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ULTRAMAT/OXYMAT 6 氣體分析儀實際上是將 ULTRAMAT 6 和 OXYMAT 6 分析儀組裝在一個同一機殼中。

ULTRAMAT 6 通道是根據(jù)交變紅外雙光束原理來高度選擇性地測量那些紅外吸收波段在 2~9µm 范圍內(nèi)的氣體，例如：CO、CO₂、NO、SO₂、NH₃、H₂O 、CH₄以及其它碳氫化合物。

OXYMAT 6 通道采用交變順磁壓力方法來檢測氣體中氧濃度。

• 氣路采用耐腐蝕性材料（可選）
  • 可用于測量強腐蝕性樣氣
• 可根據(jù)需要現(xiàn)場清潔樣本室。
  • 由于污染后可以重新使用，因此可節(jié)約成本
• 開放式接口體系結(jié)構(gòu)（RS 485、RS 232、PROFIBUS）
• 用于維護和服務(wù)信息的 SIPROM GA 網(wǎng)絡(luò)（可選）

ULTRAMAT 通道

• 雙層檢測器和光耦合器，選擇性好
  • 對復(fù)雜的氣體混合物也能可靠測量
• 檢測極限值低
  • 可測低濃度

OXYMAT 通道

• 順磁壓力變化原理
  • 小量程測量（0 ～ 0.5% 或 99.5 ～ 100%）O₂）
  • 完全線性
• 檢測單元與樣氣無接觸
  • 可用于測量腐蝕性氣體
  • 使用壽命長
• 通過選取合適的參比氣體（空氣或 O₂），例如純氣體檢測或空分中 O₂ 濃度 98 ～ 100%，可以實現(xiàn)零點自校正。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 在焚燒廠中用作鍋爐控制測量
• 焚化裝置排放監(jiān)測
• 汽車工業(yè)測量（試驗臺）
• 化工廠中的工藝氣體濃度測量
• 高純氣體的品質(zhì)檢驗
• 環(huán)保
• 工作場所 TLV（閾限值）監(jiān)視
• 質(zhì)量監(jiān)控

特殊型號

• 特殊應(yīng)用
  除標準組合外，還可按需提供涉及氣路材質(zhì)、采樣小室材質(zhì)（如鈦、哈氏合金 C22）和采樣組件等的特殊應(yīng)用。
• TUV 型/QAL
  通過 TUV 認證的 ULTRAMAT/OXYMAT 6 型氣體分析儀可按照 13.BlmSchV 與 TA Luft 中的要求測量 CO，NO，SO₂ 和 O₂.
  通過 TUV 認證的最小容許量程：
  • 單組分分析儀
    CO：0 至 50 mg/m³
    NO：0 至100 mg/m³
    SO₂：0 to 75 mg/m³
  • 雙組分分析儀（串聯(lián)），
    CO：0 至 75 mg/m³
    NO：0 to 200 mg/m³

三組分分析儀。

另外，ULTRAMAT/OXYMAT6 TÜ證型符合 EN 14956 和 EN 14181 QAL1 要求。分析儀已通過 TÜ證。

分析儀的漂移可以根據(jù) EN 14181（QAL 3）標準手工測定，或使用 SIPROM GA 維護和維修軟件通過 PC 測定。而且，選定制造商提供的輻射評估電腦可以通過分析儀的串口下載漂移數(shù)據(jù)，并在評估電腦上進行自動記錄和處理。

• 流量型參比室
  • 通過參考隔室的流量應(yīng)適應(yīng)樣氣流量
  • 減流型隔室的氣體供應(yīng)上游壓力應(yīng)為 3 000 至 5 000 hPa (abs.)。然后，限流器將流量壓力自動調(diào)節(jié)為約 8 hPa

19" 機架式裝置

• 19" 機架式裝置，安裝高度 4 HU
  
  • 處于鉸鏈機架中
  • 在帶有或不帶有伸縮導(dǎo)軌的機柜上
• 前面板維護時可以放下來（連接便攜式電腦）
• 內(nèi)部氣體路徑：使用由 FKM (Viton)材料制成軟管，或鈦管或不銹鋼管
• 用于樣氣氣路入口和出口的氣路連接件：管徑6mm 或1/4"
• 前面板上有樣氣流量指示器
• 樣氣室（OXYMAT 通道）- 帶或不帶流動型補償支路 - 材質(zhì)為不銹鋼（牌號：1.4571）或鉭以防高腐蝕樣氣（如HCl，Cl₂、SO₂、SO₃等）的腐蝕
• 監(jiān)控（可選）樣氣和/或參比氣（均包括）

顯示和控制面板

• 大號 LCD 面板，用于同時顯示以下內(nèi)容：
  
  • 測量值（數(shù)字和模擬量顯示）
  • 狀態(tài)欄
  • 量程
• 可通過菜單操作調(diào)節(jié)液晶顯示器的對比度
• 永久LED背照明
• 配有五個軟鍵的可清洗薄膜型鍵盤
• 可通過菜單操作實現(xiàn)參數(shù)化、測試功能、調(diào)整
• 純文本用戶幫助
• 可圖形顯示走勢圖；時間間隔可設(shè)定
• 雙語操作軟件：
  德語/英語，英語/西班牙語，法語/英語，西班牙語/英語，意大利語/英語。

輸入和輸出（每個通道）

• 每個所測組分的一個模擬量輸出點
• 兩個可以自由配置的模擬輸入（例如用于交叉干擾校正或外部壓力傳感器）
• 6 點數(shù)字量輸入可自由配置（例如用于量程切換、處理來自樣氣制備的外部信號）
• 6 個可自由配置的繼電器輸出，例如用于故障處理或維護要求、極限報警、外部電磁閥）
• 通過附加的 8 路二進制輸入和 8 路繼電器輸出進行擴展，例如可使用最多 4 種校準氣進行自動校準。

通信

基本設(shè)備帶有 RS485 接口（接口在后部，對于機架式裝置前面板后也有）

選項

• 用于汽車工業(yè)帶擴展功能的 AK 接口
• RS 485/RS 232 轉(zhuǎn)換器
• RS 485/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器
• RS 485/USB 轉(zhuǎn)換器
• 通過PROFIBUS DP/PA接口連接到網(wǎng)絡(luò)上
• 作為維修和維護工具的SIPROM GA 軟件

ULTRAMAT/OXYMAT 6，薄膜鍵盤和圖形顯示器

設(shè)計 – 與樣氣相接觸的部件，標準

選項

版本 – 與樣氣接觸的部件，特殊應(yīng)用（示例）

設(shè)計 – 與樣氣相接觸的部件，標準

選項

氣體路徑

ULTRAMAT/OXYMAT 6，氣路（例如）紅外通道，不帶流動參比氣室

ULTRAMAT/OXYMAT 6，氣路（例如）紅外通道，帶流動參比氣室

工作原理，ULTRAMAT 通道

ULTRAMAT 通道采用交變紅外雙光束原理并使用雙層檢測器和光耦合器來測量氣體。

測量原理基于氣體分子具有特定的紅外光吸收波段。不同氣體有各自的特征吸收波長，但可能有部分重疊。這樣，通過以下方式把交叉靈敏性降到了最低：

• 濾波氣室（分光器）
• 帶有光耦合器的雙層檢測氣室
• 必要時可使用特殊濾光片

右圖出示了紅外通道的測量原理。個紅外光源（1）被加熱到約 700 °C。光源發(fā)出的光經(jīng)過分光器（3）被分成兩路相等的光束（測量光束和參比光束）紅外光源可左右移動以平衡光路系統(tǒng)。

參比光束通過充滿 N₂（非吸收紅外光氣體）的參比氣室（8），然后未經(jīng)衰減地到達右側(cè)檢測器（11）。樣氣束會通過樣本室（7），然后流到檢測器（10）左側(cè)，根據(jù)樣氣的濃度不同有或多或少的衰減。檢測氣室內(nèi)充滿了特定濃度的待測氣體組分。

檢測氣室被設(shè)計成雙層結(jié)構(gòu)。譜吸收波段的中間位置的光優(yōu)先被上層檢測氣室吸收，邊緣波段的光幾乎同樣程度地被上層檢測氣室和下層檢測氣室吸收。上層檢測氣室和下層檢測氣室通過微流量傳感器（12）連接在一起。這種耦合意味著吸收光譜的帶寬很窄。

光耦合器（13）延長了下層檢測氣室的光程長度。改變滑動調(diào)節(jié)件（14）的位置，可以改變下層檢測氣室的紅外吸收。因此，最大限度減少某個干擾組分的影響是可能的。

斷束器（5）在射束分離器和樣本室之間旋轉(zhuǎn)，并周期性的交替中斷兩個氣體射束。如果在樣本室中發(fā)生吸收，就會在兩個檢測器電平間產(chǎn)生脈動流，并由微流量傳感器（12）轉(zhuǎn)換成電氣信號。

微流量傳感器中有兩個被加熱到大約 120 ºC的鎳格柵，這兩個鎳格柵和兩個電阻形成惠斯通電橋。脈動氣流與鎳格柵的稠密分布一起引起了格柵電阻變化。這樣電橋失衡而產(chǎn)生輸出，電橋輸出信號的大小取決于氣體濃度。

注意

進入到分析儀的樣氣必須不含灰塵。要防止樣本室內(nèi)發(fā)生冷凝。因此，大多數(shù)應(yīng)用中有必要對氣體進行改性。

在分析儀所處的環(huán)境空氣中不含有高濃度的被測組分。

流動型參比氣室，帶限流，不適用于易燃氣體有毒氣體。

流量減小且 O₂ 含量超過 70% 的流動型參比氣室只能與 Y02 一起使用。

具有電子校正零點的通道與標準版的區(qū)別只是量程的參數(shù)化不同。

作為特殊應(yīng)用，可以提供物理校正零點。

ULTRAMAT 通道，工作原理

工作原理，OXYMAT 通道

和絕大多數(shù)氣體相比，氧具有順磁性。OXYMAT 通道正是利用了這一特性來測量氧氣濃度的。

在不均勻磁場中，氧分子由于其順磁性，朝強磁場方向移動。當兩種具有不同氧含量的氣體在磁場中相遇時，它們之間會產(chǎn)生壓力差。

OXYMAT 中，這兩種氣體一種 (1) 是參比氣（N₂、 O₂ 或者空氣），另一種是樣氣（5）。參比氣經(jīng)過兩個參比氣通道（3）進入樣氣室（6）。其中一路參比氣在磁場區(qū)域（7）和樣氣相遇。由于兩個通道是相連的，與氧含量成正比的壓力會引起交叉流動。微流量傳感器（4）將該氣流脈動轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?

微流量傳感器中有兩個被加熱到大約 120 ºC的鎳格柵，這兩個鎳格柵和兩個電阻形成惠斯通電橋。脈動氣流使鎳格柵的電阻發(fā)生變化。這導(dǎo)致了電橋發(fā)生偏移，偏移量取決于樣氣中的氧含量。

微流量傳感器位于參比氣路中，不直接接觸樣氣，所以樣氣的熱導(dǎo)率、溫度和樣氣的內(nèi)部摩擦對測量結(jié)果都不產(chǎn)生任何影響。由于微流量傳感器不會受到樣氣的直接影響，所以該設(shè)備還具有高度的抗腐蝕性。

通過使用強度交變的電場（8），微流量傳感器不會檢測背景氣流，因此測量與儀器的工作位置無關(guān)。

樣本室直接處于樣氣路徑上，且容量很小，同時微流量傳感器是一個低延遲傳感器。這使得儀器的響應(yīng)時間非常短。

由于在測量地點存在振動并可能因此產(chǎn)生測量誤差（噪音）。所以可額外增加一個傳感器（10）作為振動補償傳感器。該傳感器中不通過氣體。其信號可用來對測量結(jié)果進行補償。

如果樣氣與參比氣的密度偏差超過參比氣密度的 50 %，則補償微流量傳感器（10）也需要像測量傳感器（4）（選件）一樣由參比氣吹掃。

注意

進入到分析儀的樣氣必須不含灰塵。要防止樣本室內(nèi)發(fā)生冷凝。因此，大多數(shù)應(yīng)用中，測量工作有必要對氣體進行改性。

OXYMAT 通道，工作原理

基本特性

• 測量結(jié)果單位選擇（例如 vpm、mg/m³）
• 每個測量通道都有四個可自由設(shè)定量程
• 使用校正零點時的量程
• 測量范圍識別
• 每個組件都有一個電鍍隔離信號輸出，輸出可選0/2/4～20 mA
• 可以進行自動或手動量程轉(zhuǎn)換；還可以進行遠程切換
• 儀器調(diào)整過程中可存儲測量值
• 時間常數(shù)可選范圍寬（靜態(tài)/動態(tài)噪聲抑制）；也就是說，分析儀或組件的響應(yīng)時間可以和相應(yīng)的測量任務(wù)匹配
• 短響應(yīng)時間
• 低長期漂移
• 測量點切換可以達到最多 6 個測量點（可編程）
• 測量點標識
• 樣氣流量監(jiān)測（可選）
• 兩個控制等級具有獨立的授權(quán)碼，可以防止意外或未授權(quán)輸入
• 可參數(shù)化自動量程標定
• 使用數(shù)字薄膜鍵盤進行樣氣控制，并帶有操作人員提示功能
• 操作方式基于NAMUR 標準
• 可以定制分析儀選件，例如：
  • 客戶驗收
  • TAG 標簽
  • 漂移記錄

ULTRAMAT 通道

• 配流動參比氣室的差比測量量程
• 內(nèi)部壓力傳感器校正樣氣壓力在 700~1 200hPa 絕壓范圍內(nèi)的波動
• 可以連接外部壓力傳感器——僅使用管線作為氣路——用于對過程氣體壓力在 700 到 1 500hPa（絕對壓力）范圍內(nèi)的變化進行校準（選件）
• 用于存在高腐蝕性樣氣條件下（例如鉭層或哈司特鎳合金 C22）的樣本室

OXYMAT 通道

• 樣氣監(jiān)測和（或）參比氣監(jiān)測（可選）
• 不同的最小量程（0.5 %、2.0 % 或 5.0 % O₂)
• 具有流動型補償電路的分析儀裝置（選件）：氣流流過該補償回路以減小因樣氣和參比氣密度相差太大時產(chǎn)生的與振動相關(guān)的測量誤差
• 內(nèi)部壓力傳感器校正樣氣壓力在 500~2 000hPa 絕壓范圍內(nèi)的波動
• 可以連接外部壓力傳感器——僅使用管線作為氣路——用于對壓力最高到 3 000 hPa（絕對壓力）的樣氣中的壓力變化進行校準（選件）
• 參比氣監(jiān)測，參比氣連接壓力為 3,000 ～ 5,000 kPa（可選），絕對壓力
• 用于存在高腐蝕性樣氣情況下的樣本室

參比氣

表1：用于 OXYMAT 通道的參比氣

零點誤差/交叉靈敏性校正（OXYMAT 通道）

表2：在 60 °C 和 1,000 hPa（絕對壓力）下，由于某些含氮氣體作為參比氣的伴生氣有逆磁性和順磁性而產(chǎn)生的零點誤差（根據(jù) IEC 1207/3 標準）

其它溫度下的零點誤差的變換：

在表 2 中列出的零點偏移必須乘以一個校正系數(shù)（K）：

• 逆磁性氣體：k = 333 K / (ϑ [°C] + 273 K)
• 順磁性氣體：k = [333 K / (ϑ [°C] + 273 K)]²

（所有逆磁性氣體的零點偏差為負）