Součástí sortimentu produktů společnosti
Siemens pro průmyslovou automatizaci jsou mimo jiné přístroje a zařízení pro analýzu plynů. V nabídce je široká škála přístrojů pracujících na odlišných principech měření s možností použít je v nejrůznějších průmyslových úlohách. Analyzátory plynů jsou stejně jako další produkty z oblasti přístrojů pro procesní výrobu součástí koncepce Plně integrované automatizace (
Totally Integrated Automation – TIA) společnosti Siemens.
V nabídce analyzátorů plynů jsou analzyátory řady 6 a Ultramat 23. Všechny v současnosti dodávané analyzátory plynů, které pracují na extraktivním principu obsahují snadno vyjímatelnou a čistitelnou kyvetu, minimum pohyblivých mechanických částí a vícevrstvé vyhodnocovací detektory. Tyto funkční vlastnosti společně s dobře čitelným displejem a intuitivním menu pro nastavování parametrů se vyznačují velkou spolehlivostí, minimálními požadavky na údržbu a pohodlnou obsluhou.
Ultramat 23
Přístrojem Ultramat 23 (obr. 1) lze měřit až čtyři komponenty současně – tři plyny aktivní k infračervenému záření a kyslík, který se měří elektrochemicky. Analyzátor Ultramat 23 je vhodný pro měření emisí v kotelnách a tepelných elektrárnách. Stejně jako všechny analyzátory značky Siemens obsahuje minimum pohybujících se prvků. Jedinečnou vlastností tohoto analyzátoru je funkce autokalibrace okolním vzduchem v časových intervalech, které si volí uživatel podle požadavků
daného provozu z rozsahu 0 až 24 hodin. Při autokalibraci se kontroluje nastavení nulového bodu a koriguje se zesílení. Mezní hodnoty jsou automaticky hlídány.
Analyzátory Ultramat, Oxymat, Calomat, Fidamat a LDS řady 6
Typová řada 6 obsahuje mnoho přístrojů pracujících na různých principech měření: Ultramat 6 pracuje na principu infračervené spektroskopie, Oxymat 6 a 61 měří obsah kyslíku na základě jeho paramagnetismu, Oxymat 64 pomocí článku ZrO2, Ultramat 6/Oxymat 6 je kombinovaný přístroj, Calomat 62 pracuje na teplotně-vodivostním principu, Fidamat 6 je plamenoionizační analyzátor a LDS 6 je laserový analyzátor pro analýzy in-situ.
Základní vlastností všech typů přístrojů této řady je shodnost displejů a ovládacích tlačítek na panelu. V praxi to znamená, že po zvládnutí postupu nastavování parametrů u jednoho přístroje uživatel umí nastavit také ostatní přístroje. Vzhledem k tomu, že ovládací menu je intuitivní, uživatel pro obsluhu přístrojů řady 6 vlastně nepotřebuje návod. Čelní panel všech přístrojů je na první pohled stejný, pouze nápis vpravo dole informuje o tom, o jaký přístroj jde.
Ultramat 6
Analyzátor Ultramat 6 (obr. 2) pracuje na principu infračervené spektroskopie. Lze jím měřit všechna média, která jsou aktivní k infračervenému záření. Přístroj se dodává v provedení určeném pro montáž do rámu rozváděče o velikosti 19" nebo plně zakrytovaný, určený do provozních podmínek. Přístroj do rámu lze dodat jako dvoukanálový s možností měřit až tři komponenty současně. Přístroj v odolném provozním provedení má plynotěsně oddělenou analytickou a elektronickou část. Tato konstrukce dovoluje použít ho (po doplnění přídavnými ochranami) v prostředí s nebezpečím výbuchu.
Velké selektivity měření se dosahuje použitím dvouvrstvého detektoru a optického kopleru. Analyzátorem lze měřit i při malých koncentracích (jednotky ppm). Současně je možné měřit i složité směsi plynů. Komponenty trasy měřeného plynu mohou být vyrobeny i z materiálů odolných proti korozi; přístrojem je pak možné měřit plyny s korozivními účinky. K dispozici je i vyhřívaná verze analyzátoru. Poměr mezi minimálním a maximálním měřicím rozsahem je 1 : 10 a analyzátor má čtyři automaticky přepínatelné měřicí rozsahy.
Kromě standardního provedení je možné dodat zákaznické verze pro zvláštní úlohy.
Oxymat 6
Oxymat 6 (obr. 3) je přístroj určený k měření koncentrace kyslíku paramagnetickou metodou. Stejně jako Ultramat 6 se dodává v provedení k montáži do rámu i zakrytovaný do provozních podmínek. Má čtyři automaticky přepínatelné měřicí rozsahy, přičemž nejmenší měřicí rozsah je 0 až 0,5 % nebo 99,5 až 100 % (měření při horní hranici se dosahuje potlačením nuly). Výstupní signál je v celém rozsahu lineární. Komponenty trasy měřeného plynu lze dodat v provedení z titanu nebo hasteloye 22, měřicí komora je z korozivzdorné oceli nebo tantalu. Volitelně se přístroj dodává s vyhříváním trasy měřeného plynu. Vzhledem k tomu, že vyhodnocovací člen nepřichází do kontaktu s měřeným plynem, lze přístroj použít i k měření obsahu kyslíku v agresivních plynech. Díky malému objemu měřicí komory je doba reakce pouze pět sekund.
Oxymat 61
Oxymat 61 je zjednodušená varianta předchozího přístroje. Nejmenší měřicí rozsah je 2 %. Součásti trasy měřeného plynu i měřicí komora jsou z korozivzdorné oceli. Oxymat 61 je k dispozici pouze v provedení k montáži do rámu. Lze jej dodat i s vnitřní pumpou.
Přístroj se vyznačuje příznivým poměrem ceny k výkonu, a je proto vhodný pro běžné, nenáročné úlohy.
Oxymat 64
Oxymat 64 je nejmladší přístroj z produktové skupiny Oxymat. Měří pomocí senzoru ze ZrO2 v podobě trubičkové membrány. Existují dva typy senzorů, katalyticky aktivní a katalyticky inaktivní. Vhodný typ se vybírá podle druhu doprovodných plynů. Minimální měřicí rozsah je 0 až 10 ppm a maximální měřicí rozsah 0 až 99999 ppm v. Přístroj se dodává v provedení k montáži do rámu o velikosti 19".
Lze jej použít při výrobě technických plynů (měření v N2 a CO2), při svařování legovaných ocelí, v zařízeních pro destilaci vzduchu, v metalurgii, v potravinářství (měření v atmosféře CO2) a v chemickém průmyslu.
Ultramat 6/Oxymat 6
Ultramat 6/Oxymat 6 je kombinovaný přístroj. V jedné skříni, určené k montáži do rámu, jsou dva analyzátory řízené jednou elektronikou. Omezením je, že pro infračervenou spektroskopii lze použít pouze jeden kanál, a proto je možné měřit přítomnost pouze dvou vybraných aktivních plynů. Ostatní jeho parametry se shodují s parametry samostatných přístrojů.
Calomat 6
Calomat 6 je extraktivní analyzátor, jehož princip měření je založen na detekci rozdílné tepelné vodivosti plynů. Vychází se ze skutečnosti, že teplotní vodivost H2 a He je výrazně vyšší než u ostatních plynů.
Konstrukce přístroje zaručuje dobu reakce v řádu jednotek sekund. Další předností tohoto přístroje je použití stejného hardwaru pro různé měřené komponenty – změna měřené komponenty či rozsahu se řeší pouze změnou softwaru. Přístroj se dodává v provedení pro zabudování do rámu o velikosti 19" nebo jako zakrytovaný, určený do provozních podmínek.
Využívá se pro kontrolu čistoty plynů (0 až 1 % H2 v Ar), kontrolu ochranné atmosféry (0 až 2 % He v N2), při výrobě plynů, v chemické výrobě (0 až 2 % H2 v NH3, 50 až 70 % H2 v N2), při zplyňování dřeva, pro měření konvertorových a kychtových plynů v metalurgii a v dalších speciálních úlohách. Zajímavostí je možnost analyzátor využít pro kontrolu vodíkového chlazení turbogenerátorů. Ve všech zmíněných úlohách lze přístroj použít pouze za předpokladu, že se měří v prostředí bez korozivních plynů.
Calomat 62
Princip měření přístrojem Calomat 62 je stejný jako u přístroje Calomat 6, rozdíl mezi nimi je jen v tom, že tento přístroj byl vyvinut pro měření směsí korozivních plynů. Provedení určené k montáži do rámu o velikosti 19" má součásti trasy plynu z korozivzdorné oceli, součásti trasy plynu přístroje určeného do provozních podmínek mohou být, kromě provedení s korozivzdornou ocelí, vyrobeny z materiálu Hastelloy 22. Toto provedení má také vzduchotěsně oddělenou analytickou a elektronickou část.
Přístrojem Calomat 62 lze standardně měřit H2 v N2; NH3 v N2; SO2 ve vzduchu, H2 v Cl2; H2 v HCl; Cl2 ve vzduchu; Cl2 v HCl a HCl ve vzduchu. Existuje rovněž možnost vytvořit zákaznickou variantu přístroje.
Fidamat 6
Fidamat 6 je plamenoionizační analyzátor určený ke stanovení celkového množství uhlovodíků v měřeném plynu. Na obr. 4 je naznačeno principiální schéma činnosti přístroje.
Fidamat 6 je dodáván v provedení k montáži do rámu o velikosti 19". Součástí dodávky není zařízení pro úpravu spalovacího vzduchu.
LDS 6
LDS 6 je laserový analyzátor pro práci in-situ. Jednou elektronikou lze měřit až ve třech kanálech. Každý měřicí kanál je tvořen párem senzorů (vysílačem a přijímačem), které jsou spojeny kabelem, a celý pár je spojen hybridním kabelem s vyhodnocovací jednotkou (obr. 5).
Měřicí metoda je vysoce selektivní, protože při ní nevznikají žádná rušení z důvodu křížové interference. Konstrukce přístroje umožňuje pro měření všech komponent s výjimkou O2 použít stejné páry senzorů.
K přednostem přístroje patří nenáročná¨instalace, minimální náklady na údržbu (životnost laserové diody je 50 000 h), robustní montážní komponenty, velká časová stabilita, průběžná kalibrace a možnost použití v prašném prostředí. Měřené komponenty jsou O2 (lze kombinovat s měřením teploty), NH3, NH3/H2O, HCl, HCl/H2O, HF, HF/H2O; CO; CO/CO2; CO2 a H2O. Přístroj lze použít k měření emisí, optimalizaci spalování, řízení chemických procesů, v zařízeních DeNOx, pro optimalizaci provozu filtrů a hlídání koncentrací nebezpečných látek. Kromě těchto standardních úloh je LDS 6 možné použít také v zákaznických úlohách. Po vyplnění dotazníku se specifikací teploty, směsi měřených plynů, obsahu H2O a tlaku v místě měření se ve spolupráci s technickou podporou společnosti Siemens určí přesné parametry přístroje.
Provozní chromatografy
Společnost Siemens patří k nejvýznamnějším světovým dodavatelům provozních (procesních) chromatografů. Protože problematika chromatografie je velmi obsáhlá a specifická a každý chromatograf je vyráběn podle precizní specifikace měření, budou zde jen v krátkosti zmíněny základní typy, které jsou v nabídce.
Maxum edition II
Maxum edition II je univerzální přístroj s rozsáhlou možností konfigurace pro optimální řešení jednotlivých zadání. K dispozici je velký počet typů detektorů a ventilů.
Přístroj má výkonný software, rozsáhlé možnosti zapojení do datových sítí, velký výběr vstupů a výstupů i rozhraní a rozsáhlou databanku vzorových úloh. Uživatelé přístroje jistě ocení také možnost konzultace s početným a zkušeným technickým týmem pro celosvětovou podporu.
MicroSAM
MicroSAM (obr. 6) je miniaturní provozní chromatograf ve skříni s pevným závěrem pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu. Všechny analytické komponenty jsou jako mikrosystém koncentrovány na velmi malém prostoru. Toto řešení dovoluje přístroj instalovat přímo v provozní části technologie.
Použití provozních chromatografů řady MicroSAM redukuje požadavky na činnost laboratoří a investiční požadavky na vybavení potřebných prostor. Omezené jsou i požadavky na údržbu a spotřeba energie a plynů je nízká. Koncepce přístroje MicroSAM je modulární – opravu lze vykonat výměnou nefunkčního modulu.
Sitrans CV
Sitrans CV je nový chromatograf vycházející z koncepce MicroSAM. Byl vyvinut speciálně pro analýzu zemního plynu. Koncepce přístroje umožňuje rychle a precizně stanovit horní i dolní meze výhřevnosti, normovanou hustotu a Wobbeho číslo podle ISO 6976, to vše bez velkých nákladů.
Ing. Milan Havlík, Siemens, s. r. o.
Obr. 1. Analyzátor Ultramat 23, vhodný např. pro měření emisí v kotelnách a tepelných elektrárnách
Obr. 2. Ultramat 6 pro měření všech médií, která jsou aktivní k infračervenému záření
Obr. 3. Oxymat 6 je přístroj k měření koncentrace kyslíku paramagnetickou metodou
Obr. 4. Principiální schéma činnosti přístroje Fidamat 6
Obr. 5. Blokový diagram laserového analyzátoru LDS 6 (1 – absorpční spektrum měřicího kanálu, 2 – nulové spektrum, 3 – referenční absorpční spektrum)
Obr. 6. MicroSAM, miniaturní provozní chromatograf ve skříni s pevným závěrem pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu