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ZIROX SGM7 Bedienungsanleitung

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ZIROX – Sauerstoffmesstechnik
SGM7
Sauerstoffmessgerät zur Messung
in inerten und reaktiven Gasen
ZIROX Sensoren & Elektronik GmbH
Am Koppelberg 21, D-17489 Greifswald
+49 3834 8309 -00, Fax: -29 E-Mail: info@zirox.de
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Verwandte Anleitungen für ZIROX SGM7

Inhaltszusammenfassung für ZIROX SGM7

  • Seite 1 ZIROX – Sauerstoffmesstechnik SGM7 Sauerstoffmessgerät zur Messung in inerten und reaktiven Gasen ZIROX Sensoren & Elektronik GmbH Am Koppelberg 21, D-17489 Greifswald +49 3834 8309 -00, Fax: -29 E-Mail: info@zirox.de...

  • Seite 3: Schutzgasmessgerät Zur Messung Der Sauerstoffkonzentration In Inerten Und Reaktiven Gasen

    SGM7 Gerätehandbuch Schutzgasmessgerät zur Messung der Sauerstoffkonzentration in inerten und reaktiven Gasen Messbereich: 2 · 10 ... 10 Vol.-ppm Stromversorgung: 100…240 V, 47…63 Hz...

  • Seite 5: Inhaltsverzeichnis

    Prinzipieller Geräteaufbau ................. 16 6.1.1 Allgemeine Übersicht ................16 6.1.2 Konstruktionsprinzip der Festelektrolytmesszelle ........16 6.1.3 Elektronische Messwertverarbeitung ............18 Aufbau des SGM7 ..................... 19 6.2.1 Mechanischer Aufbau ................19 6.2.2 Netzanschluss ..................19 6.2.3 Vorderseite ..................... 19 6.2.4 Rückseite ....................20 Aufstellung und Inbetriebnahme ................
  • Seite 6 Sauerstoffmessgerät SGM7 Inhalt 8.2.1 Einstellbare Parameter ................25 8.2.2 Programmiermenüs ................26 Kalibrierung ....................... 29 8.3.1 Nullpunktabgleich ................... 29 8.3.2 Bereichsgaskalibrierung ................. 29 Hinweise zur Störungsbeseitigung ..............30 Wartung, Instandsetzung und Lagerung ..............31 Allgemeine Hinweise ..................31 Auswechseln der Gerätesicherung ..............31 10 Anhang .........................

  • Seite 7: Allgemeine Hinweise

    1 Allgemeine Hinweise 1 Allgemeine Hinweise Hinweise zum Gerätehandbuch Das vorliegende Gerätehandbuch beschreibt den Aufbau, die Funkti- onsweise und die Bedienung des Sauerstoffmessgerätes SGM7 der Firma ZIROX Sensoren & Elektronik GmbH. Anschrift des Herstellers: ZIROX Sensoren & Elektronik GmbH Am Koppelberg 21 D-17489 Greifswald Tel.: (0 38 34) 830900...

  • Seite 8: Verwendete Symbole

    Sauerstoffmessgerät SGM7 1 Allgemeine Hinweise Verwendete Symbole Symbol für unmittelbar drohende Gefahr Dieses Symbol finden Sie bei allen Hinweisen zur Arbeitssicherheit, wenn eine unmittelbare Gefahr für das Leben und die Gesundheit von Personen besteht. Werden diese Hinweise nicht beachtet, kann es zu schweren oder lebensgefährlichen Verletzungen mit Todesfolge kommen.

  • Seite 9: Anwendungsbereich

    Inertgasen die Messung der Konzentration des freien Sauerstoffs und in Gasgemischen auch die Konzentration des gebundenen Sauerstoffs möglich (nähere Erläuterungen siehe Anhang). Haupteinsatzgebiete des SGM7 sind: • Produktionsprozesse zum Mischen und Herstellen von Formiergasen • Produktionsprozesse der Schweiß- und Löttechnik, speziell Schutz- gasschweißverfahren im Stahl-, Behälter- und Anlagenbau s...

  • Seite 10: Sicherheitshinweise

    Gasen (z.B. SO ) in das SGM sind nicht zulässig. Durch die hohe Betriebstemperatur der Messzelle entwickelt das SGM7 eine Eigenerwärmung. Es ist dafür zu sorgen, dass das Gerät nicht so stark abgedeckt wird, dass eine zu hohe Eigenerwärmung entsteht.

  • Seite 11: Funktionsbeschreibung

    – Partialdruck des Sauerstoffes an der Bezugselektrode ,Luft in trockener Luft in Pa – Partialdruck des Sauerstoffes an der Messelektrode ,Messgas im Messgas in Pa. Das SGM7 enthält einen Sensor, der die Oxidionenleitfähigkeit von Keramik Zirkoniumdioxid stabilisierenden Zusätzen nutzt. Oxidionenleitfähigkeit von Zirkoniumdioxid steigt exponentiell mit der Temperatur an und erreicht oberhalb von 600 °C genügend große Werte.

  • Seite 12: Messbedingungen

    Sauerstoffmessgerät SGM7 4 Funktionsbeschreibung Bestimmungs- Unter der Voraussetzung, dass die Gesamtdrücke der Gase an beiden gleichung Elektroden in etwa gleich groß sind (in diesem Fall kann man mit Volumenkonzentrationen anstelle der Partialdrücke rechnen), ergibt sich nach Einsetzen der Zahlenwerte für die Konstanten in Gleichung (I) folgende Bestimmungsgleichung für die Sauerstoffkonzentration:...

  • Seite 13: Genauigkeit Der Messung

    Sauerstoffmessgerät SGM7 4 Funktionsbeschreibung Wird das Gerät mit der internen Gaspumpe betrieben, erfolgt über die Durchflussmessung eine Regelung der Pumpe. Es wird immer ein optimaler Gasfluss von 7 l/h eingestellt. 4.2.3 Genauigkeit der Messung Der Hersteller garantiert einen Messfehler von < 5% (relativer Fehler) nur bei der Messung von Sauerstoffkonzentrationen in der Größenordnung...

  • Seite 14: Technische Daten

    Sauerstoffmessgerät SGM7 5 Technische Daten 5 Technische Daten Kenndaten Bezeichnung ......... Gasmonitor SGM7 Einsatz ..........Messung der Sauerstoffkonzentration in Gasen Messdaten Messbereich ......... 2,0 · 10 …1 Vol.-ppm, (20,6…1x10 Vol-%), bis Vol.-ppm möglich (reduzierende Bedingungen, s. Kap. 4.2), Messbereich bis 100 Vol.-% auf Anfrage...

  • Seite 15: Schnittstellen

    Sauerstoffmessgerät SGM7 5 Technische Daten 5.4.2 Schnittstellen Serielle Schnittstelle RS 232 Übertragungsrate ......max. 19200 Baud, einstellbar Stoppbits ........1 Datenbits ........8 Parität ..........keine Handshake ........ohne Klemmenbelegung der Buchse SUB-D 9-pol. F: Tabelle 1: Protokoll der seriellen Schnittstelle (CR = carriage return) Eingabe Rückmeldung...

  • Seite 16: Aufbau Des Schutzgasmessgerätes

    Sauerstoffmessgerät SGM7 6 Aufbau 6 Aufbau des Schutzgasmessgerätes Prinzipieller Geräteaufbau 6.1.1 Allgemeine Übersicht Das Gerät ist in einer transportablen, kompakten Laborausführung lieferbar. Die prinzipielle Struktur der Geräte zeigt Abbildung 1. Prinzipieller Geräteaufbau, Gerätebaugruppen Abb. 1: Das Messgas wird mit geringem Überdruck in die Messzelle gedrückt bzw.
  • Seite 17 Sauerstoffmessgerät SGM7 6 Aufbau Messzelle Die Messzelle ist in Form eines Rohres aus Zirkoniumdioxid-Keramik mit zwei Elektroden aus Platindraht ausgebildet. Innerhalb des Rohres, das vom Messgas durchströmt wird, befindet sich die Messelektrode. Die Elektrode außerhalb des Rohres dient als Referenzelektrode mit konstantem Elektrodenpotential.

  • Seite 18: Elektronische Messwertverarbeitung

    Sauerstoffmessgerät SGM7 6 Aufbau 6.1.3 Elektronische Messwertverarbeitung Eine Übersicht über die Signalverarbeitung gibt das folgende Blockschaltbild. Abb. 3: Blockschaltbild des SGM7 HB_SGM7_dt.docx...

  • Seite 19: Aufbau Des Sgm7

    6.2.2 Netzanschluss SGM7 wird über Gerät fest verbundene Geräteanschlussleitung an das Netz angeschlossen. Das SGM7 ist als Tischgerät konzipiert. Die Betriebslage des SGM ist Betriebslage und Neigungswinkel horizontal, mit einem maximalen Neigungswinkel von 30°. 6.2.3 Vorderseite Vorderseite Gerätes befinden sich Anzeige- Bedienelemente.

  • Seite 20: Rückseite

    Sauerstoffmessgerät SGM7 6 Aufbau 6.2.4 Rückseite An der Rückseite des SGM7 befinden sich Gasein- und –austritt, eine Sub- D-Buchse für die RS232-Schnittstelle und der Netzschalter. Das Netzkabel ist fest mit dem Gerät verbunden. Abb. 6: Rückseite des SGM7 Über die serielle Schnittstelle RS 232 und die analoge Stromschnittstelle Schnittstellen können Messwerte und Meldesignale übertragen werden.

  • Seite 21: Aufstellung Und Inbetriebnahme

    Sauerstoffmessgerät SGM7 7 Inbetriebnahme 7 Aufstellung und Inbetriebnahme Aufstellungsbedingungen Das Schutzgasmessgerät SGM7 ist in einem trockenen und weitestgehend staubfreien Raum auf einer stabilen, ebenen Unterlage aufzustellen. • In unmittelbaren Nähe Aufstellungsortes eine Schutzkontaktsteckdose, möglichst als gesonderter Stromkreis, abgesichert mit 10 A, für den Netzanschluss vorzusehen.
  • Seite 22 Sauerstoffmessgerät SGM7 7 Inbetriebnahme Material der Das Material der Verbindungsleitungen muss insbesondere bei langen Verbindungs- Transportwegen und ungünstigen Temperaturverhältnissen so gewählt leitungen werden, dass eine Sauerstoffpermeabilität ausgeschlossen ist. Der Hersteller empfiehlt Abhängigkeit herrschenden Messbedingungen folgende Materialien: Niedrige Messgastemperatur ....dickwandige PVC- Schlauchleitungen Höhere Messgastemperatur ....

  • Seite 23: Bedienung Und Parametrierung

    Sauerstoffmessgerät SGM7 8 Bedienung 8 Bedienung und Parametrierung Bedienung 8.1.1 Einschalten und Messwertanzeige Nach Herstellen der Betriebsbereitschaft des Schutzgasmessgerätes und dem Verlegen aller Leitungen gemäß Kapitel 7.2 kann das Gerät einge- schaltet werden. Nach ca. 10 Minuten hat die Messzelle ihre Betriebstemperatur von 750°C erreicht.

  • Seite 24: Status-/Fehlermeldungen

    Sauerstoffmessgerät SGM7 8 Bedienung 8.1.4 Status-/Fehlermeldungen Während des Messvorganges werden Funktionen der Messzelle überwacht. Eigenüberprü- Im Störungs-/Fehlerfall werden Fehlermeldungen ausgegeben. Gleichzeitig fung des SGM wird der Relaisausgang zur Störungssignalisierung aktiviert. Tabelle 5: Status-/Fehlermeldungen Status Anzeige Bemerkung GRENZWERT Alarmrelais aktiv BEREICH <<<...

  • Seite 25: Parametrierung

    Sauerstoffmessgerät SGM7 8 Bedienung Parametrierung 8.2.1 Einstellbare Parameter Tabelle 6: Übersicht der einstellbaren Parameter Parameter Bereich Bemerkungen Display : 0…21 (100) Vol-% oder in ppm Messbereich 100 Vol.-% auf Anfrage Analoger Ausgang 0…20 mA oder 4…20 mA alternativ 0…10 V oder 2…10 V...

  • Seite 26: Programmiermenüs

    Sauerstoffmessgerät SGM7 8 Bedienung 8.2.2 Programmiermenüs Über die Tasten unter dem Display sind die folgenden Menüs erreichbar (die aktuelle Bedeutung der Tasten wird jeweils auf dem Display angezeigt). Dabei kann immer über die -Taste ein bestimmter Parameter gewählt werden, der mit den verschiedenen Tasten verändert werden kann und abschließend wieder mit der...
  • Seite 27 Sauerstoffmessgerät SGM7 8 Bedienung B.2 Grenzwert GRENZWERT WERT: > 206000 ppm 0…999999 ppm bzw. 0…99,99 Vol.-% VERZOEGERUNG: 0...99s ZURUECK B.3 Analogausgang ANALOGAUSGANG WERT: Vol% O2 Vol% O2, ppm O2, O2[log10] Option: O2 NGW, H20/H2 BEREICH: 4-20 mA 0-20 mA oder 4-20mA Option: 0-10V oder 2-10V NULLPUNKT: 0.00 %...
  • Seite 28 Sauerstoffmessgerät SGM7 8 Bedienung B.4.2 Bereichskalibrierung BEREICHSGASKALIBR. MESSWERT: 209000 ppm Aktueller Messwert PRUEFGAS : 1000 ppm BEREICHSKAL.: WARTE 5 Kalibrierstatus ABGL. WERT: 1.00 Abgleichwert ZURUECK 2 wird diese Zeile aktiviert und die Taste Enter ca. 3s lang gedrückt wird der Kalibrierwert auf 1.00 gesetzt B.4.4 Speicherung...

  • Seite 29: Kalibrierung

    Nun wird mittels Tastatur „Zurück“ gewählt und durch Enter das Menü verlassen. Die Speicherung muss mit „ja“ quittiert werden. 8.3.2 Bereichsgaskalibrierung Hierzu wird das SGM7 mit einem zertifizierten Prüfgas durchströmt (nach Möglichkeit in der Konzentration, bei der später gemessen werden soll). Der Ablauf wird durch das Menü vorgeschrieben.

  • Seite 30: Hinweise Zur Störungsbeseitigung

    Sauerstoffmessgerät SGM7 8 Bedienung Meldung des Kalibrierstatus: OK< (1.5) OK (1.5) letzte Kalibrierung OK (Abgleichwert) WARTEN! 5 WAIT ! 5 Kalibrierung läuft ABBRUCH BREAK Abbruch durch Tastendruck FEHLER STABIL. TIME OUT Stabilität in 60s nicht erreicht FEHLER BEREICH OUT OF RANGE Bereichsüberschreitung...

  • Seite 31: Wartung, Instandsetzung Und Lagerung

    Sauerstoffmessgerät SGM7 9 Wartung, Instandsetzung, Lagerung 9 Wartung, Instandsetzung und Lagerung Allgemeine Hinweise Die Elektronik und die Messzelle sind wartungsfrei. Bei Defekten an der Messzelle oder am Thermoelement ist das SGM an den Hersteller zur Instandsetzung einzusenden. Das SGM ist bei Nichtgebrauch in einem trockenen, staubfreiem Raum Lagerung möglichst in der Originalverpackung zu lagern.

  • Seite 32: Anhang

    Sensoren entwickelt, die in Verbrennungsanlagen verschiedener Art, in technischen Öfen oder Flammen in situ arbeiten und benötigte Signale liefern. Weiterhin produziert die ZIROX aber auch Geräte mit elektrisch beheizten Sensoren zur Analyse von extern vorgemischten Brennstoff-Luft- Mischungen oder Abgasen.
  • Seite 33 Sauerstoffmessgerät SGM7 10 Anhang Für die Verbrennung eines Kohlenwasserstoffs (in Motorkraftstoff, Erdgas, Flüssiggas) mit der Bruttoformel C erhält man bei vollständiger Verbrennung im Sauerstoffüberschuss mit λ die Reaktionsgleichung + λ ⋅ (n + m/4) O → n CO + m/2 H + (λ...

  • Seite 34: Gaspotentiometrie Mit Festelektrolytsensoren

    Sauerstoffmessgerät SGM7 10 Anhang Konzentrationen der Wassergaskomponenten berechnet werden und je nachdem, ob ϕ(CO) + ϕ(H ) größer oder kleiner als 2 ϕ(O ) ist, die eine oder andere Gleichung angewendet wird (DE 43 23 879). Die von der GO Messtechnik dazu entwickelte Software und Elektronik liefert die Ergebnisse praktisch verzögerungsfrei.
  • Seite 35 Sauerstoffmessgerät SGM7 10 Anhang Bei einer Festelektrolytzelle mit zwei Sauerstoffelektroden ist die Zellreaktion einfach der Übergang von Sauerstoff höheren auf niedrigeren Druck. Die chemische Arbeit bei Zellreaktionen wird mit der molaren freien Reaktionsenthalpie ∆ G beschrieben, die hier gleich der Differenz der chemischen Potentiale ist: G = µ(O...

  • Seite 36: Potentiometrische Zro 2 -Zellen Für Die Messung Des H

    Die oben in Gleichungen und im Diagramm dargestellten Zellspannungen gelten jeweils nur für Zellen mit gleicher Temperatur an beiden Elektroden. Derartige isotherme Zellen sind in den Produkten der ZIROX sehr sorgfältig realisiert. Dagegen sind die in Kraftfahrzeugen verwendeten Lambda- Sonden nicht isotherm ausgelegt. Sie erfüllen ihren Zweck im Wesentlichen zur Indizierung von λ...
  • Seite 37 ) = exp [ (1290,6 - U/mV) / (0,0431⋅T/K) - 7,5732 ]. ϕ(H Beispielrechnung: Die H -Konzentration des Messgases ist bekannt (z.B. 7 Vol.-%). Das SGM7 zeigt ein H -Verhältnis von 3.3 x 10 (dimensionslos). Daraus folgt eine Wasserdampf-Konzentration von 0.00231 Vol.-% oder 23.1 ppm (1ppm = 1 x 10 Vol.-%)

  • Seite 38: Montageanleitung Swagelok -Rohrverschraubungen

    Sauerstoffmessgerät SGM7 10 Anhang ® 10.3 Montageanleitung Swagelok -Rohrverschraubungen HB_SGM7_dt.docx...

  • Seite 39: Aktivkohlefilter: Beschreibung Und Anwendungshinweise

    Sauerstoffmessgerät SGM7 10 Anhang 10.4 Aktivkohlefilter: Beschreibung und Anwendungshinweise 10.4.1 Aufbau des Filters Das in der Zeichnung dargestellte Aktivkohlefilter (AKF) wird durch einen rohrförmigen Behälter gebildet. Er ist an den Enden durch Deckel mit daran befindlichen Anschlüssen für Rohrleitungen abgeschlossen. Beide Deckel sind in das Rohr eingeschweißt.

  • Seite 40: Wechseln Der Aktivkohle

    Sauerstoffmessgerät SGM7 10 Anhang 10.4.3 Wechseln der Aktivkohle Wenn eine Sättigung des Filters vorliegt, ist es zu erneuern. Will man den Wechsel der Aktivkohle selbst vornehmen, wird der Gasanschluss am EINGANG des Filters demontiert (Schlüsselweite 19) und die Aktivkohle ausgeschüttet. Mit Hilfe eines kleinen Trichters wird die neue Aktivkohle aufgefüllt und durch Klopfen mit einem Plaste- oder Holzgegenstand an die...

  • Seite 41: Eg-Konformitätserklärung

    Sauerstoffmessgerät SGM7 10 Anhang 10.5 EG-Konformitätserklärung HB_SGM7_dt.docx...

  • Seite 42: Garantiebedingungen

    Sauerstoffmessgerät SGM7 10 Anhang 10.6 Garantiebedingungen Die ZIROX Sensoren & Elektronik GmbH garantiert, dass die von ihr hergestellten und verkauften Produkte zum Zeitpunkt der Auslieferung keine Fertigungs- und Materialmängel aufweisen. Falls sich jedoch innerhalb von 12 Monaten (Messzelle) oder 24 Monaten (Elektronik) nach Auslieferung ein Mangel zeigt, wird ZIROX nach unverzüglicher schriftlicher Benachrichtigung...

  • Seite 43: Bemerkungen Und Eigene Notizen

    Sauerstoffmessgerät SGM7 11 Notizen 11 Bemerkungen und eigene Notizen HB_SGM7_dt.docx...

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