Arbeitsweise Ultramat-Kanal - Siemens ULTRAMAT 6F Gerätehandbuch

Technische Beschreibung
3.4

Arbeitsweise ULTRAMAT-Kanal

Der ULTRAMAT- -Kanal arbeitet nach dem
Infrarot- -Gegentakt- -Wechsellichtprinzip mit
Zweischichtdetektor und optischem Koppler.
Das Messprinzip beruht auf der molekülspezifischen
Absorption von Banden der Infrarotstrahlung. Die
absorbierten Wellenlängen sind für einzelne Gase
charakteristisch, können sich jedoch z.T. überlagern. Dies
führt zu Querempfindlichkeiten, die beim ULTRAMAT- -Kanal
durch folgende Maßnahmen auf ein Minimum beschränkt
werden:
J gasgefüllte Filterkammer (Strahlenteiler)
J Zweischichtdetektor mit optischem Koppler
J gegebenfalls optische Filter.
Bild 3.3 zeigt das Messprinzip. Ein auf etwa 700 °C erhitzter
und zum Symmetrieren des Systems verschiebbarer Strahler
(3) wird im Strahlenteiler (5) in zwei gleiche Strahlenbündel
(Mess- - und Vergleichsstrahl) geteilt. Der Strahlenteiler wirkt
gleichzeitig als Filterkammer.
Während der Vergleichsstrahl durch eine mit N
infrarotaktives Gas) gefüllte Vergleichskammer (9) praktisch
ungeschwächt auf die rechte Seite der Empfängerkammer
(10) auftrifft, durchläuft der Messstrahl die mit Messgas
beströmte Messkammer (8) und trifft je nach Konzentration
des Messgases mehr oder weniger geschwächt auf die linke
Seite der Empfängerkammer (11) auf. Die Empfängerkammer
ist mit einer festgelegten Konzentration der zu messenden
Gaskomponente gefüllt.
Der Detektor ist als Zweischichtdetektor aufgebaut. In der
oberen Detektorschicht wird bevorzugt die
Absorptionsbandenmitte absorbiert, während die
Bandenflanken in der unteren und oberen Schicht etwa in
gleichem Maße absorbiert werden. Obere und untere
Detektorschicht sind pneumatisch über den
Mikroströmungsfühler (13) miteinander verbunden. Diese
Gegenkopplung führt dazu, dass die spektrale
Empfindlichkeit sehr schmalbandig wird.
Mit dem optischen Koppler (12) wird die untere
Empfängerkammerschicht optisch verlängert. Durch
Verändern der Schieberstellung (14) wird die
Infrarotabsorption in der zweiten Empfängerkammerschicht
variiert. So besteht die Möglichkeit, den Einfluss der
Störkomponenten individuell zu minimieren.
Da zwischen Strahlenteiler und Messkammer ein Blendenrad
(6) rotiert, das beide Strahlenbündel gegentaktig und
periodisch unterbricht, wird bei Vorabsorption in der
Messkammer eine pulsierende Strömung erzeugt, die durch
den Mikroströmungsfühler (13) in ein elektrisches Signal
umgeformt wird.
3-6
Der Mikroströmungsfühler besteht aus zwei auf etwa 120 °C
aufgeheizten Nickelgittern, die zusammen mit zwei
Ergänzungswiderständen eine Wheatstonebrücke bilden. Die
pulsierende Strömung führt in Verbindung mit einer räumlich
sehr dichten Anordnung der Ni- -Gitter zu einer
Widerstandsänderung. Es resultiert eine
Brückenverstimmung, die von der Konzentration des
Messgases abhängig ist.
3
4
5
6
(nicht
2
1
8
2
11
1 Messgaseingang
2 Messgasausgang
3 Strahler, verstellbar
4 Optisches Filter
5 Strahlenteiler (Gasfilter)
6 Blendenrad
7 Wirbelstromantrieb
Bild 3.3
13
8 Messkammer
9 Vergleichskammer
10 Empfängerkammer, rechts
11 Empfängerkammer, links
12 Optischer Koppler
13 Mikroströmungsfühler
14 Schieber, verstellbar
Arbeitsweise
Gasanalysengeräte ULTRAMAT 6E/F, OXYMAT 6E/F
Gerätehandbuch - C79000-G5200-C143-07
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