CONTHOS 3 - PMD
Paramagnetischer Sauerstoff-Gasanalysator

Features und typische Anwendungen

Beschreibung

Ausführungsvarianten

Technische Daten

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Paramagnetische Sauerstoffmessung im 19”- & Feldgehäuse - O2-Prozess-Gasanalysator – CONTHOS 3 - PMD

Typische Anwendungen

Prozessgasmessungen mit schneller Ansprechzeit
Analysator zur Rauchgasüberwachung
Inertisierungsanlagen
Biogas O₂-Messungen
Luftzerleger, O₂-Gasreinheit
Kraftwerke, Metallurgie, Chemie, Petrochemie

Hauptmerkmale

Sauerstoffspezifische Analyse mit paramagnetischem Sauerstoffsensor
Magnetomechanisches Messprinzip („Hantel“-Prinzip)
Temperaturgeregelter Sensor für höhere Stabilität und hervorragende Messeigenschaften
Bis zu 3 Messbereiche
Optionale Messzellen für korrosive Gase und Lösemittel
Optionale eigensichere Messzelle für brennbare Gase

Beschreibung

Der CONTHOS 3 PMD ist für messtechnische Aufgaben in industriellen Prozessen entwickelt worden.

Die besonderen technischen Merkmale des mikroprozessor-gesteuerten Gerätes der dritten Generation für die Sauerstoffanalyse sind:

Temperaturgeregelter, paramagnetischer Sensor für hohe Stabilität und hervorragende Messeigenschaften
Magnetomechanisches Messprinzip ("Hantel"-Prinzip)
Hohe O₂-Selektivität
Schnelle Ansprechzeit: Zeitkonstante < 5 sec
Ausgezeichnete Auflösung und Messeigenschaften für Messbereiche von 0 - 1 vol.% O₂ bis 0 - 100 vol.% O₂

Optionale automatische Druckkompensation
Intuitive Bedienoberfläche nach NAMUR-Empfehlung
Automatische Selbstüberwachung
Optionale Messzellen für korrosive Gase und Lösemittel
Optionale eigensichere Messzelle für brennbare Gase

Sauerstoffsensor

Das Messprinzip des CONTHOS 3 PMD basiert auf der besonders hohen paramagnetischen Suszeptibilität von Sauerstoff im Vergleich zu anderen Gasen. Diese Eigenschaft sorgt dafür, dass Sauerstoffmoleküle viel stärker in ein inhomogenes Magnetfeld hineingezogen werden als andere Gase.

Der im CONTHOS 3 PMD verwendete paramagnetische Sensor ist vom "Hantel"-Typ und arbeitet nach dem magnetomechanischen Messprinzip. Zwei kleine, mit Stickstoff gefüllte Glaskugeln sind symmetrisch in einem starken inhomogenen Magnetfeld angeordnet. Enthält das umgebende Gas (Messgas) Sauerstoff, wird dieser in das Magnetfeld hineingezogen. Somit wird die Hantel mit den Glaskugeln aus dem Magnetfeld hinausgedreht. Das daraus entstehende Drehmoment ist zur Sauerstoffkonzentration proportional.

Um diese Rotationsbewegung erfassen zu können, reflektiert ein Spiegel, der auf der Rotationsachse der Hantel montiert ist, einen Lichtstrahl auf zwei Fotozellen. Die Fotozellen sind Teil eines Regelkreises, der elektrischen Strom durch Windungen treibt, die um die Hantel angeordnet sind. Der Stromfluss durch die Windungen erzeugt ein elektromagnetisches Gegenmoment, das die Hantel in die Ausgangslage zurückbringt. Die hierfür benötigte Stromstärke, die der Sauerstoffkonzentration proportional ist, wird an die Signalverarbeitungsstufe des CONTHOS weitergeleitet.

Paramagnetischer O2-Sensor mit magnetomechanischem Messprinzip – "Hantel-Typ"

Ausführungsvarianten

CONTHOS 3E

19"-Einschubgehäuse

CONTHOS 3F

Feldgehäuse (Schutzklasse IP65)

Optionen

Maximal 3 unabhängig voneinander konfigurierbare Messbereiche; unterdrückte Messbereiche als spez. Lösung auf Anfrage
Automatische Druckkompensation (von 800 bis 1200 mbar absolut; erweiterter Druckbereich auf Anfrage)
Digitale I/O-Karte für ferngesteuerte Messbereichsumschaltung, Schwellwertkontakte, usw.

RS-485-Schnittstelle mit Modbus-RTU-Protokoll
Querempfindlichkeitsverrechnung bei Mehrkomponenten-Gasgemischen in Verbindung mit externen, selektiv arbeitenden Gasanalysatoren

Technische Daten

	CONTHOS 3E PMD 19”-Einschubgehäuse	CONTHOS 3F PMD Feldgehäuse
Technische Änderungen vorbehalten

Gehäuse und elektrische Daten
Gehäuse	3HE/ 84TE zur Montage in 19"-Schrank	bespülbares Stahlblechgehäuse zur Wandmontage; mit Unterteilungen für die elektronischen und physikalischen Komponenten
Abmessungen (H x B x T)	3HE / 84TE 133 x 483 x 427 mm	434 x 460 x 266 mm
Gewicht	ca. 10 kg	ca. 25 kg
Netzversorgung	100-240 VAC (48-62 Hz; Nenngebrauchsbereich: 88 - 253 VAC; 100 VA max. während Aufwärmphase)
Messgasanschlüsse	Standard: Swagelok^® (SS 316) für Rohre AD 6 mm Option: Swagelok^® (SS 316) für Rohre AD ¼"
Messeigenschaften
Messverfahren	paramagnetischer Sensor ("Hantelverfahren")
Messgröße & Begleitgaseinfluss	Sauerstoff-Konzentration in Gasgemischen Bemerkung: Die paramagnetische Suszeptibilität von Sauerstoff ist sehr ausgeprägt. Es existieren jedoch Gase, die ebenfalls geringere paramagnetische Eigenschaften besitzen und hierdurch als Störkomponenten die Genauigkeit der Analyse unterschiedlich beeinflussen können. Aus diesem Grund sollte die Gaszusammensetzung entsprechend evaluiert werden.
Messbereiche	bis max. 3 voneinander unabhängig konfigurierbare, umschaltbare Messbereiche Unterdrückte Messbereiche als spez. Lösung auf Anfrage. Die Messbereichsumschaltung kann entweder manuell, automatisch (Auto-Ranging) und/oder ferngesteuert über einen Digitaleingang (Option) erfolgen. kleinster Messbereich: 0 - 1% O₂ größter Messbereich: 0 - 100% O₂
Ansprechzeit T₉₀	< 5 sec (von Messgasdurchfluss und Gerätekonfiguration abhängig; Zeitkonstante konfigurierbar)
Durchflusseinfluss	zw. 30 - 60 l/h: < 1% der Messspanne bei einer Durchflussänderung von ±10 l/h
Nachweisgrenze ¹	< 1% der Messspanne
Reproduzierbarkeit ¹	< 1% der Messspanne
Linearität ¹	< 1% der Messspanne
Messsignaldrift ¹	Null: < 2% der Messspanne pro Woche Empfindlichkeit: < 1% der Messspanne pro Woche
Einfluss der Umgebungstemperatur	Null: < 1% der Messspanne pro 10 K Empfindlichkeit: < 1% der Messspanne pro 10 K
Kalibrierung	Manuelle Kalibrierung: 2-Punkt-Kalibrierung (Nullpunkt/Empf.). Die optimale Prüfgaskonzentration sollte 75 - 100% des jeweiligen Messbereichs betragen. Option: automatische oder ferngesteuerte Kalibrierung in Verbindung mit der optionalen Digital-I/O-Karte bzw. RS-485
Druckkompensation	Optional: von 800 bis 1200mbar absolut; erweiteter Druckbereich auf Anfrage
Querempfindlichkeitskorrektur	Statische und/oder dynamische Querempfindlichkeitskorrektur (dynamische Korrektur nur in Verbindung mit der optionalen Analogeingangskarte bzw. RS-485). Eine der Grundvoraussetzungen für die dynamische Querempfindlichkeitskorrektur ist das Vorliegen eines zur Begleitgaskonzentration proportionalen, selektiven Messsignals. Die Verarbeitung von unterdrückten Messbereichen ist nicht möglich.
Medienberührende Werkstoffe
Paramagnetischer Sensor	Platin, Epoxid, Glas, FPM, Edelstahl 1.4571
Messgasanschlüsse	Standard: Edelstahl SS 316 (ähnlich 1.4401)
Messgasleitungen	Standard: PTFE Optional: Edelstahl SS 321 (ähnlich 1.4541) sowie 1.4571
Datenausgabe, Ein- und Ausgänge
Bedienerschnittstelle	LC-Display (40 Zeichen x 16 Zeilen) + Balkendiagramm Analysatorstatus als Klartextbeschreibung sowie Meldung über Digital-Ausgänge Sprache: umschaltbar zw. deutsch & englisch
Messsignalausgänge	2 unabhängig voneinander parametrierbare, galvanisch-getrennte Analogausgänge (mit gemeinsamer Masse; R_Bürde = 600 Ohm max) Verfügbare Ausgangspegel: 0 - 20 mA, 4 - 20 mA, 4 - 20 mA mit überlagertem Gerätestatus (nach NAMUR-NE 43) sowie Testsignale (0, 4, 10, 12 und 20 mA)
Digital-Ausgänge 1 bis 3 (Analysator-Status)	Sammel-Statusmeldungen (gemäß NAMUR NE 107) über Relaiskontakte (28 V max.; 350 mA max.): AUSFALL (DO 1) \| WARTUNGSBEDARF (DO 2) \| FUNKTIONSKONTROLLE (Wartung) (DO 3)
Analog-Eingänge (optional)	3 galvanisch-getrennte, parametrierbare Analog-Eingangskanäle zur Querempfindlichkeitskorrektur und zur Druckkompensation 0 - 20 mA oder 4 - 20 mA (Ri = 50 Ohm)
Digital I/O (optional)	Digitale Eingänge: 8 parametrierbare, galvanisch getrennte Eingänge (6 - 24 VDC; 10 mA max.) ferngesteuerte Messbereichsauswahl ferngesteuerte Nullgas- und Prüfgas-Kalibrierung ferngesteuerte Auslösung und Unterbrechung von automatischer Kalibrierung Anpassung der Querempfindlichkeitskorrektur bei externen Analysatoren mit 2 Messbereichen Zuordnung eines benutzerdefinierten Eingangssignals zu einem digitalen Ausgang Digitale Ausgänge: 7 parametrierbare Relaisausgänge (28 V max.; 350 mA max.) Grenzwertmeldung (1 Grenzwert pro Messbereich) Messbereichskennung Kalibriergas-Auswahl Zuordnung eines benutzerdefinierten Eingangssignals zu einem digitalen Ausgang (Bemerkung: Die Digital I/O-Hardware kann nicht zusammen mit der RS-485 Schnittstellen-Hardware eingesetzt werden.)
RS-485 (optional)	mit Modbus-Kommunikationsprotokoll, galvanisch getrennt (Bemerkung: Die RS-485 Schnittstellen-Hardware kann nicht zusammen mit der Digital I/O-Hardware eingesetzt werden.)
Service-Schnittstelle	nicht-galvanisch-getrennte, serielle Schnittstelle für den Zugriff auf die Geräte-Konfiguration

¹ Druck und Temperatur konstant

Die Stabilitätsangaben gelten für den Betrieb des Analysators mit reinen Flaschengasen. Bei Betrieb mit Prozessgasen können je nach Gasbeschaffenheit und Gasaufbereitungsaufwand hiervon abweichende Stabilitätswerte auftreten.
Sofern nicht separat in den Unterlagen vermerkt, ist der CONTHOS Gasanalysator in Bezug auf den Explosionsschutz weder eigensicher noch ex-geschützt ausgeführt.
Der CONTHOS darf nicht für die Analyse von zündfähigen Gasgemischen eingesetzt werden. Bei der Zuführung von brennbaren oder toxischen Gasen in den Analysator bzw. bei Aufstellung des Gerätes in ex-gefährdeter Umgebung sind kundenseitig die notwendigen Maßnahmen zur Einhaltung der entsprechenden Vorschriften vorzunehmen.
Der Betreiber hat dafür Sorge zu tragen, dass das Messgas staubfrei und trocken zum Analysator gelangt.

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