Ein Siemens-OXYMAT-Analysator überwacht den Sauerstoffgehalt einer industriellen Prozessgasleitung. Während der Inbetriebnahme werden Messbereich, Nullpunkt und Kalibrierung eingestellt. Obwohl der Analysator ordnungsgemäß arbeitet, zeigen sich anschließend ungewöhnliche Messwertabweichungen.
Bei der Fehlersuche stellt sich heraus, dass zwar das richtige Kalibriergas verwendet wurde, das angeschlossene Referenzgas jedoch nicht zur vorgesehenen Messaufgabe passt.
Bei paramagnetischen OXYMAT-Analysatoren ist das Referenzgas ein wesentlicher Bestandteil des Messprinzips. Seine Sauerstoffkonzentration bestimmt den physikalischen Bezugspunkt der Messung. Auch Gasreinheit, Versorgungsdruck und Gasführung beeinflussen die Messqualität.
Je nach Geräteausführung kommen Stickstoff, Luft oder Sauerstoff als Vergleichsgas infrage. Eine pauschale Empfehlung für sämtliche OXYMAT-Modelle ist deshalb nicht möglich.
Dieser Beitrag erklärt die Auswahl des geeigneten Referenzgases, die Anforderungen an die Versorgung und die Unterschiede zwischen OXYMAT 7, OXYMAT 6, OXYMAT 61 und OXYMAT 64.
Inhaltsverzeichnis
- Messaufgabe und typische Referenzgasfehler
- Paramagnetisches OXYMAT-Messprinzip
- Referenzgas und Kalibriergas unterscheiden
- Stickstoff, Luft oder Sauerstoff auswählen
- Physikalischen Nullpunkt richtig festlegen
- Referenzgas an den Messbereich anpassen
- Gasreinheit und Verunreinigungen bewerten
- Praxisbeispiel: Konzentration, Druck und Verbrauch
- Referenzgasversorgung planen
- Vergleichsgasdruck korrekt einstellen
- Durchfluss und Gasverbrauch berücksichtigen
- Gasleitungen und Druckminderer auswählen
- Umgebungsluft als Referenzgas verwenden
- Messgasaufbereitung und Gaszusammensetzung
- Nullpunkt und Empfindlichkeit kalibrieren
- Referenzgasüberwachung und Diagnose
- Messwertausgänge und Schnittstellen
- Explosionsschutz und Sauerstoffsicherheit
- Unterschiede der OXYMAT-Baureihen
- Prüf- und Inbetriebnahmeablauf
- Typische Fehler und Diagnose
- Passende Siemens-Produkte bei ICS
- Fazit
- Häufig gestellte Fragen
1. Messaufgabe und typische Referenzgasfehler
OXYMAT-Analysatoren werden beispielsweise zur Überwachung von Sauerstoff in Verbrennungsanlagen, technischen Gasen und chemischen Prozessen eingesetzt.
Die Referenzgaswahl hängt insbesondere von der erwarteten Sauerstoffkonzentration, der erforderlichen Messspanne und der Geräteausführung ab.
Typische Fehler entstehen durch eine ungeeignete Gassorte, unzureichende Reinheit, schwankenden Versorgungsdruck oder eine falsch konfigurierte Kalibrierung.
2. Paramagnetisches OXYMAT-Messprinzip
Sauerstoff ist paramagnetisch und wird in einem inhomogenen Magnetfeld in Richtung höherer Feldstärke beeinflusst.
Die paramagnetischen OXYMAT-Geräte nutzen das Wechseldruckverfahren. Messgas und Vergleichsgas mit unterschiedlicher Sauerstoffkonzentration erzeugen einen entsprechenden Messeffekt, der durch einen Mikroströmungsfühler ausgewertet wird.
Der Mikroströmungsfühler liegt im Vergleichsgasweg und kommt deshalb nicht unmittelbar mit dem Prozessmessgas in Kontakt.
3. Referenzgas und Kalibriergas unterscheiden
Das Referenzgas, bei Siemens auch Vergleichsgas genannt, wird dem Analysator während des Messbetriebs als definierte Gasatmosphäre zugeführt.
Das Kalibriergas dient dagegen dazu, einen bekannten Sauerstoffwert am Messgaseingang bereitzustellen und damit die Messkennlinie zu überprüfen beziehungsweise einzustellen.
Ein Gerät kann deshalb gleichzeitig ein Referenzgas und ein Kalibriergas unterschiedlicher Zusammensetzung benötigen.
4. Stickstoff, Luft oder Sauerstoff auswählen
Bei den paramagnetischen OXYMAT-Ausführungen richtet sich das geeignete Vergleichsgas nach dem vorgesehenen physikalischen Nullpunkt.
| Messaufgabe | Typisches Referenzgas | Physikalischer Bezugspunkt |
|---|---|---|
| Niedrige O₂-Konzentrationen ab 0 Vol.-% | Stickstoff (N₂) | Nahe 0 Vol.-% O₂ |
| Messung im Bereich der Umgebungsluft | Luft | Etwa 20,95 Vol.-% O₂ |
| Hohe Sauerstoffkonzentrationen bis 100 Vol.-% | Sauerstoff (O₂) | Nahe 100 Vol.-% O₂ |
| Sondermessbereiche mit unterdrücktem Nullpunkt | Abhängig von Messspanne und Geräteausführung | Nach zulässiger Referenzgaskonfiguration |
Diese Übersicht beschreibt die grundsätzliche Auswahl. Für die endgültige Festlegung sind die Betriebsanleitung und Bestellvariante des jeweiligen OXYMAT-Geräts maßgeblich.
5. Physikalischen Nullpunkt richtig festlegen
Der physikalische Nullpunkt entspricht bei diesem Messverfahren der Sauerstoffkonzentration des Referenzgases.
Wird Stickstoff mit vernachlässigbarem Sauerstoffanteil verwendet, liegt dieser Bezugspunkt nahe 0 Vol.-% O₂. Mit Luft liegt er ungefähr bei 20,95 Vol.-%, mit ausreichend reinem Sauerstoff nahe 100 Vol.-%.
Bei mehreren konfigurierten Messbereichen muss ein gemeinsamer geeigneter Bezugspunkt vorhanden sein. Siemens beschreibt für bestimmte Geräte ausdrücklich Bedingungen, unter denen der physikalische Nullpunkt auch außerhalb der kleinsten Messspanne liegen darf.
6. Referenzgas an den Messbereich anpassen
Bei einer Sauerstoffüberwachung von 0 bis 0,5 Vol.-% ist Stickstoff typischerweise die passende Referenzgaswahl.
Bei einer Reinheitsüberwachung von beispielsweise 99,5 bis 100 Vol.-% kann dagegen ausreichend reiner Sauerstoff sinnvoll sein.
Für den OXYMAT 61 nennt Siemens auch Anwendungen mit Luft als Referenzgas, bei denen der physikalische Nullpunkt außerhalb des aktiven Messbereichs liegt. Solche Sonderkonfigurationen erfordern die dafür vorgesehene Druckkorrektur.
Die Zulässigkeit muss anhand der gerätespezifischen Vorgaben geprüft werden; die Regeln unterschiedlicher OXYMAT-Generationen sind nicht ohne Weiteres austauschbar.
7. Gasreinheit und Verunreinigungen bewerten
Die Reinheit des Referenzgases muss zur geforderten Sauerstoffmessung passen.
Insbesondere bei kleinen Messspannen kann ein geringer und unbekannter Rest-Sauerstoffgehalt im Stickstoff den physikalischen Bezugspunkt beeinflussen.
Wichtig ist deshalb nicht nur eine allgemeine Reinheitsangabe wie 99,99 %, sondern bei anspruchsvollen Anwendungen auch der spezifizierte Sauerstoff-Restgehalt.
Feuchtigkeit, Fremdgase, Partikel und Undichtheiten müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
8. Praxisbeispiel: Konzentration, Druck und Verbrauch
Ein hypothetischer OXYMAT 7 soll Sauerstoff in einem Prozessgas mit einem Messbereich von 0 bis 0,5 Vol.-% erfassen.
Als Referenzgas ist Stickstoff vorgesehen.
8.1 Ausgangsdaten
- O₂-Messbereich: 0 bis 0,5 Vol.-%.
- Rest-Sauerstoffgehalt des angenommenen Stickstoffs: 40 ppmv.
- Angenommener Messgasdruck: 1.000 hPa absolut.
- Angenommener erforderlicher Druckunterschied: 2.000 hPa.
- Beispielhafter Referenzgasdurchfluss: 8 ml/min.
Alle Werte sind Berechnungsannahmen. Der tatsächliche Versorgungsdruck ist nach der konkreten Siemens-Geräteausführung festzulegen.
8.2 Restsauerstoff umrechnen
Für die Umrechnung gilt:
1 Vol.-% = 10.000 ppmv
Damit ergibt sich:
40 ppmv / 10.000 = 0,004 Vol.-% O₂
8.3 Verhältnis zur Messspanne
Die Messspanne beträgt 0,5 Vol.-%.
Der angenommene Sauerstoff-Restgehalt entspricht damit:
0,004 / 0,5 · 100 % = 0,8 % der Messspanne
Dieser Wert ist keine berechnete tatsächliche Geräteabweichung. Er veranschaulicht lediglich die Größenordnung der Referenzgasverunreinigung im Verhältnis zur Messspanne.
8.4 Referenzgasdruck
Für den angenommenen Druckunterschied gilt:
pReferenz,abs = pMessgas,abs + Δp
p = 1.000 hPa + 2.000 hPa
p = 3.000 hPa absolut
Das entspricht einem Referenzgasdruck von ungefähr 2 bar Überdruck gegenüber dem angenommenen Messgasdruck.
8.5 Referenzgasverbrauch
Bei einem hypothetischen Durchfluss von 8 ml/min ergibt sich:
V = 8 ml/min · 60 min/h · 24 h
V = 11.520 ml/Tag = 11,52 l/Tag
Für 30 Tage:
V = 11,52 · 30
V = 345,6 l
Die Mengen gelten bei einheitlicher Bezugstemperatur und einheitlichem Bezugsdruck der verwendeten Durchflussangaben. Sie sind keine garantierten Verbrauchswerte eines bestimmten Geräts.
8.6 Ergebnisübersicht
| Größe | Berechnung | Ergebnis |
|---|---|---|
| O₂-Messspanne | Angenommen | 0 bis 0,5 Vol.-% |
| Rest-O₂ im Stickstoff | Angenommen | 40 ppmv |
| Rest-O₂ in Vol.-% | 40 / 10.000 | 0,004 Vol.-% |
| Anteil an der Messspanne | 0,004 / 0,5 · 100 | 0,8 % |
| Messgasdruck | Angenommen | 1.000 hPa abs. |
| Druckunterschied | Angenommen | 2.000 hPa |
| Referenzgasdruck | 1.000 + 2.000 | 3.000 hPa abs. |
| Referenzgasdurchfluss | Angenommen | 8 ml/min |
| Verbrauch pro Tag | 8 · 60 · 24 | 11,52 l |
| Verbrauch in 30 Tagen | 11,52 · 30 | 345,6 l |
Das Beispiel zeigt, weshalb Reinheit, Druck und Verbrauch bereits bei der Planung der Referenzgasversorgung festgelegt werden sollten.
9. Referenzgasversorgung planen
Ein OXYMAT mit externer Vergleichsgasversorgung benötigt eine geeignete Gasquelle, einen passenden Druckminderer und eine saubere Verbindung zum Referenzgaseingang.
Bei gasflaschenbasierter Versorgung muss die verfügbare Gasmenge zur vorgesehenen Betriebszeit passen. Für längeren Dauerbetrieb können eine automatische Flaschenumschaltung oder eine geeignete zentrale Gasversorgung sinnvoll sein.
Die Gasversorgung muss die erforderliche Reinheit und den zulässigen Druck dauerhaft sicherstellen.
10. Vergleichsgasdruck korrekt einstellen
Der Vergleichsgasdruck darf nicht mit dem Gasflaschendruck verwechselt werden.
Siemens nennt für bestimmte OXYMAT-6-, OXYMAT-7- und OXYMAT-61-Ausführungen einen Referenzgas-Anschlussdruck von 2.000 bis 4.000 hPa über dem Messgasdruck bei einer maximalen absoluten Druckgrenze von 5.000 hPa.
Für bestimmte OXYMAT-7-Konfigurationen mit Referenzgasüberwachung beziehungsweise Feldgeräteausführung ist ein Differenzdruck von 2.000 ± 150 hPa vorgesehen.
Welcher Wert tatsächlich einzustellen ist, muss deshalb anhand der konkreten Gerätevariante und Betriebsanleitung geklärt werden.
11. Durchfluss und Gasverbrauch berücksichtigen
Bei entsprechenden paramagnetischen OXYMAT-Ausführungen wird der Referenzgasdurchfluss durch interne Drosseln bestimmt.
Siemens nennt beispielsweise ungefähr 5 bis 10 ml/min; bei bestimmten Ausführungen mit beströmtem Kompensationszweig kann der Verbrauch höher sein.
Der Versorgungsdruck muss die vorgesehene Durchströmung gewährleisten. Ein größerer Druck ist nicht automatisch eine Verbesserung der Messqualität.
12. Gasleitungen und Druckminderer auswählen
Referenzgasleitungen müssen für das verwendete Gas, den Versorgungsdruck und die erforderliche Reinheit geeignet sein.
Bei kleinen Messspannen sind insbesondere Dichtheit, geeignete Werkstoffe und ein geringer Eintrag von Umgebungsluft wichtig.
Druckminderer und Verbindungselemente müssen zur Gasart passen. Bei Sauerstoffversorgung gelten zusätzlich besondere Anforderungen an Werkstoffverträglichkeit, Sauberkeit und den Umgang mit sauerstoffführenden Komponenten.
13. Umgebungsluft als Referenzgas verwenden
Für geeignete OXYMAT-61-Ausführungen steht eine integrierte Referenzgaspumpe zur Verfügung, die Umgebungsluft zum Analysierteil fördert.
Die angesaugte Luft muss für die Messaufgabe ausreichend repräsentativ und frei von störenden Verunreinigungen sein.
Bei Schaltschrankeinbau muss die Ansaugluft entsprechend der Siemens-Anweisung von außerhalb des Schranks zugeführt werden.
Eine solche Pumpenlösung darf nicht pauschal auf jede OXYMAT-7- oder OXYMAT-6-Ausführung übertragen werden.
14. Messgasaufbereitung und Gaszusammensetzung
Die richtige Vergleichsgaswahl allein garantiert noch keine korrekte Sauerstoffmessung.
Das Messgas muss entsprechend den Geräteanforderungen aufbereitet werden. Partikel, Kondensat, ungeeignete Druckbedingungen und bestimmte Begleitgase können das Ergebnis beeinflussen.
Paramagnetische beziehungsweise diamagnetische Begleitgase können zu Nullpunktabweichungen führen. Siemens dokumentiert hierfür gerätespezifische Quergaseinflüsse und Korrekturmöglichkeiten.
15. Nullpunkt und Empfindlichkeit kalibrieren
Bei der Kalibrierung muss zwischen dem physikalischen Nullpunkt und der Einstellung der Empfindlichkeit unterschieden werden.
Ein paramagnetischer OXYMAT benötigt entsprechend der Messkonfiguration geeignete Prüfgase mit bekannten Sauerstoffkonzentrationen.
Die Kalibrierbedingungen müssen zur Referenzgaskonzentration und zum konfigurierten Messbereich passen.
Eine Referenzgasänderung ohne passende Anpassung und Prüfung der Kalibrierung kann zu falschen Messwerten führen.
16. Referenzgasüberwachung und Diagnose
Bestimmte OXYMAT-Gerätevarianten unterstützen eine Referenzgasdrucküberwachung.
Damit können entsprechende Versorgungsfehler erkannt werden. Ob diese Funktion vorhanden ist, hängt von der Geräteausführung ab.
Eine fehlende oder unzureichende Vergleichsgasversorgung darf bei kritischen Anwendungen nicht unbemerkt als gültige Sauerstoffmessung weiterverarbeitet werden.
Die Reaktion auf Messfehler ist entsprechend dem Überwachungs- beziehungsweise Sicherheitskonzept festzulegen.
17. Messwertausgänge und Schnittstellen
Siemens-OXYMAT-Geräte können je nach Baureihe und Konfiguration analoge Messwertausgänge sowie digitale Kommunikations- und Diagnosefunktionen besitzen.
Bei der Integration in SPS oder Leitsystem müssen Messbereich, Einheit, Statusmeldungen und Fehlerverhalten korrekt übernommen werden.
Ein gültig erscheinender Analogwert ersetzt nicht die Prüfung des Gerätestatus oder der Referenzgasversorgung.
18. Explosionsschutz und Sauerstoffsicherheit
Beim Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen gelten die Anforderungen der konkreten Geräte- und Zulassungsausführung.
Für den OXYMAT 7 im Ex-d-Feldgerät schreibt Siemens bei brennbaren Messgasen im explosionsgefährdeten Bereich Stickstoff als Referenzgas vor.
Die abweichenden Bedingungen anderer OXYMAT-Ausführungen dürfen nicht ungeprüft übernommen werden.
Außerdem sind die Gefährdungen durch Sauerstoffanreicherung, Stickstoffaustritt und mögliche sauerstoffarme Atmosphären zu berücksichtigen.
19. Unterschiede der OXYMAT-Baureihen
Die Gerätefamilien unterscheiden sich hinsichtlich Messprinzip, Messbereich und Referenzgasversorgung.
OXYMAT 7, OXYMAT 6 und OXYMAT 61 verwenden das paramagnetische Messverfahren. Der OXYMAT 64 arbeitet dagegen mit einem Zirkoniumdioxid-Sensor.
Beim OXYMAT 64 befindet sich die Referenzatmosphäre an der Außenseite des beheizten Sensorelements. Das Vergleichsgaskonzept lässt sich deshalb nicht unmittelbar mit dem paramagnetischen OXYMAT-Verfahren gleichsetzen.
20. Prüf- und Inbetriebnahmeablauf
Für eine nachvollziehbare Inbetriebnahme empfiehlt sich folgender Ablauf:
- OXYMAT-Baureihe und genaue Geräteausführung feststellen.
- Messbereich und gewünschte Messgenauigkeit festlegen.
- Geeignetes Referenzgas auswählen.
- Reinheit und Rest-Sauerstoffgehalt prüfen.
- Druckregler, Leitungen und Anschlüsse kontrollieren.
- Referenzgasdruck nach Geräteanleitung einstellen.
- Messgasversorgung und Gasaufbereitung prüfen.
- Physikalischen Nullpunkt und Kalibriergase festlegen.
- Nullpunkt- und Empfindlichkeitsprüfung durchführen.
- Messwert, Diagnose und Fehlerreaktion kontrollieren.
Die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen und die genaue Reihenfolge richten sich nach der Siemens-Betriebsanleitung und dem vorgesehenen Anlagenverfahren.
21. Typische Fehler und Diagnose
| Fehlerbild | Mögliche Ursache | Diagnose |
|---|---|---|
| Nullpunkt verschoben | Ungeeignetes oder verunreinigtes Referenzgas | Gasreinheit und Kalibrierung prüfen |
| Messwert driftet | Schwankender Versorgungsdruck oder andere Messbedingungen | Referenzgasdruck und Gasversorgung kontrollieren |
| Referenzgas-Störmeldung | Druck zu niedrig oder Versorgungsfehler | Flasche, Druckregler und Überwachung prüfen |
| Messwerte nach Flaschenwechsel anders | Abweichende Gasspezifikation oder Verunreinigung | Chargendaten und Gaszusammensetzung vergleichen |
| Probleme bei Schaltschrankeinbau | Ungeeignete Ansaugluft bei interner Referenzgaspumpe | Luftführung nach Herstelleranweisung prüfen |
| Unplausible Werte trotz korrekter Referenzgasversorgung | Quergaseinfluss, Messgasaufbereitung oder Kalibrierfehler | Vollständige Messkette untersuchen |
Die genannten Ursachen sind mögliche Diagnoseansätze und keine abschließenden Fehlernachweise.
22. Passende Siemens-Produkte bei ICS
ICS Schneider Messtechnik bietet verschiedene Siemens-Sauerstoffanalysatoren für industrielle Prozessgasaufgaben an.
22.1 SIPROCESS GA700 OXYMAT 7
Der OXYMAT 7 ist ein paramagnetisches Sauerstoffmessmodul der modularen GA700-Plattform.
Er bietet kleine Messspannen ab 0,5 Vol.-% O₂ sowie Messbereiche mit physikalisch unterdrücktem Nullpunkt bis nahe 100 Vol.-%.
Die richtige Auslegung erfordert insbesondere die Auswahl von Referenzgas, Druckbedingungen, Gasweg und Gehäuseausführung.
Siemens SIPROCESS GA700 OXYMAT 7 – Produktinformationen
22.2 Siemens OXYMAT 6
Der OXYMAT 6 arbeitet ebenfalls nach dem paramagnetischen Wechseldruckverfahren.
Er ist für anspruchsvolle Sauerstoffmessungen mit kleinen Messspannen sowie für hochkonzentrierte Sauerstoffgemische ausgelegt.
Je nach Messbereich und Ausführung kommen Stickstoff, Luft oder Sauerstoff als Vergleichsgas infrage.
Siemens OXYMAT 6 – Produktinformationen
22.3 Siemens OXYMAT 61
Der OXYMAT 61 ist ein paramagnetischer Sauerstoffanalysator für Standardanwendungen mit einem kleinsten Messbereich von 0 bis 2 Vol.-% O₂.
Besonders relevant ist die optionale integrierte Pumpe zur Vergleichsgasversorgung mit Umgebungsluft.
Die Siemens-Betriebsanleitung beschreibt für entsprechende externe Versorgungsvarianten auch Stickstoff, Sauerstoff beziehungsweise Luft unter definierten Bedingungen.
Siemens OXYMAT 61 – Produktinformationen
22.4 Siemens OXYMAT 64
Der OXYMAT 64 ist für Spurensauerstoffmessungen mit einem kleinsten Messbereich von 0 bis 10 ppm O₂ vorgesehen.
Er arbeitet mit einem beheizten Zirkoniumdioxid-Sensorelement und verwendet Umgebungsluft an der Außenseite des Sensors als Referenzatmosphäre.
Für seine Auswahl gelten deshalb andere Anforderungen als für die paramagnetischen OXYMAT-Modelle.
Siemens OXYMAT 64 – Produktinformationen
Für eine technische Anfrage sollten Messgaszusammensetzung, O₂-Messbereich, Umgebungs- und Prozessbedingungen, Referenzgasversorgung sowie erforderliche Schnittstellen bekannt sein.
Weitere Siemens-Produkte bei ICS Schneider Messtechnik
23. Fazit
Die richtige Referenzgaswahl ist eine wesentliche Voraussetzung für zuverlässige Sauerstoffmessungen mit paramagnetischen Siemens-OXYMAT-Analysatoren.
Stickstoff, Luft oder Sauerstoff müssen entsprechend der Messspanne, dem physikalischen Nullpunkt und der Geräteausführung ausgewählt werden.
Ebenso wichtig sind die Gasreinheit, ein stabiler Referenzgasdruck, geeignete Leitungen und eine passende Kalibrierung.
Besondere Vorsicht ist bei unterschiedlichen Gerätevarianten und Ex-Ausführungen erforderlich.
Entscheidend ist nicht nur die richtige Gasart: Erst die abgestimmte Kombination aus Konzentration, Reinheit, Versorgung und Parametrierung ermöglicht eine zuverlässige OXYMAT-Sauerstoffanalyse.
24. Häufig gestellte Fragen
24.1 Welches Referenzgas benötigt ein Siemens OXYMAT?
Bei paramagnetischen OXYMAT-Geräten kommen je nach Messbereich und Geräteausführung Stickstoff, Luft oder Sauerstoff infrage. Die konkrete Auswahl richtet sich nach dem physikalischen Nullpunkt und den Herstelleranforderungen.
24.2 Warum wird Stickstoff als Referenzgas verwendet?
Stickstoff besitzt bei ausreichender Reinheit eine sehr niedrige Sauerstoffkonzentration und eignet sich deshalb als physikalischer Bezugspunkt für viele niedrige O₂-Messbereiche.
24.3 Wann eignet sich Luft als Vergleichsgas?
Luft ist für geeignete Messungen um etwa 21 Vol.-% O₂ vorgesehen. Beim OXYMAT 61 kann dafür in entsprechender Ausführung eine interne Referenzgaspumpe verwendet werden.
24.4 Wann wird Sauerstoff als Referenzgas verwendet?
Sauerstoff kann für geeignete Reinheitsmessungen im hohen Konzentrationsbereich bis 100 Vol.-% eingesetzt werden. Die Geräteausführung muss für die entsprechende Versorgung geeignet sein.
24.5 Was ist der physikalische Nullpunkt?
Er ist bei diesem paramagnetischen Messverfahren durch die Sauerstoffkonzentration des Vergleichsgases festgelegt.
24.6 Ist Referenzgas dasselbe wie Kalibriergas?
Nein. Das Referenzgas bildet den physikalischen Messbezug. Ein Kalibriergas mit bekannter Konzentration dient zur Überprüfung beziehungsweise Einstellung der Messkennlinie.
24.7 Wie rein muss das Referenzgas sein?
Die Reinheit muss zur Messspanne und geforderten Messgenauigkeit passen. Bei niedrigen Sauerstoffmessbereichen ist insbesondere der tatsächliche Rest-O₂-Gehalt relevant.
24.8 Reicht Stickstoff mit 99,99 % Reinheit?
Nicht automatisch. Die allgemeine Reinheitsangabe beschreibt nicht zwingend den tatsächlichen Sauerstoff-Restgehalt. Dieser sollte für anspruchsvolle Messungen gesondert spezifiziert sein.
24.9 Welchen Referenzgasdruck benötigt der OXYMAT 7?
Der erforderliche Druck hängt von der Ausführung ab. Siemens nennt unter anderem einen Druckunterschied von 2.000 ± 150 hPa für entsprechende Konfigurationen. Die konkrete Betriebsanleitung ist maßgeblich.
24.10 Wie hoch ist der Referenzgasverbrauch?
Bei entsprechenden paramagnetischen Ausführungen nennt Siemens ungefähr 5 bis 10 ml/min. Varianten mit beströmtem Kompensationszweig können höhere Verbräuche aufweisen.
24.11 Kann man den Referenzgasdruck beliebig erhöhen?
Nein. Der Druck muss innerhalb der zulässigen Gerätewerte liegen. Ein höherer Druck verbessert nicht automatisch die Messgenauigkeit und kann die vorgesehenen Betriebsbedingungen überschreiten.
24.12 Kann Umgebungsluft aus dem Schaltschrank angesaugt werden?
Bei der OXYMAT-61-Ausführung mit interner Vergleichsgaspumpe schreibt Siemens vor, dass bei Schaltschrankeinbau die Ansaugluft von außerhalb des Schranks zugeführt wird.
24.13 Was passiert bei fehlendem Referenzgas?
Die Messfunktion kann beeinträchtigt sein. Je nach Geräteausführung kann eine vorhandene Vergleichsgasüberwachung eine entsprechende Störung erkennen.
24.14 Warum driftet der Sauerstoffmesswert?
Mögliche Ursachen sind Änderungen der Referenzgasqualität, schwankender Druck, Messgasbedingungen, Querempfindlichkeiten oder Kalibrierabweichungen.
24.15 Darf beim OXYMAT 7 im Ex-Bereich Sauerstoff als Referenzgas verwendet werden?
Für das Ex-d-Feldgerät bei brennbaren Messgasen im explosionsgefährdeten Bereich schreibt Siemens Stickstoff als Referenzgas vor. Die konkrete Zulassungsausführung muss berücksichtigt werden.
24.16 Welchen Unterschied gibt es zwischen OXYMAT 7 und OXYMAT 61?
Beide arbeiten paramagnetisch. Der OXYMAT 7 bietet unter anderem kleinere Messspannen ab 0,5 Vol.-%, während der OXYMAT 61 mit einem kleinsten Messbereich von 0 bis 2 Vol.-% für Standardanwendungen vorgesehen ist.
24.17 Benötigt der OXYMAT 64 dasselbe Referenzgas?
Nein. Der OXYMAT 64 verwendet einen Zirkoniumdioxid-Sensor mit Umgebungsluft als Referenzatmosphäre an der Außenseite des Sensorelements. Das Messprinzip unterscheidet sich von den paramagnetischen Modellen.
24.18 Welche Angaben benötigt ICS für die Geräteauswahl?
Benötigt werden insbesondere OXYMAT-Baureihe, Sauerstoffmessbereich, Messgaszusammensetzung, Druck und Temperatur, verfügbare Referenzgasversorgung, erforderliche Reinheit sowie die gewünschte Geräte- und Schnittstellenausführung.