Siemens ULTRAMAT 23 Bedienungsanleitung Seite 8

Kontinuierliche Gasanalysengeräte, extraktiv
ULTRAMAT 23
Allgemeines
Funktion
Im ULTRAMAT 23 kommen zwei voneinander unabhängige,
selektiv arbeitende Messprinzipien zur Anwendung.
Infrarotmessung
2
Ein bei 600 °C arbeitender Strahler (7) sendet Infrarot-Strahlung
aus, die von einem Chopper (5) mit 8 1/3 Hz moduliert wird.
Nach Durchtritt der Strahlung durch die Analysenkammer (4)
wird die Intensität der Strahlung vom Detektor (11, 12) gemes-
sen.
Bei dem abgebildeten Detektor handelt es sich um Schichten,
die mit der zu messenden Komponente gefüllt sind. In der ersten
Detektorschicht erfolgt hauptsächlich die Energieabsorption der
Zentren der IR-Banden der Messgase. Durch die zweite Detek-
torschicht wird die Energie der Flanken absorbiert und über ei-
nen Koppler in der dritten Detektorschicht auf höchste Selektivi-
tät abgestimmt.
Beim Durchtritt durch die einzelnen Schichten führt die Absorp-
tion der Strahlung zu unterschiedlichen Druckerhöhungen, und
somit zu einer Strömung über die Kapillarbohrung. Im Mikroströ-
mungsfühler wird dadurch ein Signal erzeugt, das nahezu unbe-
einflusst von Störeinflüssen durch Bandenflanken ist.
Hinweis
Die Messgase müssen den Analysengeräten staubfrei zugeführt
werden. Kondensat in den Messkammern ist zu vermeiden. Da-
her ist in den meisten Anwendungsfällen der Einsatz einer der
Messaufgabe angepassten Gasaufbereitung notwendig.
Die Umgebungsluft des Analysierteils sollte zudem weitestge-
hend frei von hoher Konzentration der zu messenden Gaskom-
ponenten sein.
ULTRAMAT 23, Arbeitsweise des Infrarotkanals (Beispiel mit
Dreischichtdetektor)
2/12 Siemens PA 01 · 2006
Automatische Kalibrierung mit Luft
Die Kalibrierung des ULTRAMAT 23 kann mit z. B. Umgebungs-
luft durchgeführt werden. Während dieses AUTOCAL (einstell-
bar zwischen 0 und 24 Stunden) wird die Küvette mit Luft ge-
spült. Dabei erzeugt der Detektor das größte Signal U
Vorabsorption in der Messkammer). Dieses Signal wird als Re-
ferenzsignal für die Nullpunktkalibrierung verwendet und dient
gleichzeitig als Ausgangswert für die Berechnung des End-
punktes auf der im folgenden beschriebenen Weise.
Mit zunehmender Konzentration der Messkomponente erhöht
sich die Absorption in der Messküvette. Durch diese Vorabsor-
tion nimmt im Detektor die nachweisbare Strahlungsenergie und
somit die Signalspannung ab. Der mathematische Zusammen-
hang zwischen der Konzentration der Messkomponente und der
Messspannung entspricht beim Einstrahlverfahren mit dem
ULTRAMAT 23 in guter Näherung einer Exponentialfunktion der
Form:
-kc
U = U · e
0
c Konzentration
k Gerätespezifische Konstante
U Grundsignal mit Nullgas (Messgas ohne Messkomponente)
0
U Detektorsignal
Veränderungen der Strahlungsleistung, Verschmutzung der
Messküvette und Alterung von Detektorbauelemeten wirken in
gleicher Weise auf U als auch auf U und geben
0
-kc
U' = U' · e
0
Die Messsapnnung verändert sich also – abgesehen von der
Konzentration c – kontinuierlich mit fortschreitender Alterung
des Strahlers oder durch eine anhaltende Verschmutzung.
Die genannten Einflüsse durch Verschmutzung und Alterung
werden so lange einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Mes-
sung haben, wie U' in einem bestimmten, vom Gerät überwach-
ten Toleranzbereich bleibt.
Die Geräte kalibrieren automatisch wahlweise alle 1, 2, 3 ... 24
Stunden mit Umgebungsluft den Nullpunkt. Eine Kalibrierung
mit Ausschlaggas ist nicht nötig, da die Kalibrierkurve mit dem
neuen U' Wert berechnet wird.
0
(keine
0