Messprinzip - Siemens SIPROCESS GA700 Bedienhandbuch

Beschreibung
3.2 OXYMAT 7

Messprinzip

Sauerstoff ist gegenüber anderen Gasen stark paramagnetisch. Diese physikalische Eigenschaft
wird für die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration in Gasen genutzt.
Sauerstoffmoleküle bewegen sich in einem inhomogenen Magnetfeld immer in Richtung der
höheren Feldstärke. An dieser Stelle bildet sich eine höhere Sauerstoffkonzentration bzw. ein
höherer Sauerstoff-Partialdruck.
Wenn zwei Gase mit unterschiedlichem Sauerstoffgehalt in einem Magnetfeld
zusammengeführt werden, ergibt sich ein Partialdruckunterschied.
Der Messeffekt beruht daher immer auf der Differenz des Sauerstoffgehalts beider Gase, dem
Mess- und dem Vergleichsgas.
Arbeitsweise
Zur Sauerstoffmessung im OXYMAT 7 strömt das Vergleichsgas (Luft, Sauer- oder Stickstoff),
durch zwei Vergleichsgaskanäle in die Messkammer. Einer dieser Teilströme tritt im Bereich des
Magnetfelds in die Messkammer ein.
Wenn ein Messgas keinen Sauerstoff enthält, kann das Vergleichsgas ungehindert in die
Messkammer einströmen. Wenn im Messgas jedoch Sauerstoff enthalten ist, werden die
Sauerstoffmoleküle im Bereich des Magnetfelds konzentriert. Das Vergleichsgas kann dann
nicht mehr frei in die Messkammer abströmen. Dabei bildet sich ein geringfügiger, von der
Sauerstoffkonzentration des Messgases abhängiger, Staudruck.
Bei einem oszillierenden Magnetfeld entsteht auch ein oszillierender Druck, der eine
Wechselströmung zur Folge hat. Diese Wechselströmung wird durch zwei zwischen den
Vergleichsgaskanälen befindliche Mikroströmungsfühler in ein Wechselspannungssignal
umgesetzt. Die Wechselströmung führt zu einer Widerstandsänderung, die ein Maß für die
Sauerstoffkonzentration im Messgas darstellt.
Am Aufstellort auftretende Erschütterungen können das Messsignal beeinträchtigen. Zwei
zusätzliche optionale Mikroströmungsfühler dienen als Erschütterungsaufnehmer und
kompensieren so das unerwünschte Verhalten.
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Bedienen mit SIMATIC PDM
Bedienhandbuch, 12/2021, A5E31930523-08