ATEX Wasserstoff H2-Gasanalysator | Wärmeleitfähigkeit

Features und typische Anwendungen

Wärmeleitfähigkeit (TCD) im ATEX-Feldgehäuse mit Wasserstoff-Prozess-Gasanalysator CONTHOS 3 – TCD Ex p

Hauptmerkmale

Langzeitstabilste Analyse von H₂ und Edelgasen in binären & quasi-binären Gasgemischen mit kleinsten und extrem unterdrückten Messbereichen: 99,5-100%
Ultra-schnelle Ansprechzeit T₉₀ ≤ 3 sec
Hochkorrosionsfester & temperaturbeständiger WLF-Detektor mit Al₂O₃, Glas und Quarz
ATEX Ex p-Ausführung für Ex-Zone 1 & 2
Extrem niedriger Spülgasverbrauch

Typische Anwendungen

H₂- und O₂-Reinheit in der Wasserelektrolyse
H₂-Überwachung in Gasturbinenkühlgas
Metallurgische Prozessgase wie Hochofen mit brennbaren Gasen im Ex-Bereich
Stahlindustrie: Wärmebehandlung & Härterei
Petrochemie: brennbare Gase im Ex-Bereich - Synthese-/Reformergas & Kohlevergasung
Überwachung von Gasreinheit, Druckwechseladsorption und UEG/OEG

Beschreibung

Der CONTHOS 3 - TCD Ex p ist die konsequente Weiterentwicklung des bewährten Wärmeleitfähigkeits-Gasanalysators für explosionsgefährdete Bereiche. Die Ex p-Version ist für messtechnische Aufgaben in industriellen Prozessen mit Ex-Zone 1& 2 ausgelegt.

Die besonderen technischen Merkmale des mikroprozessor-gesteuerten Gerätes sind:

Höhere Temperaturen des Wärmeleitfähigkeitsdetektors - Thermostattemperatur von 50°C bis max. 120°C gemäß Applikation
Hohe Korrosionsbeständigkeit im gesamten gasführenden Abschnitt
Niedrige Nachweisgrenzen im unteren ppm-Bereich
Weitgehende Strömungsunabhängigkeit der Messwertanzeige
Ungewöhnlich hohe Langzeitstabilität
Intuitive Bedienoberfläche nach NAMUR-Empfehlung
Automatische Selbstüberwachung
Optionale dynamische Querempfindlichkeitskorrektur von bis zu 3 Gasen durch Aufschaltung externer, selektiver Analysatorkanäle

Die technischen Besonderheiten des CONTHOS 3 - TCD Ex p erschließen dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip neue Einsatzfelder in explosionsgefährdeten Bereichen und auch mit brennbaren Gasen.

Durch die gewählte Thermostatisierung des Detektors kann der Quereinfluss von etwaigen Gaskomponenten minimiert werden. Des weiteren können Begleitgase durch geeignete externe Messmethoden gemessen werden und es kann eine Querverrechnung dieser Komponenten erfolgen.

Der LFE CONTHOS Gasanalysator hat sich seit seiner Einführung in 1979 in vielen Jahren kontinuierlichen Betriebs bewährt. Der CONTHOS 3 - TCD Ex p wird, unter anderem, in folgenden Bereichen der Ex-Zonen 1 und 2 - auch mit brennbaren Gasen - eingesetzt:

Bei korrosiven Prozessgasen in der chemischen und petrochemischen Verfahrenstechnik
In thermostatisierten Anwendungen bis 120°C
Bei allen "klassischen" Einsatzfällen des TCD mit herausragenden Messeigenschaften

LFEs Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD)

Bei herkömmlichen Gasanalysatoren nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip wird ein heizbares Messelement möglichst frei in dem unbekannten Messgasstrom aufgehängt. Zugeführte elektrische Heizleistung ergibt eine Übertemperatur des Heizelementes, die im allgemeinen von der Wärmeleiteigenschaft des umgebenden Gases abhängt. Üblicherweise wird diese Temperatur über den elektrischen Widerstand des Elementes selbst gemessen.

Das einzigartige LFE-Prinzip modifiziert die "klassische" Methode durch die räumliche und elektrische Entkopplung des übertemperatur-erzeugenden Elementes von dem Temperatursensor. Die besondere Geometrie der TCD-Zelle in Verbindung mit dieser Entkopplung unterdrückt wirksam überlagerte Störeffekte (d.h. freie & erzwungene Konvektion). Das Ergebnis ist ein Gasanalysator, dessen schnelle, stabile Messeigenschaften keinen Kompromiss zwischen Ansprechzeit und Messgas-Beströmung verlangt.

Merkmale

Mikrominiaturisiert für sehr schnelles Ansprechverhalten
Korrosions- und temperaturbeständig
Werkstoffe: Aluminiumoxid (Al₂O₃), Glas und SiO_x-beschichtete Platin-Messelemente

Ausführungsvarianten

Technische Daten

Gehäuse und elektrische Daten

	CONTHOS 3E 19"-Einschubgehäuse	CONTHOS 3F Feldgehäuse	CONTHOS 3F - Ex p Ex p- System gemäß ATEX	CONTHOS 3F - HT Hochtemperatur-Ausführung
Technische Änderungen vorbehalten

Gehäuse und elektrische Daten
	zur Montage in 19"-Schrank	bespülbares Stahlblechgehäuse zur Wandmontage; mit Unterteilungen für die elektronischen und physikalischen Komponenten
Abmessungen (H x B x T)	133 x 483 x 427 mm (3HE / 84TE)	434 x 460 x 270 mm	490 x 460 x 270 mm	502 x 460 x 270 mm
Schutzklasse	IP40	IP65
Explosionsschutz			Zündschutzart "px" für Ex-Zone 1 & 2 nach EN 60079 Zündschutzart des Überdruckkapselungssystems: II 2 G, Ex p II T4
Gewicht	ca. 10 kg	ca. 25 kg	ca. 30 kg	ca. 25 kg
Netzversorgung	100-240 VAC (48-62 Hz; Nenngebrauchsbereich: 88 - 253 VAC; 100 VA max. während Aufwärmphase)

Messeigenschaften

Gemeinsame Technische Daten CONTHOS 3E \| CONTHOS 3F \| CONTHOS 3F - Ex p \| CONTHOS 3F - HT
Technische Änderungen vorbehalten
Messeigenschaften
Messverfahren	Wärmeleitfähigkeit (TCD). Unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit (Δλ) verschiedener Gase
Messbereiche	bis max. 3 linearisierte, voneinander unabhängig konfigurierbare, umschaltbare Messbereiche. Unterdrückte Messbereiche innerhalb des Referenz-Messbereiches können konfiguriert werden. Die Messbereichsumschaltung kann entweder manuell, automatisch (Auto-Ranging) und/oder ferngesteuert über einen Digitaleingang (Option) erfolgen. kleinster Messbereich: 0 - 0,5% H₂ in N₂ oder 99,5-100% H₂ in N₂ (oder äquivalent Δλ) größter Messbereich: 0 - 100% H₂
Kalibrierung	Manuelle Kalibrierung: 2-Punkt (Nullgas / Prüfgas) Option: Automatische oder ferngesteuerte Kalibrierung mit Digital-I/O-Karte bzw. Modbus-Schnittstelle (RS-485 oder TCP)
Aufwärmzeit	abhängig von der TCD-Betriebstemperatur sowie Umgebungstemperatur: 70°C: ca. 20 min.; 180°C: ca. 90 min.
Ansprechzeit t₉₀	≤ 3 sec (bei 60 l/h Messgasdurchfluss und minimaler Signaldämpfung)
Durchflusseinfluss	zw. 3 - 30 l/h: < 0,5% der Messspanne bei einer Durchflussänderung von ±10 l/h zw. 30 - 60 l/h: < 1% der Messspanne bei einer Durchflussänderung von ±10 l/h Höhere Durchflüsse bis z.B. 120 l/h sind möglich, es wird in diesem Fall jedoch empfohlen den Analysator beim Betriebsdurchfluss zu kalibrieren.
Druckeinfluss	Der Druckeinfluss beim TCD-Messprinzip ist in der Regel vernachlässigbar. Bei sehr kleinen Messbereichen macht sich der Druckeinfluss als druckproportionalen Signaloffset bemerkbar. Gasspezifische Größenordnung: < 0,02% H₂ äquivalent pro 100 mbar
Nachweisgrenze¹	≤ 0,5% der Messspanne (bei Signaldämpfung: 1 sec)
Linearität ¹	≤ 0,5% der Messspanne
Reproduzierbarkeit ¹	≤ 0,5% der Messspanne
Messsignaldrift ¹	Null: ≤ 1% der Messspanne pro Woche Empfindlichkeit: ≤ 1% der Messspanne pro Woche
Einfluss der Umgebungstemp.	Null: ≤ 1% der Messspanne pro 10 K Empfindlichkeit: ≤ 1% der Messspanne pro 10 K
Umgebungstemperatur im Betrieb	zulässiger Temperaturbereich: +5 .. +45°C
Schräglagen-Einfluss	kein Einfluss

Mediumberührende Werkstoffe

	CONTHOS 3E 19"-Einschubgehäuse	CONTHOS 3F Feldgehäuse	CONTHOS 3F - Ex p Ex p- System gemäß ATEX	CONTHOS 3F - HT Hochtemperatur-Ausführung
Technische Änderungen vorbehalten

Mediumberührende Werkstoffe
WLF-Detektor	Al₂O₃-Keramik und Saphir, Platin, Glas und SiO_x-beschichtete Pt-Messelemente Hohe Korrosions- und Temperaturbeständigkeit
Messgasleitungen	Standard: PTFE / PFA Optional: Edelstahlverrohrung (SS 321 ähnlich 1.4541) und 1.4571	Standard: PTFE / PFA Optional: Edelstahlverrohrung (SS 321 ähnlich 1.4541)	Edelstahlverrohrung (SS 321 ähnlich 1.4541)
Messgasanschlüsse	Standard: Edelstahl SS 316 (ähnlich 1.4401) Standard: Swagelok^® -Rohrverschraubungen für ø6mm
	Optional: Swagelok^® -Rohrverschraubungen für ø1/4" Optional: NPT 1/4" (Innengew.)	Optional: Swagelok^® -Rohrverschraubungen für ø1/4"		Optional: Swagelok^® -Rohrverschraubungen für ø1/4"
	Option: PFA-Verschraubungen für Kunststoffschläuche DN 4/6 (nur in Verbindung mit PTFE Schlauchleitungen)

Geräte-Schnittstellen

Gemeinsame Technische Daten CONTHOS 3E \| CONTHOS 3F \| CONTHOS 3F - Ex p \| CONTHOS 3F - HT
Technische Änderungen vorbehalten
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 0 - 20 mA oder 4 - 20 mA (Ri = 50 Ohm)
Querempfindlichkeitskorrektur	3 Rechenkanäle für die statische und/oder dynamische Querempfindlichkeitskorrektur (dynamische Korrektur nur in Verbindung mit der optionalen Analogeingangskarte bzw. Modbus-Schnittstelle (RS-485 oder TCP)
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
Modbus-Schnittstelle (optional)	Modbus RTU - RS485 Modbus TCP
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.

CONTHOS 3 - TCD Ex p

Features und typische Anwendungen

Hauptmerkmale

Typische Anwendungen

Beschreibung

Beschreibung

LFEs Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD)

Merkmale

Ausführungsvarianten

Ausführungsvarianten

Optionen

Technische Daten

Technische Daten

Gehäuse und elektrische Daten

Messeigenschaften

Mediumberührende Werkstoffe

Geräte-Schnittstellen

Downloads

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CONTHOS 3-TCD | Wärmeleitfähigkeits (TCD)-Gasanalysator

Applikationsfragebogen

Broschüre

Produktdatenblätter

CONTHOS 3

Anwendungsbeispiele