Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC

Transkript

1 Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC Nejmodernější technologie měření termální vodivosti binárních plynů. Ideální pro analýzu H 2 pro různé plyny tvořící pozadí. Snímač termální vodivosti XMTC: Nejmodernější technologie měření binárních plynů Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC od firmy Panametrics je kompaktní, robustní, sériový (přímo zapojený) a mikroprocesorem řízený měřící prvek, který analyzuje složení binárních směsí plynů. Může měřit plyny jako např. vodík, oxid uhličitý, metan a hélium v koncentračních rozsazích od 0 do 5000 ppm V, anebo od 0% do 100% a od 90% do 100%. Dostupná je i možnost měření speciálních plynů a koncentračních rozsahů. Tento analyzátor představuje kombinaci počítačového zpracování signálu pomocí efektivního programu, detekci chyby v reálném čase a možnost digitální komunikace prostřednictvím rozhraní RS232. Minimální kalibrace a servis. Snímač XMTC má minimální kalibrační požadavky v porovnání s jinými analyzátory termální vodivosti dostupnými na trhu. Mimořádně stabilní termistor a teplotně kontrolovaná měřící komora zabezpečují nejen dokonalou stabilitu nulové hodnoty a rozpětí signálu, ale i necitlivost na změny teploty okolí. Pokud potřebuje snímač údržbu, stavebnicová konstrukce zařízení umožní požadovaný servis provést lehce a rychle. Senzor může být přímo v provozu rychle a bez problémů nakalibrován. Odpojitelná měřící komora může být obsluhou během několika minut nahrazena s kalibrovanou rezervní součástkou. Aplikace snímače XMTC. Zpracování kovů: Atmosféra H 2 v N 2 ve vyhřívacích pecích. Energetika: H 2 v chladících systémech. Petrochemie: H 2 v uhlovodíkových parách. Zpracování ropy: H 2 při syntéze amoniaku. H 2 při syntéze metanolu. H 2 při výrobe chlóru. Zpracování zemního plynu: CO 2 v zemním plynu. N 2 v zemním plynu. Bioplyn: CO 2 v bioplynu. N 2 v bioplynu. Výroba technických plynů: Sledování čistoty argonu, vodíku, dusíku a hélia. Výroba potravin: CO 2 ve fermentačních procesech. Robustní konstrukce. Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC 1

2 Samotná konstrukce snímače XMTC zabezpečuje jeho bezporuchový provoz v drsném prostředí. Robustní XMTC měřící komora je odolná vůči znečištění a je necitlivá vůči změnám v průtoku. Snímač nemá žádné pohyblivé časti, může lehce odolávat šoku, vibracím a drsným provozním podmínkám, proto nalezl své použití v mnohých průmyslových aplikacích. Snímač XMTC vám umožní maximální flexibilitu u instalací a v provozu. Na rozdíl od jiných analyzátorů plynu je snímač XMTC vyhotovený tak, aby jej bylo možné přímo zapojit do procesu (a to i na volném nezastřešeném prostoru) pokud možno co nejblíže k místu odběru procesního vzorku. Samotný snímač může být prostřednictvím laciného nestíněného kabelu vzdálen až 4000 ft (1200m) od zdroje elektrického proudu, DCS, volitelného displeje /poplachového modulu anebo záznamového zařízení. Snímač XMTC je dostupný v pouzdře odolném vůči vlivu počasí. Pouzdro má rozměry jen in (výška průměr) a hmotnost jen 9,5 lb. Pro nebezpečné prostředí může dodat firma Panametrics lapače jisker a plamene, které se instalují na přívod /výstup pro vzorek/referenční plyn. Tímto opatřením je snímač bezpečný proti výbuchu (Explosion-proof). Jednoduchá údržba. Ve vzácných případech, kdy je nutná údržba, umožní stavebnicová konstrukce zařízení XMTC jednoduchý servis senzoru. Tento senzor může být rychle a jednoduše nakalibrovaný. Zásuvná měřící komora může být zaměněná náhradní (dopředu překalibrovanou) v průběhu několika minut. Teorie k měření a provoz přístroje. Analyzátor XMTC určuje koncentraci plynu v binární anebo v pseudobinární plynné směsi odměřením termální vodivosti vzorku. Tato hodnota se odměří s termální vodivostí vhodně zvoleného referenčního plynu. Dva ultrastabilní, přesné sklem pokryté termistory se používají tak, že jeden snímač je v kontaktu s měřeným vzorkem a druhý s referenčním plynem (např. vzduch v uzavřené komoře). Termistory jsou instalovány tak, že jsou v těsné blízkosti stěn měřící komory, vyrobené z nerezavějící ocele (anebo ze slitiny Hastelloy). Celý snímač má kontrolovanou teplotu a termistory jsou ohřívány na zvýšenou teplotu pomocí konstantního proudu Wheastonova můstku. Termistory ztrácí teplo směrem ke stěnám měřící komory a to rychlostí, která je úměrná termální vodivosti okolního plynu. Takto každý termistor dosáhne různé rovnovážné teploty. Rozdíl teplot mezi dvěma termistory je zjišťován pomocí Wheastonova můstku. Výsledné napětí můstku je zesíleno a měněno na signál 4-20 ma, který je přímo úměrný koncentraci jedné ze složek tvořící binární směs plynu. Snímač XMTC má zkratovací můstky (jumpery), určené pro změnu polarity. To umožňuje měření plynů (např. CO 2 ) s menší relativní termální vodivostí než má vzduch anebo dusík. Systém na odběr a dávkování vzorku Systém na odběr a dávkování vzorku je pro provoz snímače XMTC povinný. Provedení tohoto systému bude záviset na povaze měřeného vzorku a na požadavcích dané aplikace. Obyčejně systém na odběr vzorku musí do snímače XMTC dodat čistý a reprezentativní vzorek s teplotou, tlakem a průtokovou rychlostí, které jsou v rámci akceptovatelných limitů. Standardní podmínky pro vzorek jsou: teplota menší než 50 C (122 F) pro povozní teplotu měřící komory 55 C a průtoková rychlost 0,5 SCFH (250 cc3/min) při atmosferickém tlaku. Firma Panametrics nabízí bohatý výběr systémů na odběr /a anebo dávkování vzorku pro různé aplikace. Potřebujete-li zhotovit vlastní systém na odběr a dávkování vzorku, konzultujte prosím tento problém s výrobcem. Graf: Relativní termální vodivosti běžných plynů pro hodnotu 100 C Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC 2

3 Plyn 0 C (32 F) 100 C (212 F) Acetylén, C 2 H 2 0,777 0,900 Vzduch, N 2 /O 2 1,000 1,000 Argon, Ar 0,677 0,665 n-butan, C 4 H 10 0,552 0,744 Oxid uhličitý, CO 2 0,603 0,704 Chlór, Cl 2 0,323 0,340 Etanol, C 2 H 5 OH 0,590 0,644 Eten, C 2 H 4 0,720 0,980 Etanal, C 2 H 4 O 0,469 0,620 Freon 11, CCl 3 F 0,286 0,368 Hélium, He 5,970 5,53 n-heptan, C 7 H 16 0,399 0,582 n-hexan, C 6 H 14 0,508 0,662 Vodík, H 2 6,968 6,803 Metán, CH 4 1,250 1,450 Chlórmetan, CH 3 Cl 0,377 0,530 Neon, Ne 1,900 1,840 n-pentan, C 5 H 12 0,535 0,702 Oxid siřičitý, SO 2 0,350 0,381 Vodná para, H 2 O 0,755 0,771 Obrázek :Volitelný displej TMO2D-TC používaný s analyzátorem XMTC. Volitelná příslušenství: Displej TMO2D-TC. Displej TMO2D-TC od firmy Panametrics zobrazuje údaje v dvou 24 znakových řádcích (tekuté krystaly + podsvícení). Tato volba kromě zobrazování údajů umožňuje další programování zařízení pomocí klávesnice, obsahuje výstupy pro záznam, poplachová relé a relé ovládající solenoidy v systému na odběr a dávkování vzorku. Taktéž je tu zabudovaný 24 VDC (DC = stejnosměrný proud) zdroj elektrického proudu pro snímač XMTC. Podrobnější informace konzultujte s výrobcem. Zdroj elektrického proudu. Snímač XMTC potřebuje 24 VDC zdroj elektrického proudu (max. počáteční proud 1,2 A). Zdroje od firmy Panametrics (PS5R-C24) mění VAC (AC = střídavý proud) na 24 VDC (pro snímač XMTC). Zvláštní kabel. Firma Panametrics dodává ke každému snímači 10-ft (3 m) dlouhý 4-vodičový, barevně označený kabel, kterým se zabezpečuje připojení zdroje elektrického proudu a signálových výstupů. Na požádání firma dodá kabel až do délky 4000 ft (1200 m). Specifikace technických parametrů. Provozní parametry: Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC 3

4 Přesnost: ±2% z rozpětí. Linearita: ±1% z rozpětí. Opakovatelnost: ±0.5% z rozpětí. Stabilita nuly: ±0.5% z rozpětí za týden. Stabilita rozpětí: ±0.5% z rozpětí za týden. Čas odezvy: 20 vteřin pro 90% skokovou změnu. Měřící rozsahy (typické): 0 až 1%*. 0 až 2%*. 0 až 50%. 0 až 100%. 0 až 5%*. 80 až 100%. 0 až 10%. 90 až 100%. 0 až 25%. *Poznámka: CO 2 v N 2 anebo ve vzduchu (min. 0 až 5% pro CO 2 ); SO 2 ve vzduchu (min. 0 až 2% pro SO 2 ); Argon v N 2 anebo ve vzduchu (min. 0 až 5% pro argon). Výběr referenčního plynu Můžete si zvolit jednoduchou verzi se dvěma otvory určenou pro měření plynných směsí (s nulovým základem, kde je referenční plyn /vzduch utěsněný v komoře), anebo verzi se dvěma otvory (běžně upřednostňovanou pro plynné směsi s potlačenou nulou, kde se dosahuje vyšší přesnost pomocí specifikovaného proudícího referenčního plynu). Příklad 1: Pro vodíkovou atmosféru z rozsahu 0 až 25% (H 2 v N 2 ) je vhodné použít jednoduchou verzi se dvěma otvory, kde se používá referenční plyn utěsněný ve zvláštní komoře. Kalibrace : kalibrační plyn pro nulový signál se může použít 100% N 2 (tj. 0% H 2 ) a kalibrační plyn pro rozpětí signálu 25% H 2 v N 2. Příklad 2: Při měření čistoty vodíku v rozsahu 90 až 100% v N 2, je nutno použít verzi s 4-mi otvory. Kalibrace: kalibrační plyn pro nulový signál se může použít 90% H 2 v N 2 (tj. 0% H 2 ) a kalibrační plyn pro rozpětí signálu 100% H 2 (stejný jako je proudící referenční plyn). Obrázek: Rozměry snímače termální vodivosti XMTC jsou v palcích (mm). Měřící plyny (typické): H 2 v N 2, ve vzduchu anebo CO 2. He v N 2 anebo ve vzduchu. CO 2 v N 2 anebo ve vzduchu. SO 2 v N 2 anebo ve vzduchu. Vliv teploty okolí: ±0,05% z rozpětí na 1 C. Požadovaná průtoková rychlost vzorku: 0,1 až 4.0 SCFH (10 až 2000 cm 3 /min), 0,5 SCFH (250 cm 3 /min) nominální. Požadovaná průtoková rychlost pro referenční plyn: Od 0,1 do 4,0 SCFH (od 5 do 2000 cm 3 /min), 0,5 SCFH (250 cm 3 /min) nominální. Specifikace funkčních parametrů: Analogové výstupy: 4-20 ma, 800 Ω maximum., programovatelné. Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC 4

5 Zdroj elektrického proudu: 24 VDC ± 2VDC, 1.2 A maximum. Pracovní teplota: Standardní: 55 C (131 F). Volitelné: 70 C (158 F). Specifikace fyzikálních parametrů: Materiály pro smáčené senzory: Standardní: 316 SS, PVC, Viton TM anebo sklo. Volitelné: Slitina Hastelloy C276, O kroužky z titánu anebo z Chemraz TM -u. Rozměry: Weatherproof - Jednotka odolná vůči vlivům počasí (výška průměr): 9,54 5,70 in. ( mm). Explosionproof - Jednotka bezpečná proti výbuchu (výška průměr): 10,48 5,70 in. ( mm). Hmotnost: 9,5 lb (4,3 kg). Připojení: 3/4 in NPTF (elektrická instalační ochranná trubka). 3/4 in NPTF (přívod /vývod vzorku a přívod /vývod pro volitelný referenční plyn). Certifikace pro prostředí: Odolnost vůči vlivům počasí (Weather-proof): NEMA-4X; IP66. Zabezpečení proti výbuchu (Explosion-proof): Třída I, Skupiny A, B, C, D, stupeň 1, Cenelec EEx d IIC T6; INIEX Cert. No. 90C ; SAA AUS Ex 3139X. Shoda s technickou normou platnou v krajinách EÚ: Tato jednotka je v úplné shodě se směrnicemi EMC 89/336/EEC a 73/23/EEC pro nízká napětí (instalace kategorie II, znečištění stupeň II). Příslušenství: 24 VDC zdroj elektrického proudu. Možnost dodávky kabelu délky až do 4000 ft (1200 m) TMO2D-TC - Řídící modul s displejem Zařízení na měření vlhkosti, teploty (Moisture Image Series 1 & 2; Moisture Monitor Series 3) a množství kyslíku. Informace o objednávce snímače XMTC: Poznačte si vytypovanou volbu na určeném místě pod daným formulářem. Snímač termální vodivosti - XMTC Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC 5

6 Měřící komora (potřebuje 24 VDC, 1.2 A zdroj el. proudu): 1 - Kryt odolný vůči vlivům počasí, 2 otvory, utěsněný referenční plyn 2 - Kryt zabezpečený před výbuchem, 2 otvory, utěsněný referenční plyn 3 - Kryt odolný vůči vlivům počasí, 4 otvory, proudící referenční plyn* 4 - Kryt zabezpečený před výbuchem, 4 otvory, proudící referenční plyn* 5 - Kryt odolný vůči vlivům počasí, 2 otvory, utěsněný referenční plyn, FEP-obalený s Al 6 - Kryt zabezpečený před výbuchem, 2 otvory, utěsněný referenční plyn, FEP-obalený s Al W - Bez krytu, 2-otvory, utěsněný referenční plyn, FEP-obalený s Al X - Bez krytu, 2-otvory, utěsněný referenční plyn (náhradní součástka) Y - Bez krytu, 4-otvory, proudící referenční plyn* (náhradní součástka) *Kalibrace s potlačenou nulou anebo jiná speciální kalibrace požaduje verzi se 4-mi otvory pro proudící plyn. Výstup: 2 4 až 20mA Konstantní pracovní teplota: 1-55 C (158 F) 2-70 C (131 F) Materiál: Nerez ocel 2 - C276 Hastelloy XMTC - 2- Použijte toto číslo při objednávce produktu. Kalibrační informace o XMTC Poznačte si vytypovanou volbu na určeném místě pod daným formulářem. Kalibračně specifikace pro TMO2-TC Rozsah pro komoru: 1-0% až 1% 8-0% až 100% 2-0% až 2% A - 90% až 100%* 3-0% až 5% B - 80% až 100%* 4-0% až 10% C - 50% až 100%* 5-0% až 25% S - speciální* 6-0% až 50% 7-0% až 100% *Kalibrace s potlačenou nulou anebo jiné speciální kalibrace vyžadují verzi se 4-mi otvory pro proudící plyn. Průtok referenčního plynu je stejný jako pro 100%-ní kalibrační plyn určený pro rozpětí signálu a může být menší asi o 10 cc/min. Kalibrační plyny: 1 - H 2 v N CO 2 v N 2 (min. rozsah od 0% do 5% CO 2 ) 3 - CO 2 ve vzduchu (min. rozsah od 0% do 5% CO 2 ) 4 - He v N He ve vzduchu 6 Kalibrace pro H 2 chlazené generátory (H 2 /CO 2 /vzduch) S - Jiné, prosím specifikujte Poznámka: Složení binárních plynů musí být celkově 100%. XMTC-CAL - Použijte toto číslo při objednávce produktu. Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC 6

7 Snímač termální vodivosti binárních plynů XMTC 7