PAT Sauerstoffanalysatoren
für den ppm- und Vol-%-Bereich

Sauerstoffanalysator PAT 3160

PAT Sauerstoffanalysatoren für den ppm- und Vol-%-Bereich
mit elektrochemischem Sensor: die Baureihe PAT 3110 bis PAT 3185
mit ZrO₂-Messzelle: die Baureihe PAT 3190 und PAT 3195

Industriebereich / Anwendungen
mit elektrochemischem Sensor: die Baureihe PAT 3110 bis PAT 3185
mit ZrO₂-Messzelle: die Baureihe PAT 3190 und PAT 3195

Systemeigenschaften
mit elektrochemischem Sensor: die Baureihe PAT 3110 bis PAT 3185
mit ZrO₂-Messzelle: die Baureihe PAT 3190 und PAT 3195

Der Systemaufbau der Baureihe PAT 31XX mit elektrochemischem Sensor
PAT 3110 - tragbares System
PAT 3120 - schnelle und präzise Sauerstoffmessungen sowohl im Spuren- als auch im Vol-%-Bereich
PAT 3160 - vielseitig verwendbar, auch für die gleichzeitige Messung von Sauerstoff und Wasserstoff als Zwei-Kanal-Messsystem
PAT 3175 - Messung brennbarer und nichtbrennbarer Gase in explosionsgefährdeten Bereichen
PAT 3185 - für sehr empfindliche Sauerstoffmessungen, der kleinste Messbereich ist 0 ... 1 ppm

Der Systemaufbau der Baureihe PAT3190 und PAT 3195 mit ZrO₂-Messzelle
PAT 3190 - Sauerstoffspuren in Inert-Gasen, insitu-Messung mit der Lambda-Sonde
PAT 3195 - Sauerstoffspuren in Inert-Gasen, auch bei Verunreinigung durch brennbare Substanzen

Technische Daten
mit elektrochemischem Sensor: die Baureihe PAT 3110 bis PAT 3185
mit ZrO₂-Messzelle (Lambda-Sonde): PAT 3190
mit ZrO₂-Messzelle (rohrförmig): PAT 3195

Produktblätter für
PAT 31XX (PAT 3110 - PAT 3185)
PAT 3190
PAT 3195
Konformitätsbescheinigungen KEM für ATEX, Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen für
PAT 3110 (280 KB)
PAT 3175 (1,9 MB)

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PAT 31XX - Sauerstoffanalysatoren für den ppm- und Vol-%-Bereich -
mit elektrochemischem Detektor

Die Messung von Sauerstoff sowohl im ppm- als auch im Vol-%-Bereich mittels elektrochemischer Sensoren (Micro-Fuel-Cells) wurde in den letzten zwei Jahrzehnten zu einer zuverlässigen Analysenmethode weiterentwickelt.
Neben den Standardapplikationen sind heute eine Vielzahl von Analysen sehr komplexer oder auch aggressiver Gase möglich. Für diese Anwendungen muß die geeignete Messzelle im Hinblick auf den Elektrolyten und das Elektrodenmaterial speziell ausgewählt werden.
Wie in allen Bereichen der Betriebsanalyse ist es auch bei den Messungen mit dem elektrochemischen Sensor wesentlich, die Einsatzbedingungen des zu messenden Gases zu kennen. Dessen Temperatur, Druck, Zusammensetzung, Staub- und Feuchtegehalt bestimmen den Aufbau des Analysators.

Produktblatt PAT 31XX (PAT 3110 - PAT 3185)

PAT 3190 und PAT 3195 - Sauerstoffanalysatoren für den ppm- und Vol-%-Bereich -
mit ZrO₂-Messzelle

Die Messung von Sauerstoffspuren wird häufig in der Prozesskontrolle sowie bei der Sicherung der Produktqualität notwendig.
Die PAT Baureihe PAT 3100 mit elektrochemischen Detektoren zur Sauerstoffmessung wird aus diesem Grunde erweitert um die Geräte PAT 3190 und PAT 3195, bei denen ein ZrO₂-Sensor die in-situ Messung von Sauerstoffspuren im Prozessbetrieb ermöglicht.
Die hervorragende Eigenschaft des ZrO₂-Sensors, gerade sehr niedrige Sauerstoffkonzentrationen sehr empfindlich anzuzeigen, ist seit langem bekannt. Dennoch waren entsprechende Anwendungen bis vor Kurzem auf Inertgase ohne Verunreinigungen mit brennbaren Komponenten beschränkt (PAT 3190), da die praktisch ausschließlich benutzten Platinelektroden selbst geringste Spuren von Sauerstoff und brennbaren Gasen katalytisch zur Reaktion brachten.
Der neu entwickelte Sensor mit Elektroden ohne diese katalytische Wirkung (PAT 3195) ermöglicht jetzt die Messung von Sauerstoffspuren – auch bei Verunreinigung durch brennbare Substanzen, wie z.B. H₂, CO, CH₄.

Produktblatt PAT 3190
Produktblatt PAT 3195

Industriebereich / Anwendungen für PAT 31XX -
Geräte mit elektrochemischem Sensor

Industriebereiche	Anwendungen
Hersteller technischer Gase: Anlagen zur Luftzerlegung:	Messungen in Stickstoff und in Edelgasen, Messungen in Kohlendioxid oder Wasserstoff
Hersteller technischer Gase, in Anlagen zur Oberflächenbehandlung in der Metallurgie:	Messungen in Stickstoff, in Wasserstoff und in Kohlenmonoxid
Hersteller technischer Gase, Spezialfirmen für Schweißen:	Messungen in Schutzgasen beim Schweißen von hochlegierten Stählen, Titan u.a.
Chemische Industrie:	Messungen in Äthylen, in Wasserstoff oder in komplexen Gasgemischen
Brauereien, Lebensmittelindustrie, Chemische Industrie:	Messungen in Kohlendioxid
Hersteller technischer Gase, Chemische Industrie, Metallurgie:	Messungen in Ammoniak

Produktblatt PAT 31XX (PAT 3110 - PAT 3185)

Industriebereich/Anwendungen für PAT 3190 und PAT 3195 -
Geräte mit ZrO₂-Messzelle

PAT 3190

• Schnelle und reproduzierbare Messung von Sauerstoffspuren in inerten Gasen, z.B. in He, Ar, N₂, CO₂

PAT 3195

• Schnelle und reproduzierbare Messung von Sauerstoffspuren in inerten und in nichtinerten Gasen, auch bei Anwesenheit von Verunreinigungen mit brennbaren Gasen, wie z.B. Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Methan

• Schutzgase in der Nahrungsmittelindustrie
• Reinheit von Kohlendioxid in Brauereien und in der Getränkeabfüllung
• Schutzgase für Wärmebehandlung, für Schweißen und Löten etc.
• Reinheit von Stickstoff und Argon in Luftzerlegungsanlagen
• Chemische, pharmazeutische Produktion
• Schutzgase in der Elektronikindustrie

Produktblatt PAT 3190
Produktblatt PAT 3195

Systemeigenschaften PAT 31XX -
Systeme mit elektrochemischem Sensor

• Fünf verschiedene PAT -Messsysteme zur Anpassung an die spezielle Messaufgabe und an die örtlichen Verhältnisse
• Drei Montagearten: Wand- oder Tischgehäuse oder 19”-Einschub, für online-Messungen oder den flexiblen Einsatz
• Im EEx-Bereich: Tragbares Messgerät für Zone 1 und eigensicherer 2-Leiter-Transmitter
• Standarddetektor: Langlebige, wartungsfreie Micro-Fuel-Cell in allen Geräten, Garantie: Mindestens 6 Monate Lebensdauer für die Meßzelle.
• Messbereiche: 4, PAT 3185: 5
  Größter Messbereich: 0 ... 30 Vol-%
  Kleinster Messbereich: 0 ... 1 ppm
  
• Spezielle Sensoren zur Messung von Sauerstoff in nahezu 100% Wasserstoff oder in sauren Gasen, wie Kohlendioxid, und in Äthylen
• Angepasste Detektorausführungen bei schwierigen Bedingungen für Temperatur, Druck, Gaszusammensetzung, Staub oder Feuchte
• Integrierbare Komponenten (optional):
  zur geräteinternen Kalibrierung,
  zum Thermostatisieren der Messzellen,
  zum Befeuchten des Messgases
• Integrierte Absperrventile und Durchflussmesser in allen Geräten für sichere Funktion und einfachen Betrieb
• Integrierbare, zusätzliche Automatisierungskomponenten zur Anpassung an die Prozessbedingungen: Sensor-Bypass, Spülventil, Meßgaspumpe, Durchflußüberwachung
• Automatische und/oder manuelle Kalibrierung
• Diagnosefunktionen und Alarme
• Serielle Schnittstelle
• 2-Kanal-Geräte zur parallelen Messung von Sauerstoff und (z.B.) von Wasserstoff

Produktblatt PAT 31XX (PAT 3110 - PAT 3185)

Systemeigenschaften PAT 3190 und PAT 3195 -
Systeme mit ZrO₂-Messzelle

PAT 3190: Bewährte Lambda-Sonde mit ZrO₂-Sensor
PAT 3195: ZrO₂-Sensor (rohrförmig) mit katalytisch inaktiven Elektroden

Gemeinsame Systemeigenschaften

• Mobile und stationäre Systeme
• Messelektronik: Versorgungs-, Überwachungs- und Auswerteeinheit für alle PAT 3190/3195
• Einfache Bedienung mit nur drei Funktionstasten sowie Selbstüberwachung
• Beleuchtetes alphanumerisches Display für Daten- und Klartextdarstellung
• Messgasdruck: kann bis zu 10 bar betragen (nur für PAT 3195)
• Referenzgas ist die Umgebungsluft, für die meisten Anwendungen wird nur ein Kalibriergas benötigt
• Wesentliche Vorteile dieses Sensors: lange Lebensdauer, kein Elektrolytwechsel, exzellentes Signal/Rausch-Verhältnis auch bei kleinen O₂-Konzentrationen
• Sehr niedrige Nachweisgrenze: Im Messbereich bis 10 ppm O₂ kann eine Änderung der Konzentration um mehr als 0,05 ppm O₂ nachgewiesen werden

Produktblatt PAT 3190
Produktblatt PAT 3195

Der Systemaufbau der Baureihe PAT 31XX
mit elektrochemischem Sensor

PAT 3110 PAT 3110 ist ein tragbarer, leicht zu handhabender Analysator. Typische Einsatzbereiche sind z.B. die Überprüfung von Schutzgasen, aber auch von brennbaren Gasen. Als Spannungsquellen stehen drei Varianten zur Verfügung: 230 VAC, 230 VAC und Batterie, oder nur Batteriebetrieb. Für Messungen in explosionsgefährdeten Räumen ist eine eigensichere Ausführung mit einer Blei-Batterie als Stromquelle lieferbar. Zusätzliche Baugruppen: Sensor-Bypass und Spülventil. Für die Nicht-EEx-Version sind verfügbar: die elektronische Überwachung des Durchflusses und eine Messgaspumpe. Produktblatt PAT 31XX (PAT 3110 - PAT 3185)

PAT 3120 Der Analysator PAT 3120 ist geeignet für schnelle und präzise Sauerstoffmessungen sowohl im Spuren- als auch im Vol-%-Bereich. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Überwachung größerer Konzentrationsbereiche, wie sie z.B. bei der Oberflächenbehandlung und in der Schweißtechnik auftreten. In der Chemie und in der thermischen Verfahrenstechnik gibt es eine Reihe von erprobten Anwendungen des PAT 3120, bei denen der Gehalt von Sauerstoff in einem Gas mit brennbaren Komponenten zunächst im Prozentbereich und anschließend auch im ppm-Bereich überwacht werden muss. Auch für Sauerstoffmessungen in Anlagen, wo höchste Gasreinheit gefordert ist, genügt dieses System aufgrund seiner speziellen Bauweise den Anforderungen. Hierzu verfügt der PAT 3120 über zwei miteinander verbundene Sensoren: einen für den Spurenbereich und einen weiteren für Vol-%-Messungen. Je nach Konzentrationsbereich ist die entsprechende Messzelle aktiviert. Für Messungen im Vol-%-Bereich, aber auch bei kurzzeitigen Lufteinbrüchen, wird die ppm-Messzelle vor den Einflüssen hoher Sauerstoffkonzentrationen geschützt; Messungen unterhalb von 25ppm Sauerstoff sind sofort wieder möglich, es gibt keine langen Spülzeiten. Der PAT 3120 ist in zwei Ausführungen lieferbar, als Tischgehäuse für den mobilen Einsatz oder als 19-Zoll-Rack für den stationären Betrieb. Ein Mikroprozessor steuert die Messelektronik und die Anzeige auf dem Display, die Bedienung für Kalibrierung und Wartung erfolgt menügeführt. Integrierbare Automatisierungskomponenten (vergl. Technische Daten/Optionen) für Ventile, Pumpen und Fernüberwachung ermöglichen die automatische Sauerstoffüberwachung im Prozessgas von der Leitwarte aus. Für den Betreiber von besonderem Vorteil ist die Option für die geräteinterne Kalibrierung der Messzelle. Die Überprüfung mit externen Testgasen braucht dann nur noch in größeren Zeitabständen ausgeführt zu werden. Für kleinste Messbereiche (1ppm) kann das Messgerät mit einem Thermostaten für den Sensor ausgerüstet werden. Temperatureinflüsse auf die Messung im Spurenbereich werden mit dieser Option weitestgehend ausgeschlossen. Eine Besonderheit dieses Analysators, aber auch der PAT 3160 und PAT 3185, ist die Option des externen Detektors. Innerhalb der gegebenen Druck- und Temperaturgrenzen ist dann die Sauerstoffmessung direkt in der Prozessleitung oder in einem Bypass möglich. Produktblatt PAT 31XX (PAT 3110 - PAT 3185)

PAT 3175 Der Analysator PAT 3175 dient zur Messung brennbarer und nichtbrennbarer Gase in explosionsgefährdeten Bereichen, z.B. in der chemischen Industrie. Das System ist zertifiziert als 2-Leiter-Transmitter für die Zone 1. Der Transmitter ist, wenn er über ein Speisegerät mit eigensicherem Stromkreis gespeist wird, eigensicher gemäß ATEX II 2 G, Schutzart EEx ia IIC T6. Die Elektronik und die Gasanalytik sind in zwei voneinander gasdicht getrennten Wandgehäusen aus Aluminiumdruckguss untergebracht. Für das Wandgehäuse liegt eine eigene EEx-Zulassung (EEx e II) vor. Produktblatt PAT 31XX (PAT 3110 - PAT 3185)

PAT 3185 Der PAT 3185 ist ein Gerät, das sehr empfindliche Sauerstoffmessungen ermöglicht. Der kleinste Messbereich ist 0 ... 1 ppm (mit Thermostatierung des Sensors). Es können Konzentrationsänderungen von kleiner als 0,1 ppm Sauerstoff bei einer Auflösung von 0,01 ppm nachgewiesen werden. Der PAT 3185 ist sehr vielseitig einsetzbar: mobil im Tisch- oder tragbaren Gehäuse, stationär im 19“-Rack bzw. im Wandgehäuse. PAT 3185 ist das System für die automatische Prozesskontrolle. Ein Mikroprozessor steuert die Messelektronik und die Anzeige auf dem Display, die Bedienung für Kalibrierung und Wartung erfolgt menügeführt. Integrierbare Automatisierungskomponenten (vergl. Technische Daten/Optionen) für Ventile, Pumpen und Fernüberwachung ermöglichen die automatische Sauerstoffüberwachung im Prozessgas von der Leitwarte aus. Für den Betreiber von besonderem Vorteil ist die Option für die geräteinterne Kalibrierung der Messzelle. Die Überprüfung mit externen Testgasen braucht dann nur noch in größeren Zeitabständen ausgeführt zu werden. Für kleinste Messbereiche (1 ppm) kann das Messgerät mit einem Thermostaten für den Sensor ausgerüstet werden. Temperatureinflüsse auf die Messung im Spurenbereich werden mit dieser Option weitestgehend ausgeschlossen. Für den PAT 3185 gibt es ebenfalls die Option des externen Detektors, so daß auch hier Messungen bei schwierigen örtlichen Gegebenheiten ausgeführt werden können. Produktblatt PAT 31XX (PAT 3110 - PAT 3185)

Der Systemaufbau der Baureihe PAT 3190 und PAT 3195 mit ZrO₂-Messzelle

Systemaufbau PAT 3190

Der Analysator besteht aus der Lambda-Sonde mit ZrO₂-Sensor, der zugehörigen Durchflussüberwachung sowie aus der mikroprozessorgesteuerten Elektronik, welche die Heizung des Sensors regelt, die Sensorsignale auswertet und diese in einen Sauerstoffkonzentrationswert umwandelt.
Neben dem Sensor beinhaltet der Analysator noch einen Druckregler (optional), ein Nadelventil und eine optische Durchflußanzeige.
Der Probendruck sollte zwischen 1.01 bar abs. und 2.0 bar abs. liegen; andernfalls sollte eine Messgaspumpe oder ein Liniendruckregler vorgesehen werden (Optionen). Verschiedene Gehäuse zur Anpassung an die Einsatzbedingungen sind im Lieferprogramm: 19“-Einschub oder Feldgehäuse für den stationären Betrieb, sowie ein Tischgehäuse für mobile Messungen.
Für einen sicheren Dauerbetrieb wird der Einbau der entsprechenden Bauteile für die automatische Kalibrierung des Messsystems empfohlen (Option).
Die Software des PAT 3190 gestattet den Betrieb und das Kalibrieren des Sensors sowohl mit Umgebungsluft als auch mit Inertgasen mit niedrigen ppm-Konzentrationen. Die Anpassung des Analysators an die jeweiligen Prozessbedingungen kann durch die Lieferung eines externen Sensors noch erweitert werden.
Eine Besonderheit des Sensors ist, dass die Messungen bis zu Drücken von 10 bar erfolgen können. Da der Messwert dem Druck proportional ist, muss entsprechend korrigiert werden.

Produktblatt PAT 3190

Systemaufbau PAT 3195

Der Analysator besteht aus dem Sauerstoff-Sensor mit katalytisch inaktiven Elektroden, der zugehörigen Durchflussüberwachung sowie aus der mikroprozessorgesteuerten Elektronik, welche die Heizung des Sensors regelt, die Sensorsignale auswertet und diese in einen Sauerstoffkonzentrationswert umwandelt.
Neben dem Sensor beinhaltet der Analysator noch einen Druckregler, ein Nadelventil und eine optische Durchflussanzeige.
Der (eingebaute) Druckregler erlaubt einen Druck des Probengases im Bereich von 1.01 bar abs. und 10 bar abs; andernfalls sollte eine Messgaspumpe oder ein Liniendruckregler vorgesehen werden (Optionen).
Verschiedene Gehäuse zur Anpassung an die Einsatzbedingungen sind im Lieferprogramm: 19“-Einschub oder Feldgehäuse für den stationären Betrieb, sowie ein Tischgehäuse für mobile Messungen.
Für einen sicheren Dauerbetrieb wird der Einbau der entsprechenden Bauteile für die automatische Kalibrierung des Messsystems empfohlen (Option).
Die Software des PAT 3195 gestattet den Betrieb und das Kalibrieren des Sensors sowohl mit Umgebungsluft als auch bei niedrigen ppm-Konzentrationen.
Die Anpassung des Analysators an die jeweiligen Prozessbedingungen kann durch die Lieferung eines externen Sensors noch erweitert werden.

Produktblatt PAT 3195

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