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Yokogawa stellt vor:
Yokogawa stellt vor:
Zirkonia-Sauerstoffanalysatoren
Zirkonia-Sauerstoffanalysatoren
System-
zur Einsparung von Energie
zur Einsparung von Energie
aufbau und
Anwendungen
und für den Umweltschutz
und für den Umweltschutz
Die Grundkonfiguration besteht aus einem
Messwertaufnehmer und einem Messumfor-
Hohe Lebensdauer und stabiler Betrieb
mer. Falls erforderlich, können eine Durch-
flusseinheit und eine Kalibriereinheit hinzu-
mit einem Zirkonia-Sensor
gefügt werden. Der optimale Messwert-
aufnehmer kann aus einer breiten
Einfacher Sensoraustausch
Palette gewählt werden. Für alle
Anwendungsarten reicht ein
Die Platinelektroden werden mit einem molekularen Bonding-Verfahren
Messumformertyp.
aufgebracht, die dadurch bewirkte Verbindung verhindert die Trennung
des Platins vom Zirkonia-Element
Filter
Ein leiterfreies Elektrodendesign schließt elektrische Unterbrechungen aus
Das Platin ist durch einen speziellen Überzug geschützt, wodurch eine
Beschädigung oder Verschlechterung des Sensors verhindert wird
Für den Austausch der Zelle ist kein spezielles Werkzeug erforderlich.
Schutzrohr
Wann immer erforderlich, kann die Zelle einfach durch Lösen von vier
Schrauben oben am Messkopf entnommen werden. Die Stillstandszeit
(vom Beginn des Vorgangs bis zu dessen Abschluss) wird so auf etwa
zehn Minuten verringert. Nach dem Austausch der Zelle ist lediglich
einmal eine Null- und Bereichskalibrierung des Analysators erforderlich.
ZR202
Explosionsgeschützter
Detektor
Stützrohr
ZR22
Signalleitung/Heizelementleitung
Keine Spezialkabel erforderlich. Es können abge-
schirmte Allzweckkabel verwendet werden. Maximale
Rückschlagventil
Entfernung zwischen Messwertaufnehmer und Mess-
umformer: ca. 500 m bei Kabel mit 2 mm
und ca. 300 m bei Kabel mit 1,25 mm
Magnetventilantrieb
Referenz-
gasleitung
Kalibriergas-
Druckminderer
leitung
ZR402
Referenzgasleitung
Wenn diese Leitung nicht
installiert ist, fließt als
Auto-Kalibriereinheit (ZR40H)
Referenzgas atmosphäri-
sche Luft in den Messwert-
aufnehmer
Durchflusseinheit (ZA8F)
01
05
Detektor
Hoch-
temperatur-
detektor
(0 - 1400°C)
Für Messgastem-
peraturen über 700 °C
Allzweck-
detektor +
Filter
(+)-Elektrode im Kontakt
Rohr für Hochtemperatur-
mit dem Referenzgas
Anwendungen (SiC, SUS310S)
Schützt Detektor vor Staub
Allzweck-
Keramik
detektor +
Leitschicht
Schutz-
rohr
(-)-Elektrode im Kontakt
Schützt das Messrohr vor
mit dem Messgas
Abschleifen durch kleine Partikel
Schraube
Kalibriergas-
Metall-O-Ring
leitung
Explosions-
geschützter
Detektor
Allzweck-
detektor +
Stützrohr
Stützrohre gestatten den horizon-
talen Einbau des Detektors
Prinzip eines Zirkonia-Sauerstoffanalysators
Allzweck-
Voltmeter
detektor
(0 bis 700 °C)
Zirkoniaelement
Es stehen verschiedene Einschub-
längen zur Verfügung:
Gichtgas
Kalibriergasleitung
0,4; 0,7; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 und 3,0 Meter
Enthält ein Rückschlagven-
til, um einen Rückfluss von
2
Querschnitt
Prozessgas zu verhindern.
2
Querschnitt.
Ein Zirkonia-Sauerstoffanalysator funktioniert nach dem folgenden Prinzip:
Bei hohen Temperaturen ist das Zirkonia-Element als fester Elektrolyt ein Leiter
Messumformer
für Sauerstoffionen. Außen und Innen am Zirkoniaelement sind Platin-Elektro-
den eingesintert. Das Aufheizen des Elements führt dazu, dass verschiedene
4-20 mA DC Analogausgang, Eingänge/Ausgänge gal-
Partialkonzentrationen des Gases in Kontakt mit den gegenüberliegenden
vanisch getrennt, lineare (oder logarithmische) Skala
Seiten der Zelle, die die Sauerstoffkonzentrationszelle bildet, in Kontakt kom-
von 0-5 bzw. 0-100 Volumen-% Sauerstoff
men. Anders ausgedrückt, nehmen Sauerstoffmoleküle Elektronen auf, um
Sauerstoffionen mit höheren Sauerstoff-Partialkonzentrationen zu bilden. Diese
13 Positionen programmierbar, einschließlich vier
Ionen wandern durch das Zirkonia-Element zur anderen Elektrode. Hier wer-
Kontaktausgängen; abnormale Bedingungen; unter
den die Elektronen wieder abgegeben, um Sauerstoffmoleküle zu bilden (siehe
Wartung; unter Kalibrierung; Temperatur-Hochalarm;
Druck-
chemische Formel). Zur Berechnung der Konzentrationen dient die Nernst-
Hoch-/Tiefalarme, usw.
luft
Gleichung, indem die elektromotorische Kraft E (=Spannung) gemessen wird,
4-20 mA DC Analogeingang,
die zwischen den beiden Elektroden entsteht.
Prozesstemperatureingang
Elektrode mit hohem Sauerstoff-Partialdruck: O+4e
20
Regel-
5 Positionen programmierbar, einschließlich zwei
2-
Elektrode mit niedrigem Sauerstoff-Partialdruck: 20
O
ventil
Kontakteingängen, Abfall des Kalibriergasdrucks,
Die reaktive elektromot. Kraft E(V) wird mit der Nernst-Formel abgeleitet:
Bereichsumschaltung, Prozessalarm, Start Ausblasen
RT
P
X
E
=
-- ln -
Null-
nF
P
A
gas
R: Gaskonstante; T: absolute Temperatur; n: 4; F: Faradaykonstante;
ZR402G
Digitale Kommunikation
PX: Sauerstoffkonzentration auf der Messgasseite des Zirkonia-Elements (%);
PA: Sauerstoffkonzentration auf der Referenzgasseite des Zirkonia-Elements
85-264 V AC
(%); Atmosphärische Luft: 20,6 (%); Druckluft: 21,0 (%)
Wasser- und staubdichte Konstruktion
Für die ZR22-Zelle beträgt die Tem-
E =- 50,74log - [mV]
(Schalttafel-, Wand- oder Rohrmontage)
peratur 750 °C und die entsprechen-
- -
de reaktive elektromot. Kraft E:
= P
P
10
50.74
X
A
TECHNISCHE DATEN
ZR202G/ZR202S
Allgemeine Ausführungen
Kompakter, direkt einsetzbarer Zirkonia-Sauerstoff-/HT-Feuchtigkeitsanalysator
Messobjekt
Messsystem
Zur Senkung von Verdrahtungs-, Verrohrungs- und Installationskosten
Messbereich
Durch Infrarot-Schalter Bedienung im Betrieb
ohne Öffnen der Abdeckung möglich
Austausch der Zirkonia-Zelle und des Heizelements vor Ort möglich
Messung entweder der Sauerstoffkonzentration oder der
Feuchtigkeit mit einem einzigen Analysator
Prozessgasdruck
Die Fernwartung mit Hilfe der digitalen Kommunikation
Messgastemperatur
spart Wartungskosten
Ex-Zulassungen: ATEX: EExd IIB + H
Einschublänge
FM/CSA: Klasse I, Abt. 1, Gruppe B, C und D,
Ausgangssignal
(+)-Elektrode auf der
Kontaktausgang
Referenzseite
Wählbar:
Automatische Kalibriereinheit
Alarmbezogene Einstellungen
Selbstdiagnose
Bereichsgas
Kalibrierverfahren:
Zelle
Aufbau des Messwertaufnehmers:
Druckluft
Abschirmung
Aufbau des Messumformers:
Befestigungsscheibe
Umgebungstemperatur
Spannungsversorgung
Die automatische Kalibriereinheit
Druckfest gekapselte Ausführung
kann in der Anlage mit einem
Messobjekt
Handgriff angebracht werden
Messbereich
Prozessgasdruck
Einschublänge
Explosionsschutz-Zulassungen
Referenzluft
Elektroden
Umgebungstemperatur
Verdrahtungsanschlüsse
Kenndaten
Wiederholbarkeit
Drift
2-
(Referenzseite)
+4e (Messseite)
2
Antwortverhalten
P
X
P
A
E
CS3000
Sauerstoffanalysator: Sauerstoff in Verbrennungsabgasen und Mischgasen (außer brennbaren Gasen)
Feuchtigkeitsanalysator: Wasserdampf (in Volumen-%) in Mischgasen und Wasserdampf (nicht bei druckfest gek. Ausf.)
Zirkonia
Anzeige O
: 0 bis 100 vol% O
(Digitalanzeige)
2
2
H
O: 0 bis 100 vol% H
O oder 0 bis 1000 kg/kg, % relative Feuchte, Taupunkt
2
2
Ausgabe O
: Jede Bereichseinstellung im Bereich von 0 bis 5 vol% O
2
H
O: Jede Bereichseinstellung im Bereich von 0 bis 25 vol% H
2
0 bis 0,200 kg/kg bis 0 bis 1,000 kg/kg
O
: -5 bis +250 kPa (nicht bei druckfest gekapselter Ausführung)
2
H
O: -5 bis +20 kpa
2
Allgemeine Verwendung: 0 bis 700 °C
Hochtemperaturanwendungen: 0 bis 1400 °C
, Gruppe II,
2
Allgemeine Verwendung: 0,4; 0,7; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 oder 3,0 Meter
Kategorie 2GD, T2, T300 °C
Hochtemperaturanwendungen: 1,0 oder 1,5 Meter
4 - 20 mA DC Analogausgang und digitale Kommunikation
Klasse II/III, Abt. 1, Gruppe E, F und G, T2
(1) Abnormal, (2) Hoch-Hoch-Alarm, (3) Hoch-Alarm, (4) Tief-Tief-Alarm, (5) Tiefalarm,
ZR202G; 2 Ausgänge
(6) Wartung, (7) Kalibrierung, (8) Bereichsumschaltungs-Bestätigung, (9) Aufwärmen,
ZR402G; 4 Ausgänge
(10) Abfall des Kalibriergasdrucks (Rückmeldung des Kontakteingangs), (11) Temperatur-Hoch-Alarm,
Messumformer
(12) Start des Ausblasens, (13) „Flamme-Aus"-Gaserkennung (Rückmeldung des Kontakteingangs)
Sauerstoffkonzentrations-Alarmsollwerte für Hoch-Alarm/Hoch-Hoch-Alarm (vol% O
Sauerstoffkonzentrations-Alarmsollwerte für Tief-Alarm/Tief-Tief-Alarm (vol% O
Sauerstoffkonzentrations-Alarmhysterese (vol% O
Sauerstoffkonzentrations-Alarmerkennung, Alarmverzögerung (Sekunden)
Automatische
Abnormale Zelle, abnormale Zelltemperatur (Tief/Hoch), abnormale Kalibrierung,
Kalibriereinheit
defekter A/D-Wandler, defekter Digital-Schaltkreis
Manuelle, halbautomatische oder automatische Kalibrierung
Nullgas
Wasserdichter Aufbau, NEMA4X/IP65
Staub- und wasserdichter Aufbau, NEMA4X/IP65
ZR22G: -20 bis 150 °C; ZR402G: -20 bis 55 °C
Detektor
ZR202G: -20 bis 55 °C
85 bis 264 V AC, 50/60 Hz
Sauerstoffanalysator: Sauerstoff in Verbrennungsabgasen und Mischgasen (außer brennbaren Gasen)
Anzeige O
: 0 bis 100 vol% O
(Digitalanzeige)
2
2
Ausgabe O
: Jede Bereichseinstellung im Bereich von 0 bis 5 vol% O
2
-5 bis +5 kPa
Allgemeine Anwendungen: 0,4; 0,7; 1,0; 1,5 oder 2,0 Meter
Hochtemperaturverwendung: 1,0 oder 1,5 Meter
ATEX:
EExd II B + H
, Gruppe II, Kategorie 2GD, T2, T300 °C
2
FM/CSA:
Klasse I, Abt. 1, Gruppe B, C und D, Klasse II/III, Abt. 1, Gruppe E, F und G, T2
ZR22S: -20 bis 60 °C (-20 bis 150 °C an Oberfläche der Klemmenbox); ZR402G: -20 bis 55 °C
ZR202S: -20 bis 55 °C
ATEX:
M20 x 1,5 mm oder 1/2 NPT (nur einen Typ wählen; 2 Stück)
FM:
1/2 NPT (2 Stück)
CSA:
1/2 NPT (2 Stück)
: ± 0,5 % vom eingestellten oberen Bereichsendwert
O
2
: ± 2 % vom eingestellten oberen Bereichsendwert pro Monat H
O
2
90 % Antwort innerhalb 5 s (nachdem Gas vom Kalibriergaseinlass eingeströmt ist)
detaillierte Technische Daten siehe GS11M12A01-01D-E und GS11M13A01-01D-E.
ZR202S
bis 0 bis 100 vol% O
(1 vol% O
-Skala)
2
2
2
O bis 0 bis 100 vol% H
O oder
2
2
ZR202G
),
2
),
2
),
2
bis 0 bis 100 vol% O
(1 vol% O
-Skala)
2
2
2
Infrarot-Schalter ermöglichen die Bedienung
ohne Öffnen der Anzeigeabdeckung
O: ± 1% vom eingestellten oberen Bereichsendwert
H
2
O: ± 3% vom eingest. ob. Bereichsendw. pro Monat
2
Die Heizungsbaugruppe kann leicht
vor Ort ausgetauscht werden
02
Ä
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