro 10 °C; Messgasweg sein. Andernfalls ist ein Messgaskühler oder ein
für Messbereiche kleiner als Klasse 1 bis hin zu Klasse 2: Kondensatabscheider erforderlich.
≤ 2 % der Messspanne pro 10 °C
– auf die Empfindlichkeit mit Temperaturkompensation: Eingangsdruck
≤ 3 % des Messwertes pro 10 °C pe = 2…500 hPa
– auf die Empfindlichkeit mit Thermostatisierung auf 55 °C Bei geringerem Druck ist eine Messgaspumpe und
(Option): ≤ 1 % des Messwertes pro 10 °C bei höherem Druck ist ein Druckminderer erforderlich.
Luftdruckeinfluss Ausgangsdruck
– am Nullpunkt: kein Einflusseffekt Atmosphärendruck
– auf die Empfindlichkeit mit Druckkorrektur mittels einge- Durchfluss
bautem Drucksensor: ≤ 0,2 % des Messwertes pro 1 % 20…100 l/h
Luftdruckänderung
Der Drucksensor befindet sich im Messgasweg, wenn die Korrosive Gase
internen Gasleitungen als Schläuche ausgeführt sind. Hochkorrosive Begleitgaskomponenten, z. B. Chlor (Cl2) und
Der Anschluss des Drucksensors ist über einen Schlauch Chlorwasserstoffe (HCl), sowie chlorhaltige Gase oder Aero-
nach außen geführt, wenn die internen Gasleitungen als Rohre sole müssen ausgekühlt oder vorabsorbiert werden. Eine
ausgeführt sind. Gehäusespülung ist vorzusehen.
Arbeitsbereich des Drucksensors: pabs = 600…1250 hPa Brennbare Gase
Energieversorgungseinfluss Das Analysatormodul ist geeignet zur Messung von
24 V DC ± 5 %: ≤ 0,2 % der Messspanne brennbaren Gasen und Dämpfen unter atmosphärischen
Bedingungen (pabs ≤ 1,1 bar, Sauerstoffgehalt ≤ 21 Vol.-%).
Temperaturklasse: T4. Das Messgas darf im normalen Betrieb
Dynamisches Verhalten nicht explosionsfähig sein; falls es bei Störungen der Mess-
gasversorgung explosionsfähig ist, dann nur selten und
Anwärmzeit kurzzeitig (entsprechend Zone 2). Druck im Messgasweg im
ca. 30 min ohne Thermostat, ca. 2 h mit Thermostat normalen Betrieb pe ≤ 100 hPa; bei Störungen der Messgas-
T90-Zeit versorgung darf der Druck den Maximalwert von pe = 500 hPa
T90 = 2,5 s bei Messküvettenlänge = 200 mm und Messgas- nicht überschreiten. Bei der Messung von brennbaren Gasen
durchfluss = 60 l/h ohne Signaldämpfung (Tiefpassfilter). und Dämpfen ist die Ausführung mit internen Gasleitungen
Tiefpass-Zeitkonstante einstellbar im Bereich 0…60 s. aus Edelstahl zu wählen, und es ist eine Gehäusespülung mit
N2 vorzusehen. Vor dem Einsatz des Analysatormoduls muss
die Korrosionsbeständigkeit für das vorhandene Messgas
Werkstoffe der mediumberührten Teile geprüft werden.
Analysator (Messküvetten) Spülgas
Rohr: Aluminium oder Aluminium, vergoldet; Das Spülgas darf keine Anteile der Messkomponenten ent-
Fenster: CaF2, Option: BaF2; halten.
Anschlussstutzen: rost- und säurebeständiger Stahl 1.4571
Gasleitungen und -anschlüsse Energieversorgung
FPM-Schläuche oder PTFE-Rohre mit Edelstahl-Anschlüssen;
Option: Rohre aus rost- und säurebeständigem Stahl 1.4571 Eingangsspannung, Leistungsaufnahme
24 V DC ± 5 %, max. 95 W
Gasanschlüsse
Anforderungen an den Aufstellungsort
Anordnung und Ausführung
Gasanschlüsse auf der Rückseite (im 19-Zoll-Gehäuse) bzw. Schwingungen / Erschütterungen
der Unterseite (im Wandgehäuse) des Analysatormoduls mit max. ±0,04 mm bei 5…55 Hz, 0,5 g bei 55…150 Hz
1/8-NPT-Innengewinde für handelsübliche Adapter, z. B. geringe vorübergehende Messwertbeeinflussung in der Nähe
Swagelok®; Anschlussbild siehe Seite 34 der Strahlermodulationsfrequenz
Umgebungstemperatur
Betrieb: +5…+40 / 45 °C bei Einbau in Gehäuse mit / ohne
Elektronikmodul; Lagerung und Transport: –25…+65 °C
10/24-1.20 DE Februar 2009 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 7Prozessphotometer-Analysatormodul Limas11
Messprinzip und Anwendung Stabilität
Gasfilter-Korrelation oder Wellenlängenvergleich Linearitätsabweichung
– im ultravioletten und sichtbaren Spektralbereich ≤ 1 % der Messspanne
λ = 200…600 nm (Limas11 UV) sowie Option: Linearisierung gemäß EPA-Spezifikation für
– im infraroten Spektralbereich λ = 2,5…10 μm (Limas11 IR). Kfz-Abgasmessungen
Photometer zur Messung von 1 bis 5 Messkomponenten Wiederholpräzision
(einschließlich des als Option eingebauten Sauerstoffsensors) ≤ 0,5 % der Messspanne
Einsatz in der Emissions- und Prozessüberwachung Nullpunktdrift
≤ 2 % der Messspanne pro Woche;
Für die Messung in korrosiven, toxischen und brennbaren Gasen
für Messbereiche kleiner als Klasse 1 bis hin zu Klasse 2:
stehen Messküvetten aus unterschiedlichen Materialien zur
≤ 1,5 % der Messspanne pro Tag (Empfehlung: tägliche
Verfügung (siehe Seite 10).
automatische Nullpunktkalibrierung)
Empfindlichkeitsdrift
Messkomponenten und kleinste Messbereiche ≤ 1 % des Messwertes pro Woche
Das Analysatormodul Limas11 hat pro Messkomponente einen Ausgangssignalschwankung (2 σ)
physikalischen Messbereich. Aus dem physikalischen Mess- Limas11 UV: ≤ 0,5 % der Messspanne bei elektronischer
bereich können – gemäß Bestellung – kleinere Messbereiche T90-Zeit = 10 s;
elektronisch abgeleitet werden. Der kleinste Messbereich ist der Limas11 IR: ≤ 0,5 % der Messspanne bei elektronischer
Messbereich 1. T90-Zeit (statisch / dynamisch) = 60 / 5 s;
für Messbereiche kleiner als Klasse 1 bis hin zu Klasse 2:
In der folgenden Tabelle sind jeweils die kleinsten Messbereiche ≤ 1 % der Messspanne
angegeben.
Nachweisgrenze (4 σ)
Messkomponente Messbereich Messbereich Gas- ≤ 1 % der Messspanne;
Klasse 1 Klasse 2 gruppe 1) für Messbereiche kleiner als Klasse 1 bis hin zu Klasse 2:
Limas11 UV: ≤ 2 % der Messspanne
NO 2) 0… 50 ppm 0… 10 ppm A
SO2 0… 150 ppm 0… 25 ppm A
Messbereiche
NO2 0… 250 ppm 0… 50 ppm B
NH3 0… 100 ppm 0… 30 ppm B Anzahl
1…4 Messbereiche pro Messkomponente
H2S 0… 50 ppm 0… 25 ppm B
Cl2 0… 250 ppm 0… 100 ppm D Größte Messbereiche
0…100 Vol.-% oder 0 Vol.-%…Sättigung oder 0 Vol.-%…UEG
CS2 0… 100 ppm 0… 50 ppm C Messbereiche innerhalb von Zündgrenzen können nicht
COS 0… 500 ppm 0… 250 ppm C ausgeführt werden.
Limas11 IR: Messbereichsverhältnis
CO 0…1000 ppm 0… 500 ppm A Messbereiche frei einstellbar innerhalb des Messbereichs-
CO2 0… 300 ppm 0… 150 ppm A verhältnisses 1: 20 bezogen auf den werksseitig vorgegebenen
Bezugsmessbereich
HCl 0…5000 ppm 0…2500 ppm D
CH4 0…2000 ppm 0…1000 ppm A Messbereiche mit unterdrücktem Nullpunkt
elektronische Unterdrückung des Nullpunktes,
C2H2 0…2500 ppm 0…1250 ppm B
Unterdrückungsverhältnis max. 1: 10
C2H4 0…3000 ppm 0…1500 ppm B
Messbereichsumschaltung
C2H6 0… 500 ppm 0… 250 ppm B
manuell; wahlweise zusätzlich extern gesteuert oder auto-
C3H6 0…1000 ppm 0… 500 ppm B matisch
C3H8 0… 300 ppm 0… 150 ppm B
Grenzwertüberwachung
C4H10 0… 500 ppm 0… 250 ppm B Bei der Gerätekonfigurierung können Grenzwerte eingestellt
werden. Die Grenzwertsignale (Alarme) werden über Digital-
1) siehe Preisinformation
ausgänge ausgegeben.
2) Für die Selektivierung auf die Messkomponente NO wird die
UV-RAS-Methode (UV-Resonanzabsorption) angewendet.
Weitere Messkomponenten auf Anfrage. Kalibrierung
Die folgenden messtechnischen Daten beziehen sich auf den Nullpunktkalibrierung
Messbereich 1 in einem ausgelieferten Analysatormodul. mit Inertgas, z. B. N2, oder mit messkomponentenfreier
Umgebungsluft
8 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 10/24-1.20 DE Februar 2009Prozessphotometer-Analysatormodul Limas11
Endpunktkalibrierung Gasanschlüsse
mit gasgefüllten Kalibrierküvetten (Option) oder mit Prüfgas.
Es wird empfohlen, die Sollwerte der Kalibrierküvetten einmal Anordnung und Ausführung
jährlich zu überprüfen. Gasanschlüsse auf der Rückseite (im 19-Zoll-Gehäuse) bzw.
Bei der Kalibrierung eines Mehrkomponentenanalysators mit der Unterseite (im Wandgehäuse) des Analysatormoduls;
Prüfgasen sind mögliche elektronische Querempfindlichkeits- Werkstoffe und Ausführung siehe Seite 10; Anschlussbilder
und / oder Trägergaskorrekturen ausgeschaltet. Deshalb siehe Seite 34 und Seite 35
dürfen korrigierte Messkomponenten nur mit einem Prüfgas
kalibriert werden, das jeweils aus der Messkomponente und
einem Inertgas, z. B. N2, besteht. Elektrische Anschlüsse
Systembus
3-poliger Buchsenstecker
Einflusseffekte
Externe 24-V-DC-Versorgung
Durchflusseinfluss 4-poliger Stiftstecker
Durchfluss im Bereich 20…100 l/h: innerhalb der Nachweis-
grenze RS232-Schnittstelle
4-poliger Buchsenstecker (zur Verbindung mit TCT)
Begleitgaseinfluss / Querempfindlichkeit
Für die Auslegung des Analysators ist die Kenntnis der
Messgaszusammensetzung erforderlich. Gaseingangsbedingungen
Selektivierungsmaßnahmen zur Verringerung des Begleitgas-
einflusseffektes (Optionen): Einbau von Filterküvetten oder Temperatur
interne elektronische Querempfindlichkeits- oder Trägergas- Der Taupunkt des Messgases muss um mindestens 5 °C nied-
korrektur einer Messkomponente durch die anderen mit dem riger als die niedrigste Umgebungstemperatur im gesamten
Limas11 gemessenen Messkomponenten. Messgasweg sein. Andernfalls ist ein Messgaskühler oder ein
Kondensatabscheider erforderlich.
Temperatureinfluss
Umgebungstemperatur im zulässigen Bereich, Eingangsdruck
Thermostatisierung der Messküvette auf +60 °C pe = 2…500 hPa (Maximaldruck siehe Seite 10)
– am Nullpunkt: ≤ 1 % der Messspanne pro 10 °C; Bei geringerem Druck ist eine Messgaspumpe und
für Messbereiche kleiner als Klasse 1 bis hin zu Klasse 2: bei höherem Druck ist ein Druckminderer erforderlich.
≤ 2 % der Messspanne pro 10 °C Ausgangsdruck
– auf die Empfindlichkeit: ≤ 1 % des Messwertes pro 10 °C Atmosphärendruck
Luftdruckeinfluss Durchfluss
– am Nullpunkt: kein Einflusseffekt 20…100 l/h
– auf die Empfindlichkeit mit Druckkorrektur mittels einge-
bautem Drucksensor: ≤ 0,2 % des Messwertes pro 1 % Korrosive, toxische und brennbare Gase
Luftdruckänderung siehe Seite 10
Der Drucksensor befindet sich im Messgasweg, wenn die Spülgas
internen Gasleitungen als Schläuche ausgeführt sind. siehe Seite 10
Der Anschluss des Drucksensors ist über einen Schlauch
nach außen geführt, wenn die internen Gasleitungen als Rohre
ausgeführt sind. Energieversorgung
Arbeitsbereich des Drucksensors: pabs = 600…1250 hPa
Eingangsspannung, Leistungsaufnahme
Energieversorgungseinfluss
24 V DC ± 5 %, max. 85 W
24 V DC ± 5 %: ≤ 0,2 % der Messspanne
Dynamisches Verhalten Anforderungen an den Aufstellungsort
Schwingungen / Erschütterungen
Anwärmzeit
max. ±0,04 mm bei 5…55 Hz, 0,5 g bei 55…150 Hz
ca. 2,5 h
Umgebungstemperatur
T90-Zeit
Betrieb: +5…+45 °C bei Einbau in Gehäuse mit oder ohne
T90 = 4 s bei Messküvettenlänge = 262 mm und Messgas-
Elektronikmodul; +5…+40 °C, wenn I/O-Karten in das
durchfluss = 60 l/h ohne Signaldämpfung (Tiefpassfilter).
Elektronikmodul eingebaut sind; Lagerung und Transport:
Tiefpass-Zeitkonstante einstellbar im Bereich 0…60 s.
–25…+65 °C
Werkstoffe der mediumberührten Teile
siehe Seite 10
10/24-1.20 DE Februar 2009 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 9Prozessphotometer-Analysatormodul Limas11
Messküvetten
Standardküvette Quarzküvette Sicherheitsküvette
Anwendungsgebiet Standardanwendungen korrosive Gase toxische, korrosive und
brennbare Gase
Wellenlängenbereich 200…10000 nm 200…4000 nm CaF2-Fenster: 200…10000 nm
SiO2-Fenster: 200…4000 nm
Beständigkeit 1)
beständig für die Messung in … nichtkorrosiven Gasen korrosiven Gasen, korrosiven Gasen,
z. B. Cl2 feucht, HCl feucht, z. B. HCl trocken, COCl2
H2SO4, SO3, Ozon trocken (< 50 ppm H2O)
nicht beständig für die Messung in … hochkorrosiven Gasen, z. B. Fluorverbindungen feuchten chlorhaltigen Gasen,
chlorhaltigen Gasen, H2SO4, H2SO4, SO3, Fluorverbindun-
SO3, Fluorverbindungen gen
Sicherheitsphilosophie
Toxische Gase Gehäusespülung (≤ 20 l/h) Gehäusespülung (≤ 20 l/h) Messküvettenspülung 2) mit N2
mit messkomponentenfreier mit messkomponentenfreier oder mit messkomponenten-
Luft oder mit N2 Luft oder mit N2 freier Luft unter Unterdruck
mit Durchflussüberwachung;
zusätzlich Überwachung auf
Messgasspuren möglich
Korrosive Gase Gasleitungen aus PTFE, Gehäusespülung (≤ 20 l/h) Messküvettenspülung 2) mit N2
Gehäusespülung (≤ 20 l/h) mit messkomponentenfreier oder mit messkomponenten-
mit messkomponentenfreier Luft oder mit N2 freier Luft unter Überdruck 3)
Luft oder mit N2 mit Durchflussüberwachung
Brennbare Gase 4) Gasleitungen aus Edelstahl, Gehäusespülung (≤ 20 l/h) Messküvettenspülung 2) mit N2
Gehäusespülung (≤ 20 l/h) mit N2
mit N2
Brennbare Gase Kategorie 3G – – Messküvettenspülung 2) mit N2
unter Überdruck 3) mit
Durchflussüberwachung
Dichtigkeit < 1 x 10–3 hPa l/s < 1 x 10–6 hPa l/s < 1 x 10–6 hPa l/s
Druckfestigkeit
kontinuierlich pe < 500 hPa pe < 500 hPa pe < 500 hPa
Druckstoß – pabs < 300 kPa pabs < 500 kPa
Werkstoffe der Messküvette
Küvettenrohr Aluminium Quarzglas (SiO2) Edelstahl 1.4571
Fenster CaF2, geklebt Quarzglas CaF2 oder SiO2, verschraubt
Dichtung – FFKM75 FFKM70
Anschlussstutzen Edelstahl 1.4571 PFA Edelstahl 1.4571
Werkstoffe der Gasleitungen FPM oder PTFE PFA Edelstahl 1.4571
Werkstoffe der Gasanschlüsse Edelstahl 1.4571 PFA Edelstahl 1.4571
Ausführung der Gasanschlüsse Anschlussstutzen mit Schläuche 6/4 mm Rohre mit
1/8-NPT-Innengewinde 4 mm Außendurchmesser
Anschlussbild Seite 34 Seite 34 Seite 35
1) siehe auch Seite 9 4) Das Analysatormodul ist geeignet zur Messung von brennbaren Gasen und Dämpfen
„Gaseingangsbedingungen“ unter atmosphärischen Bedingungen (pabs ≤ 1,1 bar, Sauerstoffgehalt ≤ 21 Vol.-%). Tempe-
raturklasse: T4. Das Messgas darf im normalen Betrieb nicht explosionsfähig sein; falls es
2) Spülvorhang
bei Störungen der Messgasversorgung explosionsfähig ist, dann nur selten und kurzzeitig
3) pe = 7…20 hPa, 15…20 l/h (entsprechend Zone 2). Druck im Messgasweg im normalen Betrieb pe ≤ 100 hPa; bei
Störungen der Messgasversorgung darf der Druck den Maximalwert von pe = 500 hPa
nicht überschreiten. Vor dem Einsatz des Analysatormoduls muss die Korrosionsbestän-
digkeit für das vorhandene Messgas geprüft werden.
10 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 10/24-1.20 DE Februar 2009Prozessphotometer-Analysatormodul Limas11 HW
Messprinzip und Anwendung Verdünnte Abgasmessung an 4-Takt-Ottomotoren und
Dieselmotoren, Beutelmessungen
Limas11 HW ist ein Mehrkomponentenanalysator zur simultanen
Messung von Stickstoffverbindungen in feuchten schwefelfreien Messkomponente Kleinster Messbereich Größter Messbereich
Verbrennungsabgasen ohne Konverter. NO 0…10 ppm 0…500 ppm
NO2 0…10 ppm 0…500 ppm
Messprinzip
Photometer zur Messung von 1 bis 4 Messkomponenten, Linearitätsabweichung
z. B. NO, NO2 und NH3. ≤ 1 % der Messspanne
≤ 2 % des Messwertes gemäß EPA-Spezifikation für
Wellenlängenvergleich im ultravioletten Strahlungsbereich Kfz-Abgasmessungen
λ = 200…600 nm für die Messkomponenten NO2 und NH3.
Wiederholpräzision
Selektivierung auf die Messkomponente NO mittels der ≤ 0,25 % der Messspanne
UV-RAS-Methode (UV-Resonanzabsorption).
Nullpunktdrift
Anwendungen ≤ 250 ppb oder ≤ 2 % der Messpanne pro 8 h, bezogen auf
den kleinsten empfohlenen Messbereich (Empfehlung: tägliche
Abgasmessungen bei der Entwicklung von Verbrennungs- automatische Nullpunktkalibrierung)
motoren und von Methoden zur Abgasnachbehandlung,
insbesondere für Reingasmessungen nach Katalysator an Empfindlichkeitsdrift
– 4-Takt-Ottomotoren und Dieselmotoren, ≤ 1 % des Messwertes pro Woche
– Katalysatoren zur Stickoxidreduzierung, Ausgangssignalschwankung (2 σ)
– DeNOx-SCR-Katalysatoren bei Dieselmotoren für PKW und NO ≤ 50 ppb,
Nutzfahrzeuge. NO2 ≤ 60 ppb
Prozessmessungen bei der Rauchgasreinigung an Gasturbinen bei elektronischer T90-Zeit = 15 s
und gasgefeuerten Brennern, insbesondere zur Überwachung, Nachweisgrenze (4 σ)
Regelung und Optimierung von DeNOx-SCR-Prozessen NO ≤ 100 ppb oder ≤ 1 % der Messspanne,
NO2 ≤ 120 ppb oder ≤ 1 % der Messspanne
bei elektronischer T90-Zeit = 15 s
Messkomponenten und Messbereiche (Empfehlung),
Angaben zur Stabilität Abgasmessung nach DeNOx-SCR-Katalysatoren,
insbesondere bei Dieselmotoren für PKW und Nutzfahrzeuge
Abgasmessungen an 4-Takt-Ottomotoren und Dieselmotoren
Messkomponente Kleinster Messbereich Größter Messbereich
Messkomponente Kleinster Messbereich Größter Messbereich
NO 0…100 ppm 0…1000 ppm
NO 0…100 ppm 0…5000 ppm
NO2 0…100 ppm 0…1500 ppm
NO2 0…100 ppm 0…2500 ppm
NH3 0…100 ppm 0…1500 ppm
Linearitätsabweichung
≤ 1 % der Messspanne Linearitätsabweichung
≤ 2 % des Messwertes gemäß EPA-Spezifikation für ≤ 1 % der Messspanne
Kfz-Abgasmessungen Wiederholpräzision
Wiederholpräzision ≤ 0,25 % der Messspanne
≤ 0,25 % der Messspanne Nullpunktdrift
Nullpunktdrift ≤ 1 ppm oder ≤ 1 % der Messspanne pro 24 h bezogen auf den
≤ 1 ppm oder ≤ 1 % der Messspanne pro 24 h bezogen auf den kleinsten empfohlenen Messbereich (Empfehlung: tägliche
kleinsten empfohlenen Messbereich (Empfehlung: tägliche automatische Nullpunktkalibrierung)
automatische Nullpunktkalibrierung) Empfindlichkeitsdrift
Empfindlichkeitsdrift ≤ 1 % des Messwertes pro Woche
≤ 1 % des Messwertes pro Woche Ausgangssignalschwankung (2 σ)
Ausgangssignalschwankung (2 σ) ≤ 150 ppb oder ≤ 0,15 % der Messspanne bei elektronischer
≤ 400 ppb oder ≤ 0,4 % der Messspanne bei elektronischer T90-Zeit = 30 s
T90-Zeit = 5 s Nachweisgrenze (4 σ)
Nachweisgrenze (4 σ) ≤ 300 ppb oder ≤ 0,3 % der Messspanne bei elektronischer
≤ 800 ppb oder ≤ 0,8 % der Messspanne bei elektronischer T90-Zeit = 30 s
T90-Zeit = 5 s
10/24-1.20 DE Februar 2009 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 11Prozessphotometer-Analysatormodul Limas11 HW
Messbereiche Dynamisches Verhalten
Anzahl Anwärmzeit
1…4 Messbereiche pro Messkomponente ca. 4 h
Messbereichsverhältnis T90-Zeit
max. 1: 20; Messbereiche frei einstellbar innerhalb des T90 ≤ 5 s bei Messküvettenlänge = 260 mm und Messgas-
Messbereichsverhältnisses 1: 20 bezogen auf den werksseitig durchfluss = 60 l/h bei Einsatz des nichtlinearen Filters
vorgegebenen Bezugsmessbereich (statisch / dynamisch) = 15 / 1 s
max. 1: 50 für fest eingestellte Messbereiche gemäß Die Signaldämpfung ist einstellbar im Bereich 0…30 s.
EPA-Spezifikation für Kfz-Abgasmessungen
Messbereichsumschaltung
Werkstoffe der mediumberührten Teile
manuell; wahlweise zusätzlich extern gesteuert oder
automatisch Messküvette
Grenzwertüberwachung Rohr und Fenster: Quarzglas, Verschraubung: PVDF,
Bei der Gerätekonfigurierung können Grenzwerte eingestellt Anschlussstutzen: PTFE
werden. Die Grenzwertsignale (Alarme) werden über Digital- Gasleitungen und -anschlüsse
ausgänge ausgegeben. Edelstahl 1.4571, 1.4305
Kalibrierung Gehäusespülung
Nullpunktkalibrierung Spülgas
mit Inertgas, z. B. N2, oder mit messkomponentenfreier Messkomponentenfreie Luft oder N2
Umgebungsluft
Spülgasdurchfluss
Endpunktkalibrierung ≤ 10 l/h
mit gasgefüllten Kalibrierküvetten (Option) oder manuell mit
Prüfgas. Es wird empfohlen, die Sollwerte der Kalibrier-
küvetten einmal jährlich zu überprüfen. Gasanschlüsse
Bei der Kalibrierung eines Mehrkomponentenanalysators mit
Prüfgasen sind mögliche elektronische Querempfindlichkeits- Ausführung
und / oder Trägergaskorrekturen ausgeschaltet. Deshalb Anschlussstutzen mit 1/8-NPT-Innengewinde; Anschlussbild
dürfen korrigierte Messkomponenten nur mit einem Prüfgas siehe Seite 35
kalibriert werden, das jeweils aus der Messkomponente und
einem Inertgas, z. B. N2, besteht.
Elektrische Anschlüsse
Systembus
Einflusseffekte 3-poliger Buchsenstecker
Durchflusseinfluss Externe 24-V-DC-Versorgung
Durchfluss im Bereich 20…90 l/h: innerhalb der Nachweis- 4-poliger Stiftstecker
grenze
RS232-Schnittstelle
Begleitgaseinfluss / Querempfindlichkeit 4-poliger Buchsenstecker (zur Verbindung mit TCT)
Für die Auslegung des Analysators ist die Kenntnis der
Messgaszusammensetzung erforderlich.
Selektivierungsmaßnahmen zur Verringerung des Begleitgas- Gaseingangsbedingungen
einflusses: Interne elektronische Querempfindlichkeits- oder
Trägergaskorrektur einer Messkomponente durch die anderen Messgaszusammensetzung
mit dem Limas11 HW gemessenen Messkomponenten. Abgas von Verbrennungsanlagen ohne Schwefelanteile,
SO2-Konzentration < 25 ppm, H2O < 20 Vol.-%,
Temperatureinfluss gefiltert mit Porenweite ≤ 0,5 μm
Umgebungstemperatur im zulässigen Bereich,
Thermostatisierung der Messküvette auf +80 °C Temperatur
– am Nullpunkt: ≤ 2 % der Messspanne pro 10 °C Taupunkt des Messgases ≤ 65 °C
– auf die Empfindlichkeit: ≤ 2 % des Messwertes pro 10 °C Eingangsdruck
Luftdruckeinfluss pe = 2…500 hPa
– am Nullpunkt: kein Einflusseffekt Bei geringerem Druck ist eine Messgaspumpe und
– auf die Empfindlichkeit mit Druckkorrektur mittels einge- bei höherem Druck ist ein Druckminderer erforderlich.
bautem Drucksensor: ≤ 0,2 % des Messwertes pro 1 % Ausgangsdruck
Luftdruckänderung Atmosphärendruck
Der Anschluss des Drucksensors ist über einen Schlauch
nach außen geführt. Arbeitsbereich: pabs = 600…1250 hPa Durchfluss
20…90 l/h
Energieversorgungseinfluss
24 V DC ± 5 %: ≤ 0,2 % der Messspanne
12 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 10/24-1.20 DE Februar 2009Prozessphotometer-Analysatormodul Limas11 HW
Energieversorgung Anforderungen an die Probenaufbereitung
Eingangsspannung, Leistungsaufnahme Messgasförderung
24 V DC ± 5 %, max. 85 W Die verschiedenen Applikationen erfordern die Messgasförde-
rung zum Gasanalysator bei Temperaturen von 150…190 °C.
Die Bildung von Kondensation und Sublimation ist unbedingt
Anforderungen an den Aufstellungsort auszuschließen, da NO2 und NH3 gut in Wasser löslich sind
bzw. zu Salzbildung führen können. Außerdem muss verhin-
Schwingungen / Erschütterungen dert werden, dass sich eventuell vorhandene niedrigsiedende
max. ±0,04 mm / 0,5 g bei 5…150 Hz Kohlenwasserstoffe niederschlagen können.
Umgebungstemperatur Messgaseingangstemperatur (vom Prozess)
Betrieb: +15…+35 °C bei Einbau in Gehäuse mit oder ohne 150…190 °C
Elektronikmodul; Lagerung und Transport: –25…+65 °C
Messgasfilter
Bei der Messung von NO und NO2: Sintermetall;
Hinweise bei der Messung von NH3: Keramik;
Porenweite ≤ 0,5 μm
Das Analysatormodul Limas11 HW kann nur in das 19-Zoll-
Gehäuse eingebaut werden. Werkstoffe der gasführenden Teile
PTFE, PVDF oder Silicosteel
SO2 hat einen Einfluss auf den NH3-Messwert. Falls das Mess-
gas SO2 enthält, muss geprüft werden, ob interne Korrekturen Gasausgangsbedingungen
notwendig sind. Ausgangsdruck = Atmosphärendruck, keinerlei Widerstand im
Ausgang erlaubt.
Die mittlere Wasserdampfkonzentration ist bei der Bestellung
anzugeben. Der Einfluss wird intern korrigiert. Montagehinweis
Messgasausgangsleitung fallend verlegen, so dass Kondensat
Für den Betrieb sind die folgenden „Anforderungen an die ggf. abfließen kann.
Probenaufbereitung“ zu beachten.
10/24-1.20 DE Februar 2009 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 13Sauerstoff-Analysatormodul Magnos206
Messprinzip Kalibrierung
Paramagnetisches Verhalten von Sauerstoff Nullpunktkalibrierung
mit sauerstofffreiem Betriebsgas oder mit Ersatzgas
Magnetomechanischer Sauerstoff-Analysator; kurze T90-Zeit
Endpunktkalibrierung
mit Betriebsgas mit bekannter Sauerstoffkonzentration oder
Messkomponente und kleinster Messbereich mit Ersatzgas, z. B. getrockneter Luft
Messkomponente Einpunktkalibrierung
Sauerstoff (O2) für Messbereiche von 0…5 Vol.-% O2 bis 0…25 Vol.-% O2
Kalibrierung des Nullpunktes mit beliebiger Sauerstoffkonzen-
Kleinster Messbereich tration, z. B. mit Stickstoff (N2) oder mit Umgebungsluft, die
0…0,5 Vol.-% O2 über einen Kühler oder H2O-Absorber aufbereitet ist.
Für die Einpunktkalibrierung mit Luft wird die Druckkorrektur
mittels Drucksensor empfohlen.
Stabilität Nullpunkt und Endpunkt müssen abhängig von der Mess-
Linearitätsabweichung aufgabe regelmäßig überprüft werden (Empfehlung: einmal
≤ 0,5 % der Messspanne jährlich).
Wiederholpräzision Messbereiche mit unterdrücktem Nullpunkt
≤ 50 ppm O2 (Zeitbasis für Gaswechsel ≥ 5 min) Hochunterdrückte Messbereiche (≥95…100 Vol.-% O2) dürfen
nur mit Prüfgasen kalibriert werden, deren Konzentration im
Nullpunktdrift gewählten Messbereich liegt.
≤ 3 % der Messspanne des kleinsten Messbereiches (gemäß Für unterdrückte Messbereiche ist auch die Einpunktkali-
Bestellung) pro Woche, mindestens 300 ppm O2 pro Woche; brierung möglich. Die O2-Konzentration des Prüfgases muss
nach längeren Transport-/Lagerzeiten kann die Drift in den innerhalb des Messbereiches liegen.
ersten Wochen höher sein.
Empfindlichkeitsdrift
≤ 0,1 Vol.-% O2 pro Woche oder ≤ 1 % des Messwertes pro Einflusseffekte
Woche (nicht kumulativ), es gilt der jeweils kleinere Wert; Durchflusseinfluss
≤ 0,25 % des Messwertes pro Jahr ≤ 0,1 Vol.-% O2 im zulässigen Bereich
Ausgangssignalschwankung (2 σ) Begleitgaseinfluss
≤ 25 ppm O2 bei elektronischer T90-Zeit (statisch / dynamisch) Der Einfluss von Begleitgasen als Verschiebung des Null-
= 3/0 s punktes – ausgedrückt in Vol.-% O2 – kann anhand der
Nachweisgrenze (4 σ) Richtwerte in der folgenden Tabelle abgeschätzt werden:
≤ 50 ppm O2 bei elektronischer T90-Zeit (statisch / dynamisch)
Begleitgaskonzentration 100 Vol.-% Nullpunktverschiebung
= 3/0 s
in Vol.-% O2
Wasserstoff H2 +0,28
Messbereiche Schwefelwasserstoff H2S –0,45
Anzahl Argon Ar –0,26
4 Messbereiche Helium He +0,30
Die Messbereiche können frei eingestellt werden. Sie sind Neon Ne +0,13
werksseitig entweder auf 0…10 / 15 / 25 / 100 Vol.-% O2 oder
Stickstoff N2 0
gemäß Bestellung eingestellt.
Stickoxid NO +43
Größter Messbereich
Stickstoffdioxid NO2 +28
0…100 Vol.-% O2. Messbereiche innerhalb von Zündgrenzen
können nicht ausgeführt werden. Distickstoffoxid N2O –0,20
Kohlenmonoxid CO –0,01
Messbereiche mit unterdrücktem Nullpunkt
Messbereichsunterdrückung max. 1: 100, z. B. 99…100 Vol.-% Kohlendioxid CO2 –0,32
O2. Hochunterdrückte Messbereiche (≥95…100 Vol.-% O2) und Kohlenoxidsulfid COS –0,90
Anfangsmessbereiche in demselben Analysator sind zu Ethan C2H6 –0,46
vermeiden. Druckkorrektur mittels Drucksensor erforderlich.
Ethen C2H4 –0,29
Messbereichsumschaltung Methan CH4 –0,24
manuell; wahlweise zusätzlich extern gesteuert oder auto-
Propan C3H8 –0,98
matisch
Propylen C3H6 –0,55
Grenzwertüberwachung
Trichloräthylen C2HCl3 –2,17
Bei der Gerätekonfigurierung können Grenzwerte eingestellt
werden. Die Grenzwertsignale (Alarme) werden über Digital- Vinylchlorid CH2CHCl –0,75
ausgänge ausgegeben.
Weitere Begleitgase siehe EN 61207-3
14 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 10/24-1.20 DE Februar 2009Sauerstoff-Analysatormodul Magnos206
Temperatureinfluss Gaseingangsbedingungen
Umgebungstemperatur im zulässigen Bereich
– am Nullpunkt: ≤ 0,02 Vol.-% O2 pro 10 °C Temperatur
– auf die Empfindlichkeit: ≤ 0,1 % des Messwertes pro 10 °C +5…+50 °C
Thermostatentemperatur = 64 °C Der Taupunkt des Messgases muss um mindestens 5 °C nied-
riger als die niedrigste Umgebungstemperatur im gesamten
Luftdruckeinfluss Messgasweg sein. Andernfalls ist ein Messgaskühler oder ein
– am Nullpunkt: kein Einflusseffekt Kondensatabscheider erforderlich. Schwankender Wasser-
– auf die Empfindlichkeit ohne Druckkorrektur: dampfgehalt verursacht einen Volumenfehler.
≤ 1 % des Messwertes pro 1 % Luftdruckänderung
– auf die Empfindlichkeit mit Druckkorrektur mittels Eingangsdruck
eingebautem Drucksensor (Option): pe = 2…100 hPa
≤ 0,1 % des Messwertes pro 1 % Luftdruckänderung; Bei geringerem Druck ist eine Messgaspumpe und
für hochunterdrückte Messbereiche ≤ 0,01 % des Mess- bei höherem Druck ist ein Druckminderer erforderlich.
wertes pro 1 % Luftdruckänderung oder ≤ 0,002 Vol.-% O2 Ausgangsdruck
pro 1 % Luftdruckänderung, es gilt der jeweils größere Wert. Atmosphärendruck
Arbeitsbereich des Drucksensors: pabs = 600…1250 hPa
Durchfluss
Energieversorgungseinfluss 30…90 l/h
24 V DC ± 5 %: ≤ 0,4 % der Messspanne Bei hochunterdrückten Messbereichen sind abrupte
Lageeinfluss Änderungen des Messgasdurchflusses zu vermeiden.
Nullpunktverschiebung ≤ 0,05 Vol.-% O2 pro 1° Abweichung Korrosive Gase
von der horizontalen Ausrichtung. Bei fest installiertem Gerät Enthält das Messgas Cl2, HCl, HF oder andere korrosive
wirkt sich der Lageeinfluss nicht aus. Bestandteile, so ist Rücksprache mit ABB Analytical
erforderlich.
Enthält das Messgas NH3, so müssen FFKM75-Dichtungen
Dynamisches Verhalten verwendet werden; in diesem Fall kann das Pneumatikmodul
Anwärmzeit nicht an das Analysatormodul angeschlossen werden.Sauerstoff-Analysatormodul Magnos27
Messprinzip Kalibrierung
Paramagnetisches Verhalten von Sauerstoff Nullpunktkalibrierung
mit sauerstofffreiem Betriebsgas oder mit Ersatzgas
Robuster thermomagnetischer Sauerstoff-Analysator
Endpunktkalibrierung
mit Betriebsgas mit bekannter Sauerstoffkonzentration oder
Messkomponente und kleinster Messbereich mit Ersatzgas
Messkomponente
Sauerstoff (O2) in Rauchgas oder in Stickstoff (N2) Einflusseffekte
Kleinster Messbereich
Durchflusseinfluss
0…3 Vol.-% O2
≤ 1 % der Messspanne bei einer Durchflussänderung von
±10 l/h. Bei gleichem Durchfluss von Messgas und Prüfgas
wird der Durchflusseinfluss automatisch berücksichtigt.
Stabilität
Begleitgaseinfluss
Linearitätsabweichung Die Kalibrierung des Magnos27 gilt nur für das auf dem
≤ 2 % der Messspanne Typschild angegebene Messgas (= Messkomponente +
Wiederholpräzision Begleitgas).
≤ 1 % der Messspanne Temperatureinfluss
Nullpunktdrift Umgebungstemperatur im zulässigen Bereich
≤ 1 % der Messspanne pro Woche – am Nullpunkt: ≤ 2 % der Messspanne pro 10 °C,
– auf die Empfindlichkeit: ≤ 0,5 % des Messwertes pro 10 °C,
Empfindlichkeitsdrift jeweils bezogen auf die Temperatur bei der Kalibrierung
≤ 2 % des Messwertes pro Woche Thermostatentemperatur = 63 °C
Ausgangssignalschwankung (2 σ) Luftdruckeinfluss
≤ 0,5 % der Messspanne des kleinsten Messbereiches bei – am Nullpunkt: < 0,05 Vol.-% O2 pro 1 % Luftdruckänderung
elektronischer T90-Zeit = 0 s – auf die Empfindlichkeit ohne Druckkorrektur:
Nachweisgrenze (4 σ) ≤ 1,5 % des Messwertes pro 1 % Luftdruckänderung
≤ 1 % der Messspanne des kleinsten Messbereiches bei – auf die Empfindlichkeit mit Druckkorrektur (Option):
elektronischer T90-Zeit = 0 s ≤ 0,25 % des Messwertes pro 1 % Luftdruckänderung
Option: Betriebshöhe größer als 2000 m
Energieversorgungseinfluss
Messbereiche 24 V DC ± 5 %: ≤ 0,2 % der Messspanne
Anzahl Lageeinfluss
1…4 Messbereiche ca. 3 % der Messspanne des kleinsten Messbereiches pro
Die Messbereiche sind werksseitig gemäß Bestellung fest 1° Abweichung von der horizontalen Ausrichtung. Bei fest
eingestellt. installiertem Gerät wirkt sich der Lageeinfluss nicht aus.
Größter Messbereich
0…100 Vol.-% O2
Messbereiche innerhalb von Zündgrenzen können nicht
ausgeführt werden.
Messbereichsumschaltung
manuell; wahlweise zusätzlich extern gesteuert oder auto-
matisch
Grenzwertüberwachung
Bei der Gerätekonfigurierung können Grenzwerte eingestellt
werden. Die Grenzwertsignale (Alarme) werden über Digital-
ausgänge ausgegeben.
16 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 10/24-1.20 DE Februar 2009Sauerstoff-Analysatormodul Magnos27
Dynamisches Verhalten Gaseingangsbedingungen
Anwärmzeit Temperatur
2…4 h +5…+50 °C
Der Taupunkt des Messgases muss um mindestens 5 °C nied-
T90-Zeit
riger als die niedrigste Umgebungstemperatur im gesamten
T90 = 10…22 s, abhängig vom Messgasdurchfluss und vom
Messgasweg sein. Andernfalls ist ein Messgaskühler oder ein
Anschluss der Messkammer (siehe „Gasanschlüsse“; gilt für
Kondensatabscheider erforderlich. Schwankender Wasser-
ein Analysengerät mit 1 Analysatormodul)
dampfgehalt verursacht einen Volumenfehler.
Eingangsdruck
Werkstoffe der mediumberührten Teile pe = 2…100 hPa
Bei geringerem Druck ist eine Messgaspumpe und
Analysator bei höherem Druck ist ein Druckminderer erforderlich.
rost- und säurebeständiger Stahl 1.4580 und 1.4305, Glas
Ausgangsdruck
Gasleitungen und -anschlüsse Atmosphärendruck
rost- und säurebeständiger Stahl 1.4571 und 1.4305, PVC-C,
FPM Durchfluss
20…90 l/h
Brennbare Gase
Gasanschlüsse Die Messung von brennbaren Gasen ist nicht möglich.
Anordnung und Ausführung
Gasanschlüsse auf der Rückseite (im 19-Zoll-Gehäuse) bzw.
der Unterseite (im Wandgehäuse) des Analysatormoduls mit Energieversorgung
1/8-NPT-Innengewinde für handelsübliche Adapter, z. B. Eingangsspannung, Leistungsaufnahme
Swagelok®; Anschlussbilder siehe Seite 36 24 V DC ± 5 %, max. 35 W
Messkammeranschluss
Die Messkammer ist wahlweise direkt (nur im Wandgehäuse)
oder mit FPM-Schläuchen an die Gasanschlüsse angeschlos- Anforderungen an den Aufstellungsort
sen. Messkammerdirektanschluss z. B. bei Anschluss einer
Schwingungen / Erschütterungen
externen Gasförderung und für kurze T90-Zeit
max. ±0,04 mm bei 5…60 Hz
Umgebungstemperatur
Elektrische Anschlüsse Betrieb: +5…+45 °C bei Einbau in Gehäuse mit oder ohne
Elektronikmodul, +5…+50 °C bei Messkammerdirektanschluss
Systembus und Einbau in Gehäuse ohne Elektronikmodul oder Uras26;
3-poliger Buchsenstecker Lagerung und Transport: –25…+65 °C
Externe 24-V-DC-Versorgung
4-poliger Stiftstecker
10/24-1.20 DE Februar 2009 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 17Sauerstoffspuren-Analysatormodul ZO23
Messprinzip Kalibrierung
Potentiometrische Messung; Zirkoniumdioxid-Zelle zur Bestim- Offsetkalibrierung
mung der Sauerstoffkonzentration nach der Nernst’schen Mit Umgebungsluft auf der Messgasseite wird der Referenz-
Gleichung; Referenzgas: Umgebungsluft. wert für Umgebungsluft auf 20,6 Vol.-% O2 (bei 25 °C und
50 % relative Luftfeuchte) abgeglichen.
Das Analysatormodul dient zur kontinuierlichen Messung von
Sauerstoff in Reingasen (N2, CO2, Ar). Die Messzelle ist so weit Endpunktkalibrierung
katalytisch inaktiviert, dass brennbare Begleitkomponenten in mit Prüfgas O2 in N2 (oder in CO2 oder Ar); O2-Konzentration
stöchiometrischen Konzentrationen den Sauerstoffwert nur im Messbereich, z. B. 10 ppm O2
vernachlässigbar vermindern.
Funktionstest
Messkomponente und Messbereiche
Verlängerte Ansprechzeit oder reduzierte Empfindlichkeit sind ein
Messkomponente Maß für die Funktionsfähigkeit der Messzelle. Der Funktionstest
Sauerstoff (O2) kann ohne zusätzliche Prüfgase, bei aufgeschaltetem Messgas
mit konstanter Konzentration, durchgeführt werden. Anhand des
Messbereiche
Testverlaufs kann beurteilt werden, ob der Sensor bezüglich
4 Messbereiche
seines Ansprechverhaltens innerhalb einer vorgegebenen Tole-
Die Grenzen der Messbereiche können im Bereich von
ranz liegt. Der Funktionstest wird manuell gestartet und dauert
0…1 ppm bis 0…250.000 ppm O2 frei eingestellt werden;
ca. 15 min. Für die zyklische Abfrage ist eine zusätzliche Funk-
sie sind werksseitig auf 0…1/ 10 / 100 / 1000 ppm O2 eingestellt.
tionsblockkonfigurierung erforderlich.
Die folgenden messtechnischen Daten beziehen sich auf eine
Messspanne von 100 ppm O2 mit eingebauter Pumpe und
Durchflussregelung.
Einflusseffekte
Messbereichsumschaltung
manuell; wahlweise zusätzlich extern gesteuert oder Durchflusseinfluss
automatisch ≤ 1% des Messwertes oder 100 ppb O2 (es gilt der jeweils
größere Wert) bei einem Durchfluss von 8 ± 0,2 l/h
Grenzwertüberwachung Der Durchfluss muss im zulässigen Bereich auf ±0,2 l/h
Bei der Gerätekonfigurierung können Grenzwerte eingestellt konstant gehalten werden. Der zulässige Bereich ist 5…10 l/h.
werden. Die Grenzwertsignale (Alarme) werden über Digital- Mit eingebauter Pumpe und Durchflussregelung wird der
ausgänge ausgegeben. Durchfluss auf 8 ± 0,2 l/h konstant gehalten.
Begleitgaseinfluss
Stabilität Inertgase (Ar, CO2, N2) haben keinen Einfluss. Brennbare Gase
(CO, H2, CH4) in stöchiometrischen Konzentrationen zum
Linearität Sauerstoffgehalt: Umsatz O2 < 20 % vom stöchiometrischen
Aufgrund des Messprinzips sind Zirkoniumdioxid-Zellen Umsatz. Falls höhere Konzentrationen an brennbaren Gasen
grundlinear. vorliegen, muss mit höheren O2-Umsätzen gerechnet werden.
Die Konzentration brennbarer Gase im Messgas darf 100 ppm
Wiederholpräzision
nicht überschreiten.
< 1 % der Messspanne oder 100 ppb O2 (es gilt der jeweils
größere Wert) Temperatureinfluss
Der Einfluss der Umgebungstemperatur im zulässigen Bereich
Nullpunktdrift
von +5…+45 °C ist < 2 % des Messwertes oder 50 ppb O2
Der Nullpunkt (Referenzpunkt) wird angezeigt, wenn sich
pro 10 °C Änderung der Umgebungstemperatur (es gilt der
Umgebungsluft auf der Messgasseite befindet. Durch Alterung
jeweils größere Wert).
der Zelle kann der Wert für Luft von 20,6 Vol.-% O2 (bei 25 °C
und 50 % relative Luftfeuchte) abweichen. Luftdruckeinfluss
< 1 % des Messbereiches pro Woche oder 250 ppb O2 (es gilt Kein Einfluss durch Luftdruckänderung; Messgas am Ausgang
der jeweils größere Wert) muss ohne Gegendruck abströmen.
Empfindlichkeitsdrift Energieversorgungseinfluss
hängt von möglichen Störkomponenten (Katalysatorgiften) im 24 V DC ± 5 %: kein Einfluss
Messgas und der Alterung der Zelle ab.
Lageeinfluss
Für Reingasmessungen in N2, CO2 und Ar:
Kein Lageeinfluss bei fest installiertem Gerät
< 1 % des Messbereiches pro Woche oder 250 ppb O2 (es gilt
der jeweils größere Wert)
Ausgangssignalschwankung (2 σ)
< ±0,5 % des Messwertes oder 50 ppb O2 (es gilt der jeweils
größere Wert)
18 Datenblatt Advance Optima AO2000 Serie 10/24-1.20 DE Februar 2009Sie können auch lesen
