ZrO2-Messsonden Serie AMS 3211 für die Sauerstoffmessung in Rauchgasen
auch ATEX zertifiziert |
Hochtemperatursonde
AMS 3211-700 (links), Transmitter AMS 3220
in Ex-Ausführung. |
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ZrO2-Messsonden für die Sauerstoffmessung
in Rauchgasen
Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von ZrO2-Messsonden
für die Sauerstoffmessung verlangen die Anpassung dieses Messsystems
an unterschiedliche Prozessbedingungen wie Temperatur, Aggressivität
des Rauchgases und ggf. Ex-Bereich. Eine kurze Reaktionszeit und lange
Lebensdauer des Sensors sind weitere primäre Kundenwünsche. Aber auch
Bedienungsfreundlichkeit, Zuverlässigkeit und einfache Wartung des Analysensystems
sollen im Systemkonzept berücksichtigt sein. Die zwanzigjährige Erfahrung
in der Systemtechnik ermöglicht es der AMS Analysen-, Mess- und Systemtechnik,
ZrO2-Meßsysteme mit diesen Eigenschaften und einem dennoch
attraktiven Preis anzubieten.
Die Europäische Richtlinie 2000/76/EG regelt den
Betrieb von Müllverbrennungsanlagen. Sie fordert für die Zulassung
von Mess- und Analysengeräten einen Nachweis der mit diesen Geräten
nachhaltig und gesicherte erreichbaren Mess-Qualität.
TÜV Rheinland (Köln) hat hierfür die Eignungsprüfung
Nr. 936/807023/A ausgestellt.
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Anwendungsbereiche
Die Sauerstoff-Messeinrichtungen mit der ZrO2-Messsonde sind
für die Bestimmung des Sauer-stoffgehaltes in Rauchgasen von Verbrennungsanlagen
oder in Inertgasen vorgesehen, bei Temperaturen bis zu 1700°C. Die Messung
erfolgt direkt (in-situ), d.h. die Messzelle befindet sich entweder
im Rauchgaskanal oder außen an der Kaminwand, sodass die Messgasentnahme
und -aufbereitung entfallen können. Speziellen Anforderungen stehen
angepasste Sonden zur Verfügung: BVS-ATEX-geprüfte Sonden für die Ex-Zonen
1 und 2 und
für Abgasleitungen mit kleinen Durchmessern.
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Systemmerkmale
- Spezieller AMS-Sensor für Rauchgas-Anwendungen, einfach austauschbar
durch den Betreiber
- Eignungsprüfung für 13. und 17.BImSchV sowie für TA-Luft
- Sondenteile aus Edelstahl, Sonderwerkstoffe sind möglich
- Messsondenlängen von 150 mm bis 3000 mm lieferbar
- Gastemperaturen bis 1700°C
- TÜV-Zulassung nach Europäischer Richtlinie 2000/76/EG für Müllverbrennungsanlagen
- ATEX-zugelassene Sonden für Zone 1 und Zone 2
- ATEX-zugelassene Hochtemperatursonde (1200°C) für Zone
2
- Transmitter AMS 3220 :
Selbstüberwachung mit Rückmeldung
Automatische Kalibrierung
Plausibilitätskontrolle der Korrekturgrößen
- Ferndiagnose und Fernwartung mit dem Transmitter AMS 3220 (Option)
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Systemaufbau
Das Sauerstoffmesssystem besteht aus der ZrO2-Sonde mit geregelter
Heizung für die Messzelle, der elektr. Kontrolleinheit sowie der Pneumatikeinheit
für die Luftversorgung. Das Messverfahren beruht auf der galvanischen
Sauerstoffkonzentrationszelle mit Festelektrolyt. Für die unterschiedlichen
Anwendungsbereiche werden sechs verschiedene Sondentypen angeboten.
Der Transmitter
AMS 3220 ist für alle Sonden gleich, er kann separat
installiert, aber auch im Gehäuse der Pneumatikeinheit untergebracht
werden.
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 Standard-Sonde AMS 3211-500
Die Sonde AMS 3211-500 für Rauchgastemperaturen bis zu 500°C wird in Längen von 150 mm bis 1000 mm aus wärmebeständigem Edelstahl gefertigt. Ebenso kann die Lieferung in Sonderwerkstoffen wie INCONEL oder Hastelloy C erfolgen.
Der ZrO2-Sensor befindet sich an der Spitze der Sonde direkt im Rauchgaskanal. Der hier, wie bei den anderen Sonden, verwendete spezielle AMS-Sensor hat eine Lebensdauer von mehr als zwei Jahren aufgrund der niedrigen Arbeitstemperatur von unter 600°C.
Der Austausch des O2-Meßfühlers kann sehr leicht erfolgen: Es sind hierzu nur 2x4 Schrauben zu lösen.
Die 6 mm Rohranschlüsse für Kalibriergas und Referenzluft befinden sich am Montageflansch der Sonde.
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 Hochtemperatursonde AMS 3211-700, bis 1250°C
Diese halb-extraktive Hochtemperatursonde hat, neben der höheren Rauchgastemperatur, eine Reihe von weiteren Vorteilen für den Betreiber:
- eine Pumpe ist nicht mehr notwendig
- weder Treiberluft noch Vergleichsluft müssen zur Sonde geführt werden
- die Lebensdauer des Sensors ist deutlich erhöht
Die Verwendung eines Pitot-Rohres zur Gasaufnahme ist die grundlegende Innovation : Das Messgas wird durch die Strömung des Rauchgases selber zum Sensor geführt, eine Aspirator-Pumpe wird nicht mehr benötigt.
Diese Sonde darf nur bei niedrigen Staubgehalten im Rauchgas eingesetzt werden.
Da der Sensor außerhalb des Kamins im Montageflansch eingebaut wird, ist seine thermische Belastung und folglich seine Alterung sehr gering.
Für sehr niedrige Außentemperaturen bis zu -40°C stehen ein ein beheizter Sondenflansch und eine beheizte Schutzhaube für den Sondenkopf zur Verfügung (als Option; s. Bild).
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 Hochtemperatursonde AMS 3211-600,
bis 1700°C
Die halb-extraktive Sonde AMS 3211-600 kann bei Temperaturen bis zu
1700°C eingesetzt werden unter Verwendung eines Entnahmerohres aus Keramik
und bei vertikaler Einbaulage. Ist die Rauchgastemperatur nur maximal
900°C, kann die Einbaulage beliebig sein, allerdings müssen dann spezielle
Werkstoffe verwendet werden. Die Standardlänge der Sonde ist 1000 mm,
andere Längen (150 mm bis 1000 mm) sind lieferbar. Der Messfühler befindet
sich im Montageflansch der Sonde. Das Messgas wird mit Hilfe einer im
Flansch integrierten Luftstrahlpumpe am Sensor vorbei und in den Prozess zurückgeführt:
Taupunktunterschreitungen und damit verbundene Verstopfungen des Messsystems
werden verhindert.
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 Ex-Sonde AMS 3211-860/150, bis 450°C
Die Ex-Sonde ist druckfest gekapselt, mit einer Flammensperre zum Druckausgleich.
Sie ist zugelassen für explosionsgefährdete Bereiche Zone 1, Gasgruppe B+H2 und Temperaturklasse T3, d.h. die maximale Oberflächentemperatur ohne Einfluss durch das heiße Rauchgas überschreitet nicht 200°C. Die maximale Umgebungstemperatur ohne den Einfluss des heißen Rauchgases darf 60°C nicht überschreiten.
Die Einbaulängen können zwischen 150 mm und 860 mm liegen.
Der Ex-Schutz ist bis zu einer Rauchgastemperatur bis zu 600°C gewährleistet, jedoch soll für Sauerstoffmessungen die Rauchgastemperatur 450°C nicht überschreiten.
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Ex-Sonde für hohe Temperaturen, bis 1200°C
Diese Sonder-Variante ist eine Kombination aus der Ex-Sonde und der halb-extraktiven Hochtemperatur-Sonde 3211-600 mit Luftstrahlpumpe, der Sondenkopf ist identisch mit der für Zone 1 ATEX-bescheinigten Sonde. Rauchgastemperaturen bis zu 1200°C sind möglich, Einbaulängen bis zu 1000 mm sind lieferbar, der Einsatzbereich ist für ATEX 3G (Zone 2) bescheinigt.
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Abgasleitungen mit kleinen Durchmessern: AMS-Einschraubsonde
Dieser ZrO2-Sensor wird mit dem Gewindeflansch M40x2 direkt am Abgasrohr befestigt, eine Sintermetallfritte schützt ihn, wie alle anderen AMS-Sonden, vor Staubpartikeln aus dem Abgas. Sein Gewicht beträgt nur 450 Gramm.
Die Rauchgastemperatur darf maximal 450°C betragen, der Kamindurchmesser etwa 100 mm bis 250 mm. Referenzluft ist die Umgebungsluft. Auf Wunsch ist ein Anschluß für Kalibriergas lieferbar.
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|  Pneumatikeinheit
und automatische Kalibrierung
Die ZrO2-Sonden benötigen im Betrieb ein Referenzgas, sowie zu ihrer Kalibrierung Prüfgase. Die hierzu notwendige Verrohrung mit Druckregler (oder Membranpumpe), Filter, Umschaltventilen und Durchflussmesser ist in einem Schaltschrank montiert, die Gasanschlüsse sind als 6 mm Rohrverschraubungen ausgeführt. Die elektrischen Anschlüsse sind ebenfalls dort auf Klemmen gelegt.
Als Referenzgas kann Umgebungsluft oder Instrumentenluft verwendet werden.
In Verbindung mit dem Transmitter AMS 3220 ergibt sich die Möglichkeit der automatischen Kalibrierung aller AMS ZrO2-Messsonden in vorwählbaren Zeitabständen.
Alternativ zum getrennten Aufbau von Pneumatikeinheit und Transmitter können beide Systeme auch in einem gemeinsamen Schaltschrank installiert geliefert werden.
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Transmitter AMS 3220
Der Messumformer AMS 3220 ist die Versorgungs-, Steuer- und Auswerteeinheit für alle AMS ZrO2-Sonden. Sie ist eignungsgeprüft für die13. und 17.BImschV und die TA-Luft. Mehrere Gehäusevarianten sind lieferbar, auch für den Einsatz in der Ex-Zone 1.
Der Messbereich für Rauchgasanwendungen ist 0,1 Vol-% bis 25 Vol-% Sauerstoff und frei parametrierbar durch den Betreiber. Die Kalibriergrenzen werden dabei im Speicer der Elektronik entsprechend festgelegt.
Die Parametrierung des Messsystems und seine Bedienung erfolgen mit einer Funktions- und zwei Cursortasten, ein zweizeiliges Display zeigt den Messwert, die Eingabewerte bzw. die Bedienschritte im Klartext an. Die Parametrierebene ist nur über einen speziellen Servicemodus ist zugänglich.
Die Selbstüberwachung des Systems mit entsprechender Fehlermeldung am Display reduziert den Kontrollaufwand durch das Wartenpersonal erheblich.
Die Kalibrierpunkte und auch die Zuordnung der gewünschten Messbereichsgrenzen zu den Stromausgängen 0/4 - 20 mA können bequem an der Elektronikbaugruppe eingegeben werden.
Besonders wichtig für die Zuverlässigkeit der O2-Messung ist natürlich die Erkennung und Meldung von Fehlern während der Kalibrierung :
Die Stabilität des Messsignals während der Kalibrierung und die Plausibilität der ermittelten Korrekturgrößen werden von der Auswerteelektronik kontinuierlich geprüft.
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Einsatzbereiche der AMS ZrO2-Messsonden mit dem Transmitter AMS 3220
- TÜV Eignungsprüfung für 13. BImSchV, 17. BImSchV und TA-Luft (Bericht des TÜV Rheinland/Berlin-Brandenburg 936/807023/A v. 14-08-2000).
- TÜV-Zulassung nach Europäischer Richtlinie 2000/76/EG für Müllverbrennungsanlagen
- Automatische Kalibrierung aller AMS-Sonden in vorwählbaren Zeitabständen in Verbindung mit der Pneumatik-Einheit.
- Installation unserer Ex-Sonde AMS 3210/150 und der Elektronik AMS 3220 (in einem EEx-d-Gehäuse) in den Ex-Zonen 1 und 2.
- Das Wandgehäuse jetzt auch für die Schutzart IP 65 und in Ganzmetallausführung mit wesentlich verbesserter Wärmeableitung.
- Galvanische Trennung sowohl des Signaleinganges als auch der Heizung des Sensors, um Fremdspannungen fern zu halten.
- Zwei galvanisch getrennte Signalausgänge 0/4..20 mA als Standard.
- Serielle Schnittstelle RS232 als Standard.
- Verbesserter A/D-Wandler mit hoher Auflösung für durchgehende Sauerstoffmessungen, kontinuierlich von über 25 Vol-% bis weniger als 1 ppm.
- Softwarepaket zur Fernwartung über Ethernet oder Internet als Option.
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 Ferndiagnose und Fernwartung mit dem Transmitter AMS 3220
Messen, kalibrieren und warten - online in der Messwarte
Unabhängig vom Messort den Gerätezustand des Analysengerätes kontrollieren - Das neue Service-Tool für die Rauchgasanalyse mit dem Transmitter AMS 3220.
Das neue Service Tool ist in drei Ausbaustufen einsetzbar :
Die Grundausbaustufe ist das Tool für die Vor-Ort-Bedienung : Es ermöglicht die Bedienung des Transmitter mithilfe eines PC oder Laptop und zusätzlich den Sauerstoffmesswert auf dem PC-Bildschirm anzuzeigen. Das von AMS entwickelte Software-Programm läuft unter Windows XP, die Datenübertragung erfolgt über die RS232-Schnittstelle.
Der weitere Ausbau ermöglicht dann die Verbindung zum Intranet des Nutzers : Der Analysator wird mithilfe eines kommerziell erhältlichen RS232-Ethernet-Konverters in das interne IT-Netzwerk eingebunden. Die analytische Kontrolle sowie die Servicefunktionen für das Analysensystem können von einer Leitstelle aus erfolgen.
In der komfortablesten Version des Service Tools wird die Verbindung zum weltweiten http://www. hergestellt : Diese erweitert, mithilfe eines zusätzlichen Software-Programms, den Transmitter AMS 3220 zu einem osrtsunabhängigen Kontrollsystem. Ein kleines kommerzielles Programm - Team Viewer - ermöglicht es, den 'Bildschirm' des Service-PC auf den z.B. in einer Leitstelle oder zu AMS zu übertragen. Diagnosearbeiten am Analysengerät können somit zeitnah und ohne Reiseaufwand ausgeführt werden. Die IT-Sicherheit ist mittels ID's und Passwort gegeben, die beide für jeden Wartungsvorgang zu erneuern sind.
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Produktblatt
Zertifikate als PDF-Dateien
