Bedienungsanleitung - SICOM - Prozeß
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1. 24 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung h af Sauerstoff Analysator BA 4510 A mEUHLHER TECHNOLOGIES Usg mV 0 049606 T K lg 20 93 Vol O2 Oel Se un Wenn an der Messelektrode ein Gas mit berwiegend reduzierenden Komponenten vorliegt verschwinden die chemischen Standardpotentiale bei der Ableitung der Zellspannungsgleichung nicht Man erh lt dann eine NERNSTsche Gleichung f r Reaktionszellen mit konzentrationsunabh ngigen Giliedern beispielsweise f r Zellen mit Wasserstoff Wasserdampf und Luft Elektrode die von 400 bis 1000 C g ltige Gleichung Uea H2 H20 Luft mV 1280 6 0 3165 0 0992 lg p H gt O p Ha T K 1 Bei verschiedenen technischen Prozessen interessiert der Quotient Q p H gt O op H gt den man mit dieser Gleichung berechnen kann Wenn die Messelektrode den negativen Pol der Zelle bildet gibt man der Zellspannung ein negatives Vorzeichen Die Abh ngigkeit der Gleichgewichtszellspannung von A von der Sauerstoffkonzentration und von einem CH berschuss bei Methanverbrennung zeigt das nachfolgende Diagramm 70 60 50 40 30 20 105 unverbrannter Anteil des eingesetzten CH os 10 10 10101 234 5 6 7Vol 0 Ta a a a nn nn 00 ee Mi am Eg pre aa eae aee a a ms Usa MV eer oa a a ze ee zz 0 04 05 06 0 7 08 09 10 11 12 13 14 15 1 6 Die oben in Gleichungen und im Diagramm dargestellten Zellspannungen gelt2. Hiermit erkl ren wir dass die nachfolgenden Produkte den wesentlichen Anforderungen der folgenden Richtlinien in ihrer aktuellen Fassung entsprechen Richtlinie 73 23 EWG ber elektrische Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen Richtlinie 89 336 EWG ber die elektromagnetische Vertr glichkeit Herewith we declare that the following products correspond to the essential requirements of Directive 73 23 EWG about electrical equipment for use with certain limits of voltage Directive 89 336 EWG about electromagnetic compatibility Produkt product Sauerstoffanalysator Oxygen analyser Typ type BA 4510 Zur Beurteilung der Konformit t wurden folgende harmonisierte Normen in der aktuellen Fassung herangezogen The following harmonized standards in actual revision have been used e EN 61000 6 3 Elektromagnetische Vert glichkeit Fachgrundnorm St raussendung Wohnbereich Gesch fts und Gewerbebereich Kleinbetriebe e EN 61000 6 2 Elektromagnetische St rfestigkeit Fachgrundnorm St rfestigkeit Industriebereich e EN 61000 3 2 Elektromagnetische Vertr glichkeit Grenzwerte f r Oberschwingungsstr me e EN 61000 3 3 Elektromagnetische Vertr glichkeit Grenzwerte Begrenzung von Spannungs nderungen Spannungsschwankungen und Flicker e EN 61010 1 Sicherheitsbestimmungen f r elektrische Mess Steuer Regel und Laborger te Ratingen den 23 04 2007 G R Biller Stefan Esch
3. r den Netzanschluss vorzusehen e Inder N he des Aufstellungsortes d rfen sich keine W rmequellen oder Ger te befinden die starke Magnetfelder erzeugen z B Elektromotoren Transformatoren e Die Betriebslage des BA 4510 ist horizontal W rmestau Sch den am Ger t durch ungen gende Luftzirkulation Stellen das Ger t immer waagerecht auf Eine senkrechte Aufstellung ist wegen m glicher Sch den am Ger t durch W rmestau nicht zul ssig Eindringen von Fl ssigkeit Das Eindringen von Fl ssigkeiten in das SGM kann zu schweren Be sch digungen bis hin zur vollst ndigen Zerst rung des Messger tes f hren Keine mit Fl ssigkeiten gef llte Gegenst nde auf oder in unmittelbarer N he des BA 4510 aufstellen 5 2 Herstellen der Betriebsbereitschaft Beim Transport aus kalter Umgebung zum Einsatzort mit h herer Umgebungstemperatur oder Luftfeuchtigkeit ist vor dem Einschalten des SGM eine Wartezeit von mindestens zwei Stunden zum Temperaturausgleich zu ber cksichtigen gt BA 4510 am gew nschten Ort aufstellen s Kapitel 5 1 gt Leitungsverbindungen von der Messstelle zu den Anschl ssen f r Gasein und austritt herstellen Auf Dichtheit der Leitungsverbindungen achten gt Bei Notwendigkeit einer Druckbegrenzung einen Druckregler mit einem Nadelventil vom Hersteller des SGM7 lieferbar vor dem Gaseintritt installieren gt Wenn das Messgas Wasserdampf enth lt der in den kalten Anschlussleit
4. F 9 6485 10 C mol ZF po Messgas 2 Wertigkeit der beteiligten lonen Po Lufi Partialdruck des Sauerstoffes an der Bezugselektrode in trockener Luft in Pa Po messgas Partialdruck des Sauerstoffes an der Messelektrode im Messgas in Pa Der BA 4510 enth lt einen Sensor der die Oxidionenleitf higkeit von Keramik aus Zirkoniumdioxid mit stabilisierenden Zus tzen nutzt Die Oxidionenleitf higkeit von Zirkoniumdioxid steigt exponentiell mit der Temperatur an und erreicht oberhalb von 600 C gen gend gro e Werte Der keramische Oxidionenleiter wird als gasdichtes Rohr eingesetzt durch das ein zu messendes Gas hindurchgeleitet wird Das Keramikrohr befindet sich axialsymmetrisch in einem thermisch gut isolierten elektrischen Ofen Die Elektroden der galvanischen Messzelle sind aus Platin hergestellt Die Elektrode auf der Au enseite des Rohres umgeben von trockener Luft dient als Bezugselektrode mit konstantem bekanntem Elektrodenpotential Unter der Voraussetzung dass die Gesamtdr cke der Gase an beiden Elektroden in etwa gleich gro sind kann man mit Volumenkonzentrationen anstelle der Partialdr cke rechnen Damit ergibt sich nach Einsetzen der Zahlenwerte f r die Konstanten in Gleichung I folgende Bestimmungsgleichung f r die Sauerstoffkonzentration Dabei ist an Po messgas Dauerstoffkonzentration im Messgas in Vol Po wa P 2 Lu e i I U Potentialdifferenz in mV 46 42 Po Messgas Z 20 64 e r p Messtempe
5. Messgases 244404440n0nnnnnnnnnennnnnnnnenne nn 14 6 1 3 Messwert berwachung uus044224400002000nneRnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nenn 14 6 1 4 Status Fehlermeldungen 00222240000000000n0onnnnnnnn nn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnen nn 14 9 2 Framer nennen E EE A 15 6 2 1 Einstellbare Parameter a uud 15 622 PIOSFATMIERDENIE ee hen ua are E 16 9 9 FADO nee een rennen eat 18 69 1 NEIGSSKalDESrEN dee 18 6 3 2 Bereichsgaskalibrierung 2200020000000000n0nnnnnnn nennen nnnnnnnnnnnnn nennen nnnnnnnnnnnnnnnn nenne 19 7 Wartung und Lagerung seen issue AEE 20 7 1 Lagar een ea a E ee ee 20 7 2 Allgemeine Hinweise uu 22s0022000000n0nnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnn nennen nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennennnnne 20 7 3 Auswechseln der Ger tesicherung 2uu0ss00200000000eennnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnne nennen 20 8 Fehlersuche und BESEIHQUNd nsa een een 21 9 instandsetzung und Entsorgung een 22 Ill FASO U ernennen E 22 TO AND A ee EE E E E A E 22 10 1 Grundlagen der Anwendung potentiometrischer ZrO Festelektrolytsensoren bei der optimalen F hrung von Verbrennungsprozessen uensessssnnennnennnnnnnennennnnennnnnnnnnnnn nennen een 22 10 2 Montageanleitung Swagelok Rohrverschraubungen uunnsesanaenennnnenennnnnnnnennnnnnnnennnenennennnnnn 26 10 3 Aktivkohlefilter Beschreibung und Anwendungshinweise
6. bei Verwendung in Explosionsgef hrdeten Bereichen Schwere oder t dliche Verletzungen erhebliche Sachsch den Die Verwendung des Ger tes in explosionsgef hrdeten R umen und das Einleiten von explosiven Gasgemischen Halogenen in hoher Konzentration und schwefelhaltigen Gasen z B SO3 gt ist nicht zul ssig 2 Wichtige Hinweise 2 1 Allgemeine Gefahrenhinweise Bitte berpr fen Sie vor Einbau des Ger tes ob die genannten technischen Daten den Anwendungs parametern entsprechen berpr fen Sie ebenfalls ob alle zum Lieferumfang geh renden Teile vollst ndig vorhanden sind Der Einsatz der Ger te ist nur zul ssig wenn das Produkt unter den in der Bedienungs und Installationsanleitung beschriebenen Bedingungen dem Einsatz gem Typenschild und f r Anwendungen f r die es vorgesehen ist verwendet wird die im Datenblatt und der Anleitung angegebenen Grenzwerte eingehalten werden berwachungsvorrichtungen Schutzvorrichtung korrekt angeschlossen sind die Service und Reparaturarbeiten die nicht in dieser Anleitung beschrieben sind von B hler Technologies GmbH durchgef hrt werden Originalersatzteile verwendet werden Diese Bedienungsanleitung ist Teil des Betriebsmittels Der Hersteller beh lt sich das Recht vor die Leistungs die Spezifikations oder die Auslegungsdaten ohne Vorank ndigung zu ndern Bewahren Sie die Anleitung f r den sp teren Gebrauch auf BD550013 03 2007 Art Nr
7. ergibt sich dann z B f r reines Oktan bei genau st chiometrischem Umsatz der Wert 15 3 F r die Verbrennung eines Kohlenwasserstoffs in Motorkraftstoff Erdgas Fl ssiggas mit der Bruttoformel C Hm erh lt man bei vollst ndiger Verbrennung im Sauerstoff berschuss mit die Reaktionsgleichung CnHm n m 4 O2 gt n CO m 2 Ho 1 n m 4 O Bei Verbrennungen mit zu wenig Luft Sauerstoffmangel entsteht aus allen organischen Stoffen bei gen gend hoher Temperatur und n tigenfalls mit Katalysatoren zur Herbeif hrung von totalem Gasgleichgewicht im wesentlichen eine Mischung von Stickstoff und Wasserstoff Wasserdampf Kohlenmonoxid und Kohlendioxid dem sog Wassergas es l sst sich aus Kohle und Wasser produzieren Die Reaktionsgleichung f r Ums tze bei Sauerstoffmangel l sst sich nicht nur mit n und m formulieren Vielmehr gilt CnHm 1 a 2 n 1 b m 4 O2 1 a n CO a n CO 1 b m 2 H20 b m 2H wobei a und b durch und die Lage des temperaturabh ngigen Wassergasgleichgewichts CO H O CO Ha bestimmte Gr en sind Die Gaspotentiometrie mit Festelektrolytzellen liefert zun chst nur die Sauerstoffkonzentration g O in den jeweiligen Messgasen Gew nscht wird aber h ufig die Bestimmung von X F r dessen Berechnung lassen sich folgende Gleichungen ableiten gt 14V _ _ o V o doo An al 0 5 t 0 5 j Aa 1 2V PO PO O un Ke Ky Die
8. ist so zu w hlen dass eine eventuelle Str hnenbildung am Absaugort ausgeschlossen werden kann Der Transportweg des Messgases bis zur Messzelle ist so kurz wie m glich zu gestalten um eine Verlagerung des chemischen Gleichgewichtes auf dem Transportweg weitestgehend auszuschlie en Alle Gaszuleitungen und ableitungen m ssen absolut dicht sein Bei der Messung von Sauerstoffkonzentrationen lt 1000 ppm ist der Einsatz von Edelstahlrohrleitungen notwendig Enth lt das Messgas reduzierende Bestandteile z B Alkohole kann die Konzentration des freien Sauerstoffes nicht bestimmt werden da an der Elektrode chemische Reaktionen ablaufen In solchen F llen ist es zweckm ig das Messgas vor dem Gaseintritt durch einen Aktivkohlefilter zu leiten 4 Aufbau des BA 4510 4 1 Prinzipieller Ger teaufbau 4 1 1 Allgemeine bersicht Das Ger t ist in einer transportablen kompakten Laborausf hrung lieferbar Die prinzipielle Struktur der Ger te zeigt Abbildung 1 Druckminderer Nadelventil optional Gaseintritt Gasaustitt Durchflussmesser Auswerteelektronik mit Display Abbildung 1 Prinzipieller Ger teaufbau Ger tebaugruppen Das Messgas wird mit geringem berdruck in die Messzelle gedr ckt bzw in der Ausf hrung mit Pumpe durch die Messzelle gesaugt Zur Regulierung der Durchflussmenge k nnen ein Nadelventil und oder ein Druckminderer vor dem Gaseintritt installiert werden Bei der Variante
9. oder ppm angezeigt 6 1 2 Einstellung der Durchflussmenge des Messgases Zur Gew hrleistung einer exakten Messung ist eine Durchflussmenge von 5 10 l h einzustellen Bei Messungen mittels Bypass wird die Durchflussmenge durch die interne Pumpe realisiert Bei berdruck des Messgases empfiehlt der Hersteller ein hochwertiges Nadelventil direkt am Gaseintritt des Ger tes zu installieren Entsprechende Nadelventile k nnen vom Hersteller des BA 4510 bezogen werden Bei h heren Dr cken sollte noch ein Druckregler vorgeschaltet werden der an seinem Ausgang einen Druck von ca 100 kPa 1 bar berdruck einstellt 6 1 3 Messwert berwachung Im Ger t kann ein Grenzwert programmiert werden der ber einen Relaisausgang Meldungen liefert Das Relais ist im aktiven Zustand ge ffnet Bei aktivem Grenzwert wird dieser Zustand auch in der Statuszeile angezeigt Diese Signalisierung erfolgt verz gert Die Ansprechzeit f r die Messwert berwachung Grenzwertverz gerungszeit kann zwischen 1 und 99 Sekunden eingestellt werden 6 1 4 Status Fehlermeldungen W hrend des Messvorganges werden Funktionen der Messzelle berwacht Im St rungs Fehlerfall werden Fehlermeldungen ausgegeben Gleichzeitig wird der Relaisausgang zur St rungssignalisierung aktiviert Status Anzeige Bemerkung 0 OK 1 GRENZWERT 2 BEREICH lt lt lt 3 BEREICH gt gt gt 4 FLOW lt lt lt lt 5 l h 5 F
10. uun uuussssenneennennnennennnnnnnnne nenn 27 10 3 1 Aufbau des Filters seen 27 10 3 2 Verwendung und Funktion des Filters 222000044204000000000nnn nn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 27 1033 Wechselhder Aktivkohle nein 27 10 4 Beigef gte Dokumente 22 222002202000000000nnnnnnn nennen nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnn 28 2 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h ai TECHNOLOGIES 1 Einleitung Der Analysator BA 4510 dient zur kontinuierlichen Messung der Sauerstoffkonzentration in Industrie Labor und Schutzgasen sowie im Prozess der Mischung und Herstellung spezieller Formiergase Dabei ist in Inertgasen die Messung der Konzentration des freien Sauerstoffs und in Gasgemischen auch die Konzentration des gebundenen Sauerstoffs m glich Der Sauerstoffgehalt eines Messgases wird kontinuierlich gemessen und angezeigt Abweichungen von einstellbaren Sollwerten werden signalisiert Schutzgase werden auf ihre Reinheit und geforderte Schutzwirkung berwacht Damit sind bestimmte Produktionsprozesse unter Schutzgas kontrollierbar Aggressive Medien Besch digung des Ger tes m glich Die Einleitung von Halogenen in hohen Konzentrationen und schwefelhaltigen Gasen z B SO in das Ger t ist nicht zul ssig Der Kontakt mit silizium oder phosphorhaltigen Verbindungen ist nicht zul ssig GEFAHR Explosionsgefahr
11. 0002000000000nnnnnnnnnn nennen nnnnnnn nenne nnnnnnnnnnnnnne nennen 7 3 2 3 Genauigkeit der Messung usss222220440000Bnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnenn 7 A AUDI des BAAT sicrie a anne Ina a aAa Ran anne HEHE 8 4 1 Prinzipieller Gerateauibat ssircsniiiian anini aa E a aAa AED aD EE 8 4 1 1 Allgemeine bersicht unannnnnnnnnnnnennennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 8 4 1 2 Konstruktionsprinzip der Festelektrolytmesszelle 4u00000400040nnnn nn nenn nennen 9 4 1 3 Elektronische Messwertverarbeitung u02220440002000000nnnnnnnnnnnn nennen nennen nnnnnnnn nennen 10 42 AUbau des BAM aean A E 10 4 2 1 Mechanischer Aufbau 22224440004200000RRnnnnnnn nn nnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnn 10 22 2 Nazan CNU S nennen A E 10 4293 VOEE oaae ne engeren 10 A 2A RUCKSI ee ae entleeren 11 5 zAufibauen und AnschlieBenzan neuen 12 5 1 Aufstellungsbedingungen uss0422440000nnennnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnennnnnnnnnennnnnnenennn 12 5 2 Herstellen der Betriebsbereitschaft 4200020000000RRnnnnnnn nn nnnnnnnnnnnnennnnnnnnnennnnennnennnnnn 12 6 Bedienung und Paramelrierung nn ae 14 DB Bed NUNG er ee ee een E 14 6 1 1 Einschalten und Messwertanzeige 4uus044440sonennn nennen nnennnnnennnnennnnnn nennen nennen nennen 14 6 1 2 Einstellung der Durchflussmenge des
12. 07 Art Nr 90 31 140 23 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h ai CI pal TECHNOLOGIES Gaspotentiometrie mit Festelektrolytsensoren Mischoxidkristalle aus ZrO gt und CaO oder YO haben im Oxidionenteilgitter L cken ber die im hei en Zustand Oxidionen wandern k nnen Sie sind damit Festelektrolyte d h feste lonenleiter An Platinschichten auf keramischen K rpern aus dem durch die Zus tze gegen Bruch stabilisierten ZrO sind Elektrodenreaktionen mit den Oxidionenl cken Vo m glich 1 2 O Gas 2 e Platin Vo Festelektrolyt O Festelektrolyt H gt O Gas 2 e Platin Vo Festelektrolyt O Festelektrolyt H gt Gas Sauerstoffatome die aus molekularem Sauerstoff oder Wasserdampf abgespalten werden nehmen an der Oberfl che des Platins Elektronen auf und wandern zu Sauerstoffl cken des Festelektrolyten wo sie Oxidionen bilden Der Vorgang kommt allerdings schnell zum Stillstand wenn die Elektrode in einem offenen Stromkreis liegt und weder Elektronen noch Oxidionen flie en k nnen In diesem Zustand ist die Leistung chemischer Arbeit beim Teilchen bergang gleich dem Aufwand der dabei an elektrischer Arbeit geleistet werden muss Es besteht elektrochemisches Gleichgewicht ein dynamisches Gleichgewicht denn die Elektrodenreaktion l uft weiterhin ab aber in beiden Richtungen gleich schnell Je gr er die sog Austauschstromdichte ist umso unempfindlicher ist di
13. 50013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 TECHNOLOGIES B 2 Grenzwert GRENZWERT WERT gt 206000 ppm 0 999999 ppm bzw 0 99 99 Vol VERZOEGERUNG 1s 0 99s ZURUECK B 3 Analogausgang ANALOGAUSGANG WERT Vol O2 Vol O2 ppm O2 O2 log10 Option O02 NGW H20 H2 BEREICH 4 20 mA 0 20 mA oder 4 20mA Option 0 10V oder 2 10V NULLPUNKT 0 00 ENDWERT 10 00 DAEMPFUNG 1s 1 99s ZURUECK B 4 Kalibrierung KALIBRIERUNG NULLGASKALIBRIERUNG BEREICHSGASKALIBRIER ZURUECK B 4 1 Nullgaskalibrierung NULLGASKALIBRIERUNG MESSWERT 206400 ppm Aktueller Messwert NULLGAS 206400 ppm Nullgas immer 20 64 NULLGASKAL WARTE5 Status ABGL WERT 4 5 Abgleichwert ZURUECK wird diese Zeile aktiviert und die Taste Enter ca 3s lang gedr ckt wird der Kalibrierwert auf 0 0 gesetzt BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 17 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 TECHNOLOGIES Bereichskalibrierung BEREICHSGASKALIBR MESSWERT 209000 ppm Aktueller Messwert PRUEFGAS 1000 ppm BEREICHSKAL WARTE 5 Kalibrierstatus ABGL WERT 1 00 Abgleichwert To ZURUECK 2 wird diese Zeile aktiviert und die Taste Enter ca 3s lang gedr ckt wird der Kalibrierwert auf 1 00 gesetzt B 4 4 Speicherung WERTE SPEICHERN JA 6 3 Kalibrierung Besonders vor Messungen mit hoher Genauigkeitsforderung s
14. 90 31 140 3 h ai Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 far j B TECHNOLOGIES Begriffsbestimmungen f r Warnhinweise HINWEIS Signalwort f r wichtige Information zum Produkt auf die im besonderen Ma e aufmerksam gemacht werden soll S O O Signalwort zur Kennzeichnung einer Gef hrdung mit geringem Risiko die zu einem Sach schaden oder leichten bis mittelschweren K rperverletzungen f hren kann wenn sie nicht vermieden wird Signalwort zur Kennzeichnung einer Gef hrdung mit mittlerem Risiko die m glicherweise Tod oder schwere K rperverletzungen zur folge hat wenn sie nicht vermieden wird GEFAHR Signalwort zur Kennzeichnung einer Gef hrdung mit hohem Risiko die unmittelbar Tod oder schwere K rperverletzung zur folge hat wenn sie nicht vermieden wird P Warnung vor einer Warnung vor explosions gt l allgemeinen Gefahr gef hrdeten Bereichen Ci AEE EEEE ZIENEN Warnung vor dem Einatmen giftiger Gase Warnung vor tzenden Fl ssigkeiten Warnung vor elektrischer Warnung vor hei er Aame hlizirsgen Spannung Oberfl che Gesichtsschutz tragen IB Handschuhe tragen ia Das Ger t darf nur von Fachpersonal installiert werden das mit den Sicherheitsanforderungen und den Risiken vertraut ist Beachten Sie unbedingt die f r den Einbauort relevanten Sicherheitsvorschriften und allgemein g ltigen Regeln der Technik Beugen Sie St rungen vor und vermeiden
15. Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 2 TECHNOLOGIES BA 4510 Lesen Sie die Bedienungsanleitung vor dem Gebrauch des Ger tes gr ndlich durch insbesondere die Hinweise unter Gliederungspunkt 2 Andernfalls k nnten Gesundheits oder Sachsch den auftreten Die B hler Technologies GmbH haftet nicht bei eigenm chtigen Anderungen des Ger tes oder f r unsachgem en Gebrauch BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 B hler Technologies GmbH Harkortstr 29 D 40880 Ratingen Tel 49 0 21 02 49 89 0 Fax 49 0 21 02 49 89 20 Email analyse buehler ratingen com 1 Bedienungs und Installationsanleitung h ai ff Anal r BA 451 Sauersto alysato 510 B WER TECHNOLOGIES Inhaltsverzeichnis Seite T 141 7 11 101 1 0 e A E PER ENRUSENEREESESENSERBAE EFIRRDRERTIEORHEEFENERSER 3 2 WICHUGE HINWEISE s rsniiioiinnn ans sanieren asus enlelen essen user een ee 3 2 1 Allgemeine Gefahrenhinweise usssnnussssnnneesnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnn 3 3 ProduktbeschreibUNnd nennen ae 6 31 WIMESSHIINZID nen ea nee En 6 3 2 Messbedingungen uus0242000000nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnsnnnnnnnnnsnnnnnnnn 7 3 2 1 Allgemeine Hinweise 04u000200000000nnnnnnnnnn nennen nnnnnnnennnnnnnnnnnnnnn nenne nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 7 3 2 2 Messgas Durchflussmenge u022242
16. LOW gt gt gt gt 10 l h 6 7 8 14 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h ai TECHNOLOGIES Status Anzeige Bemerkung 9 WARMLAUF Zelltemperatur zu niedrig warten nach ca 15 Minuten m ssen 750 C erreicht sein 10 ZELLTEMP lt lt lt Solltemp 10 und gt 30 min 11 FEHLER Thermoelementbruch THERMOELEM 12 13 14 SYSTEMFEHLER Status 1 8 Warnungen nur Alarmrelais aktiv Status 9 14 Fehler Alarmrelais aktiv und Stromsignal null 6 2 Parametrierung 6 2 1 Einstellbare Parameter Parameter Bereich Bemerkungen Display O2 0 21 100 Vol oder in ppm Analoger Ausgang 0 20 mA oder 4 20 mA alternativ 0 10 V oder 2 10 V Ausgangsskala Linear Logarithmisch Basis 10 Unterdr ckter Nullpunkt 0 00001 21 Vol oder 0 1 21000 0 ppm Maximaler Messwert 20 000 21 000 Vol oder 200000 210000 ppm gr ere Werte auf Anfrage Ansprechzeit des 1 99s Messwertes too Grenzwert 0 99 99 Vol bzw 0 999999 ppm Verz gerungszeit des Grenzwertes Messbereich 100 Vol auf Anfrage Logarithmische Skala empfohlen wenn der Messwert mehrere Dekaden berstreicht Zweckm ig f r eine optimale Aufl sung in einem bestimmten Bereich Dieser Wert entspricht jeweils dem Endwert des analogen Signals z B 20 mA Gebildet durch rechnerische Mittelwertbildung des Messwertes
17. Schutzgasmessger t Verlustw rme Deshalb d rfen keine Gegenst nde auf dem Ger t oder in dessen unmittelbarer N he abgelegt werden Den prinzipiellen Aufbau der elektronischen Messwertverarbeitung veranschaulicht das Blockschaltbild in Abbildung 3 im n chsten Kapitel BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 9 Bedienungs und Installationsanleitung h ai Sauerstoff Analysator BA 4510 EU BUHLER TECHNOLOGIES 4 1 3 Elektronische Messwertverarbeitung Eine bersicht ber die Signalverarbeitung gibt das folgende Blockschaltbild Messzelle Verst rker Zellspannung Verst rker Thermospannung Display H Mikrokontroller Tastatur ji 0 8 A selbstr ckstellend Netzteil 1 0A 100 240 V AC 47 63 Hz Me zellen berwachuno g Analogausgang Relaisausgang RS232 Abbildung 3 Blockschaltbild des BA 4510 4 2 Aufbau des BA 4510 4 2 1 Mechanischer Aufbau Beim SGM7 befinden sich alle Baugruppen Hauptelektronik Durchflussmesser Pumpe Netzfilter Messzelle in einem tragbaren Geh use 4 2 2 Netzanschluss Das SGM7 wird ber die mit dem Ger t fest verbundene Ger teanschlussleitung an das Netz angeschlossen Das SGM7 ist als Tischger t konzipiert Die Betriebslage des SGM ist horizontal mit einem maximalen Neigungswinkel von 30 4 2 3 Vorderseite An der Vorderseite des Ger tes befinden sich Anzeige und Bedienelemente Der Messwert wird je nach Gr e und Pr
18. Sie dadurch Personen und Sachsch den Der f r die Anlage Verantwortliche muss sicherstellen dass Sicherheitshinweise und Betriebsanleitungen verf gbar sind und eingehalten werden Unfallverh tungsvorschriften der Berufsgenossenschaften beachtet werden in Deutschland Allgemeine Vorschriften VBG 1 und Elektrische Anlagen und Betriebsmittel VBG 4 die zul ssigen Daten und Einsatzbedingungen eingehalten werden Schutzeinrichtungen verwendet werden und vorgeschriebene Wartungsarbeiten durchgef hrt werden bei der Entsorgung die gesetzlichen Regelungen beachtet werden Wartung Reparatur Reparaturen an den Betriebsmitteln d rfen nur von B hler autorisiertem Personal ausgef hrt werden Nur Umbau Wartungs oder Montagearbeiten ausf hren die in dieser Bedienungs und Installationsanleitung beschrieben sind Nur Original Ersatzteile verwenden Bei Durchf hrung von Wartungsarbeiten jeglicher Art m ssen die relevanten Sicherheits und Betriebsbestimmungen beachtet werden 4 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h i CI pal TECHNOLOGIES GEFAHR Elektrische Spannung Gefahr eines elektrischen Schlages Trennen Sie das Ger t vor Beginn der Wartungsarbeiten vom Netz Sichern Sie das Ger t gegen unbeabsichtigtes Wiedereinschalten Anschluss und Wartung d rfen nur von geschultem Fachpersonal vorgenommen
19. W hlbar als unterer oder oberer Grenzwert mit den Zeichen gt oder lt Zeit die der Grenzwert berschritten sein muss bevor Alarm signalisiert wird bertragungsrate der 4800 9600 19200 Baud RS 232 Schnittstelle Messgas Durchfluss Interne Pumpe ber Tastatur ein oder ausschaltbar Die Pumpleistung wird ber eine Durchflussmessung geregelt BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 15 b ai TECHNOLOGIES Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 6 2 2 Programmiermen s ber die Tasten unter dem Display sind die folgenden Men s erreichbar die aktuelle Bedeutung der Tasten wird jeweils auf dem Display angezeigt Dabei kann immer ber die Taste ein bestimmter Parameter gew hlt werden der mit den verschiedenen Tasten ver ndert werden kann und abschlie end wieder mit der Taste best tigt wird A Hauptanzeige SAUERSTOFF Durchflussanzeige 2 0 E 6 4voi WARMLAUF Statuszeile PUMPE AUS 650 C Pumpenstatus ein aus mittels Taste und Zelltemperatur Folgende Betriebszust nde werden durch eine Leuchtdiode visualisiert Rot blinkend Fehler Gr n OK Gelb Grenzwert B Einstellungen EINSTELLUNGEN GRUNDEINSTELLUNGEN GRENZWERT ANALOGAUSGANG KALIBRIERUNG ZURUECK B 1 Grundeinstellungen GRUNDEINSTELLUNGEN SPRACHE DEUTSCH English Deutsch BAUDRATE 9600 4800 9600 19200 KONTRAST 0 9 SIGNALTON EIN AUS ZURUECK 16 BD5
20. aktionen wird mit der molaren freien Reaktionsenthalpie ArG beschrieben die hier gleich der Differenz der chemischen Potentiale ist ARG O2 u O2 R T In p O2 p O2 In isothermen Zellen fallen die beiderseits gleich gro en Standardpotentiale u O gt heraus ARG ist gleich der maximalen Arbeit die bei unendlich langsamem Ablauf der Zellreaktion d h n herungsweise bei extrem kleinem Stromfluss ber den u eren Stromkreis gewonnen werden kann und die sich mit der Gleichgewichtszellspannung U der molaren Ladung F Faraday Konstante und der Zahl der bei der Zellreaktion pro Formelumsatz ausgetauschten Elektronen f r O gleich 4 berechnen l sst W elektr 4 F Uesg Damit ergibt sich f r die Gleichgewichtszellspannung die NERNSTsche Gleichung Ue R T 4 F In p 02 p 02 In der Gaspotentiometrie wird eine Elektrode mit einem bekannten Gas besp lt und mit Messungen von U und T das Gas an der Messelektrode analysiert Nach Umrechnung auf den lg ergibt sich daf r mit den Naturkonstanten R und F und mit trockener Luft unter Normaldruck an der Bezugselektrode die Zahlenwert Gleichung Ue mV 0 049606 T K Ig 0 2093 1013 25 mbar p O In der Praxis wird h ufig mit der Sauerstoffkonzentration g O gt in Vol gerechnet Dazu ist in die Auswertegleichung p O2 O gt p 100 einzusetzen Wenn der Totaldruck p dem Normaldruck 1013 25 mbar ann hernd gleich ist rechnet man mit den Gleichungen
21. auerstoffpermeabilit t Messungenauigkeiten verursachen Der Hersteller r t deshalb vom Einsatz derartiger Verbindungsleitungen ab Eindringen von Wasser in die hei e Messzelle Das Eindringen von Wasser in die hei e Messzelle kann diese zerst ren und muss deshalb unbedingt verhindert werden Enth lt das Messgas so viel Wasserdampf dass die Gefahr der Kondensation von Wasser in einer kalten Verbindungsleitung besteht muss vor dem Eintritt des Messgases in das SGM ein Wasserabscheider installiert werden i HINWEIS Das Messgas kann auch durch das ausgeschaltete SGM str men BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 13 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 TECHNOLOGIES 6 Bedienung und Parametrierung 6 1 Bedienung 6 1 1 Einschalten und Messwertanzeige Nach Herstellen der Betriebsbereitschaft des Schutzgasmessger tes und dem Verlegen aller Leitungen gem Kapitel 5 2 kann das Ger t eingeschaltet werden Nach ca 10 Minuten hat die Messzelle ihre Betriebstemperatur von 750 C erreicht Der aktuelle Messwert wird angezeigt liegt aber bis zum v lligen Ausgleich der thermischen Verh ltnisse in der Messzelle erst nach einer Stunde innerhalb der ange gebenen Fehlergrenzen Der BA 4510 befindet sich nach dem Einschalten im Anzeigemodus Auf dem Display wird die im Ausgang programmierte Gr e in der Regel die aktuelle Sauerstoffkonzentration entsprechend der gew hlten Dimension Vol
22. brierung OK Abgleichwert WARTEN 5 WAIT 5 Kalibrierung l uft ABBRUCH BREAK Abbruch durch Tastendruck FEHLER STABIL TIME OUT Stabilit t in 60s nicht erreicht FEHLER BEREICH OUT OF RANGE Bereichs berschreitung FEHLER SENSOR FAILED Ger tefehler START lt START Kalibrierung starten BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 19 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 7 Wartung und Lagerung 7 1 Lagerung Der BA 4510 ist bei Nichtgebrauch in einem trockenen staubfreiem Raum m glichst in der Originalverpackung zu lagern Das Abstellen anderer Gegenst nde auf der Oberseite des SGM ist dabei nicht gestattet 7 2 Allgemeine Hinweise Die Elektronik und die Messzelle sind wartungsfrei Bei Defekten an der Messzelle oder am Thermoelement ist das SGM an den Hersteller zur Instandsetzung einzusenden 7 3 Auswechseln der Ger tesicherung Gefahr durch elektrische Spannung Gefahr eines elektrischen Schlages Schalten Sie den BA 4510 vor dem Auswechseln der Ger tesicherung aus und trennen Sie das ger t von der Netzversorgung Hei e Oberfl che Gefahr von Verbrennungen Nach dem Ausschalten des Ger tes hat das Geh use der Messzelle l ngere Zeit eine bertemperatur von ca 60 C Warten Sie vor Beginn der Wartungsarbeiten bis sich das Ger t abgek hlt hat Die Sicherung 1AT befindet sich im Ger t siehe Pfeil in der N he der R ckwand Sie ist durch eine typgleiche Sicherun
23. bung und Anwendungshinweise STR MUNGSRICHTUNG Swagelok Swagelok Klemmringverschraubung Klemmringverschraubung yl inder Aktivkohle RETETEI ETETITIT iihiain a irn n nn SELILILIL Dichtscheibe Gaseintritt 10 3 1 Aufbau des Filters Der in der Zeichnung dargestellte Aktivkohlefilter AKF wird durch einen rohrf rmigen Beh lter gebildet Er ist an den Enden durch Deckel mit daran befindlichen Anschl ssen f r Rohrleitungen abgeschlossen Beide Deckel sind in das Rohr durch eine Presspassung und zus tzliche Verklebung eingepasst Die verwendeten Rohranschl sse sind 3 mm Swagelok Verbindungen in die Verschlusspfropfen gegen das Herausfallen der Aktivkohle eingesetzt sind Die Abdichtung der Swagelok Anschl sse zu den Deckeln erfolgt mit speziellen Dichtscheiben Um zu verhindern dass Feinstaub in den Gasweg gelangt befinden sich am Ausgang des AKF ein Vorfilter und ein Feinfilter Die F llung besteht aus gek rnter Aktivkohle 10 3 2 Verwendung und Funktion des Filters Durch das Aktivkohlefilter werden organische Restbestandteile z B Alkohole aus dem zu untersuchenden Gas zur ckgehalten und adsorbiert Nach l ngerem Einsatz des Filters kann bei unerwartetem Anstieg der Zellspannung bzw deutlicher Abnahme der Sauerstoffkonzentration am Schutzgasmessger t darauf geschlossen werden dass der Filter mit organischen Bestandteilen ges ttigt und damit unwirksam geworden ist Der Filter ist durch ein
24. des Gasflusses Bei ber bzw Unterschreitung der Grenzwerte liefert das Ger t eine Fehlermitteilung aber die Messung wird fortgesetzt Wird das Ger t mit der internen Gaspumpe betrieben erfolgt ber die Durchflussmessung eine Regelung der Pumpe Es wird immer ein optimaler Gasfluss von 7 l h eingestellt 3 2 3 Genauigkeit der Messung Der Hersteller garantiert einen Messfehler von lt 5 relativer Fehler nur bei der Messung von Sauerstoffkonzentrationen in der Gr enordnung 240 10 ppm Die Einheit ppm wird im gesamten Handbuch im Sinne von Vol ppm gebraucht Bei der Messung von Sauerstoffkonzentrationen von 10 1 ppm liegt der relative Fehler unter 5 wenn die Gaszuleitung keine Lecks oder Permeabilit ten aufweist Bei der Messung von Sauerstoffkonzentrationen lt 10 ppm m ssen bei der Auswertung des Messwertes anwenderseitig folgende Aspekte ber cksichtigt werden e Zusammensetzung des Messgases z B Anwesenheit reduzierender Gasbestandteile e spezifische Besonderheiten des Produktionsprozesses z B Einsatzmaterialien e Temperatur des Messgases BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 b ai TECHNOLOGIES Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 i HINWEIS Zur Minimierung des Messfehlers bei der Messung geringer Sauerstoffkonzentrationen sind folgende mess und apparatetechnische Voraussetzungen zu gew hrleisten e Die Stelle von der das Messgas abgesaugt werden soll
25. dlagen der Anwendung potentiometrischer ZrO Festelektrolytsensoren bei der optimalen F hrung von Verbrennungsprozessen Die Optimierung sowie reproduzierbare F hrung von Verbrennungsprozessen ist bei vielen tech nologischen Verfahren z B bei der Herstellung von Glas oder Keramikfasern beim Brennen von Porzellan bei der Gewinnung von Energie oder Rohgas aus festen oder fl ssigen Brennstoffen usw Voraussetzung f r eine gleichbleibend gute Produktqualit t und Ressourcennutzung Quali t tssicherungsnormen wie z B die ISO 9000 schreiben die Erfassung und Dokumentation pro zessrelevanter Daten zur Sicherstellung der Produktqualit t vor Als Regelgr e f r die berwachung und Regelung solcher Anlagen ben tigt man Messwerte die in einem weiten Bereich der Gaszusammensetzung m glichst in Echtzeit erfasst werden und vollst ndig eingestellten Gasgleich gewichten eindeutig zuzuordnen sind Derartige Messwerte werden heute in der Praxis generell mit potentiometrischen ZrO Festelektro Iytsensoren gewonnen Es stehen kurze und auch sehr lange Sonden mit solchen unbeheizten oder elektrisch beheizten Sensoren zur Verf gung die in Verbrennungsanlagen verschiedener Art in technischen Ofen oder Flammen in situ arbeiten und ben tigte Signale liefern Weiterhin sind Ger te mit elektrisch beheizten Sensoren zur Analyse von extern vorgemischten Brennstoff Luft Mischungen oder Abgasen verf gbar Die chemischen thermodynamischen und elektr
26. e Elektrode gegen St rungen Im Zustand des elektrochemischen Gleichgewichts hat das Platin entweder Elektronen abgegeben und ist positiv aufgeladen oder hat Elektronen aufgenommen und ist negativ geladen Ersteres ist unter Sauerstoff letzteres unter Wasserstoff zu erwarten Befinden sich zwei Sauerstoffelektroden unter verschiedener Sauerstoffkonzentration auf gegen berliegenden Seiten eines gasdicht gesinterten ZrO Festelektrolyten so wird im elektrochemischen Gleichgewicht auf der Seite mit der gr eren Sauerstoffkonzentrationen die Aufladung positiver sein als auf der Seite der kleineren Sauerstoffkonzentration Zwischen den Elektroden ist dann eine Zellspannung messbar die umso gr er ist je unterschiedlicher die Sauerstoffkonzentrationen an den beiden Elektroden sind F r den quantitativen Zusammenhang zwischen Zellspannung und Teilchenkonzentrationen an den Elektroden hat zuerst NERNST 1889 die nach ihm benannte Gleichung angegeben In der elektrochemischen Thermodynamik kann man diese Beziehung mit den aus Energie und Entro piekomponenten zusammengesetzten chemischen Potentialen der an der Zellreaktion Summe der Elektrodenreaktionen beteiligten Teilchen ableiten F r das chemische Potential des Sauerstoffs gilt u O2 u O2 R T Inp O2 Bei einer Festelektrolytzelle mit zwei Sauerstoffelektroden ist die Zellreaktion einfach der bergang von Sauerstoff h heren auf niedrigeren Druck Die chemische Arbeit bei Zellre
27. en Komponenten steht eine besondere Ger teversion BA4510 KIZ zur Verf gung B hler Technologies GmbH D 40880 Ratingen Harkortstr 29 Tel 49 0 2102 4989 0 Fax 49 0 2102 4989 20 DD 55 0011 e mail analyse buehler ratingen com 04 2007 Technische Daten Messkomponenten Messkomponente Messbereich Messprinzip Messtechnische Daten Genauigkeit Reproduzierbarkeit Nachweisgrenze Ansprechzeit T Linearit tsfehler Nullpunktdrift Empfindlichkeitsdrift Gaseingangsbedingungen Gastemperatur Gas berdruck Gasdurchflu ohne Pumpe Messgasaufbereitung Taupunkt Klimatische Bedingungen Umgebungstemperatur Transport und Lagertemp Relative Luftfeuchte Signalausg nge Stromsignal Alarmrelais Serielle Schnittstelle Tastatur und Anzeigen Me wertanzeige Tastatur Stromversorgung Spannung Leistungsaufnahme Konstruktion Geh use Abmessungen HxBxT MeRgaseingang MeRgasausgang Geh useschutzart Gewicht Bestellhinweise Typ Artikel Nr BA 4510 55 15 000 BA 4510 KIZ 5515 001 Sauerstoff 0 Vol ppm 20 9 Vol O Zirkoniumdioxid lt 5 vom Messwert lt 1 5 0 0 1 vpm O lt 55S lt 0 4 vpm O lt 0 2 vpm O pro Woche lt 0 02 vom Messwert pro Woche oder 200 vpb pro Woche je nachdem welcher Wert h her ist 5 C bis 80 C max 20 mbar 5 10 I h wird bei Nutzung der internen Pumpe auf 7 I h geregelt mindestens 5 C unterhalb der Umgebungstem
28. en neuen zu ersetzen oder die Aktivkohle ist auszutauschen Wird der Filter nacheinander in verschiedenen Messaufbauten verwendet ist auf eine einheitliche Str mungsrichtung des Messgases zu achten Andernfalls kann eine Desorption der bisher aufgenommenen organischen Verbindungen erfolgen die dann zu Fehlmessungen f hrt Daher sollte das Messgas stets in Richtung des Pfeils auf dem Filtergeh use str men 10 3 3 Wechseln der Aktivkohle Wenn eine S ttigung des Filters vorliegt ist er zu erneuern Will man den Wechsel der Aktivkohle selbst vornehmen wird der Gasanschluss am EINGANG des Filters demontiert Schl sselweite 19 und die Aktivkohle ausgesch ttet Mit Hilfe eines kleinen Trichters wird die neue Aktivkohle aufgef llt und durch Klopfen mit einem Plaste oder Holzgegenstand an die Wandung zus tzlich verdichtet Nach Abschluss dieser Arbeiten wird die Verschraubung mit den Dichtscheiben wieder montiert Damit ist der Filter f r einen erneuten Einsatz bereit BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 27 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 i HINWEIS Der Verschlusspfropfen in den Swagelok Verbindungen darf nicht entfernt werden 10 4 Beigef gte Dokumente Konformit tserkl rung KX550011 Datenblatt DD550011 28 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 EU Konformit tserkl rung gem EN 45014 EU declaration of conformity according to EN 45014 v u B HLER TECHNOLOGIES
29. en jeweils nur f r Zellen mit gleicher Temperatur an beiden Elektroden Derartige isotherme Zellen sind in den Produkten sehr sorgf ltig realisiert Dagegen sind die in Kraftfahrzeugen verwendeten Lambda Sonden nicht isotherm ausgelegt Sie erf llen ihren Zweck im Wesentlichen zur Indizierung von X gt oder lt 1 und sind zu genauen gaspotentiometrischen Bestimmungen weniger geeignet BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 25 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 b ai 10 2 Montageanleitung Swagelok Rohrverschraubungen Quos AN ROHRVERSCHRAUBUNGEN F R METRISCHE ROHRE SWAGELOK Rohrverschraubungen werden komplett mon Installation mit den damit verbundenen Gefahren der Ver tagefertig und fingerfest angezogen geliefert Sie k nnen unreinigung oder Verwechslung weiche Lecks verursachen sofort installiert werden Ein Auseinandernehmen vor der k nnen ist nicht notwendig MONTAGEANLEITUNG ersmuontace 1 Rohrrechtwinkelig abschneiden 2 Vor Anziehen der SWAGELOK 3 Dann Mutter 11 Umdrehungen an entgraten Rohr bis zum Anschlag Mutter diese an der 6 Uhr Position ziehen bis die Markierung an der in den Fitting schieben Mutter markieren 9 Uhr Position steht ingeriest anziehen Durch eine Markierung der Mutter an der 6 Uhr Position wird eine eindeutige Ausgangsposition fixiert Nach 1 Umdrehungen ist die 9 Uhr Position erreicht und damit die Gew hr f r die richtige Installatio
30. g zu ersetzen 20 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h ai TECHNOLOGIES 8 Fehlersuche und Beseitigung St rung Ursache Beseitigung BA 4510 ausgeschaltet BA 4510 einschalten Stromversorgung berpr fen Display leuchtet nicht Stromversorgung ausgefallen Korrekten Sitz der Netzan schlussleitung pr fen Ger tesicherung ausgel st Ger tesicherung wechseln Gaszuf hrung verstopft zu lang St rungsmeldung Flow zu f r den gew hlten Querschnitt gering oder undicht Pumpe defekt Auswechslung durch Hersteller Relativ hoher Messwert obwohl Gasdurchflussmenge zu gering Durchflussmenge erh hen ein niedrigerer Wert f r die Sauerstoffkonzentration erwartet Mikroleck in G h Schraubverbindungen wird IKFOIECK IN aaszutunrung nachziehen Messwert ist abh ngig von der Durchflussmenge je kleiner der Durchfluss desto gr er der Messwert bzw umgekehrt Leitung pr fen Verstopfungen beseitigen Dichtigkeit herstellen Messgaszuleitung und Leck s in der Messgaszuleitung Schraubverbindungen auf Dichtigkeit pr fen nachziehen Im Messgas liegen bei hohen Messwert ist wesentlich geringer Temperaturen mit Sauerstoff als erwartet reagierende Bestandteile vor z B Kohlenwasserstoffe Messgas durch ein Aktivkohle filter leiten Aktivkohlefilter ggf auf S ttigung pr fen 5 Minuten warten danach aktuelle Temperatur im Display ve
31. inem zertifizierten Pr fgas durchstr mt nach M glichkeit in der Konzentration bei der sp ter gemessen werden soll Der Ablauf wird durch das Men vorgeschrieben Zun chst wird ber die Tastatur Kalibrierung und danach Bereichsgaskalibrierung aufgerufen Die O Konzentration des Pr fgases muss mittels Tastatur eingeben werden Nach Anw hlen von Bereichskal wir die Kalibrierung mittels Enter gestartet Die Stabilit t des Messwerts O gt Konzentration wird w hrend der Kalibrierung berpr ft Der eigentliche Kalibrierprozess beginnt erst wenn das durch das Pr fgas erzeugte Signal stabil ist Deshalb kann der Kalibriervorgang unterschiedlich lange dauern die Schwankungsbreite muss innerhalb von 4 s kleiner als 1 sein Ist die Stabilit t nicht gegeben wird die Kalibrierung nach 60 s abgebrochen Weiterhin wird die Abweichung des Messwertes vom Sollwert bewertet Bei der Nullgaskalibrierung sind 20 mV Zellspannung erlaubt bei der Bereichsgaskalibrierung 20 vom Messwert Zellspannung F r die Korrektur gilt folgende Gleichung mit den Gr en U gemessene Zellspannung U Korr U A B A Zellspannung im Nullpunkt B Faktor zur Endwertkorrektur Nach Beendigung der Kalibrierung wird mittels Tastatur Zur ck gew hlt und durch Enter das Men verlassen Die Speicherung muss mit ja quittiert werden Meldung des Kalibrierstatus OK lt 1 5 OK 1 5 letzte Kali
32. mit Pumpe wird die Durchflussmenge ber eine Regelung der Pumpenleistung konstant gehalten 8 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung h af Sauerstoff Analysator BA 4510 m r mEUHLER TECHNOLOGIES 4 1 2 Konstruktionsprinzip der Festelektrolytmesszelle Keramikrohr Keramische Abdeckung der Referenzelektrode Messelektrode Referenzelektrode Thermoelement Anschlussdraht der Referenzelektrode Anschlussdraht der Messelektrode 9 O1 Po D N Me gas Abbildung 2 Konstruktion der Festelektrolytmesszelle Die Messzelle ist in Form eines Rohres aus Zirkoniumdioxid Keramik mit zwei Elektroden aus Platindraht ausgebildet Innerhalb des Rohres das vom Messgas durchstr mt wird befindet sich die Messelektrode Die Elektrode au erhalb des Rohres dient als Referenzelektrode mit konstantem Elektrodenpotential Die Elektroden und das Keramikrohr bilden eine galvanische Zelle Festelektrolytmesszelle Um g nstige Werte f r die Oxidionenleitf higkeit des Zirkoniumdioxids zu erhalten und St rreaktionen durch Nichtgleichgewichte mit brennbaren Komponenten des Messgases zu vermeiden wird die Messzelle auf 750 C aufgeheizt Ein Thermoelement an der Messzelle ermittelt die aktuelle Messtemperatur T Die konstante Messtemperatur wird durch eine elektronische Regelschaltung gew hrleistet Gefahr der berhitzung berhitzung f hrt zur Besch digung des Ger tes Durch die Heizung entsteht im
33. n gegeben F r Verschraubungen der Gr en 2 3 4 mm m ssen bei der Erstmontage 3 4 Umdrehungen der Mutter gemacht werden Hochdrucksysteme kritische Anwendun einem Gabeischl ssel so weit anziehen bis sich das Rohr gen mit hohem Sicherheitsfaktor in dar Verschraubung nicht mehr mit der Hand drehen l t Da wir als Verschraubungslieferant keinen Einflu auf den Zaun pas ad Berl ee eis are on ar EN Rohrau endurchmesser nai i k nnen unterschiedliche akrar LE on dh hars EA n ee Toleranzen auftreten Aus Sicherheitsgr nden empfehlen wir Se a u pei gie I E ng ehe ee s deshalb bei kritischen Anwendungen die 1 4 Umdrehungen u ade i o m E E E von einem Normpunkt Snug zu beginnen E lu nl a Definition des Normpunktes Snug Die berwurfmutter mit WIEDERMONTAGE Bei einwandfreier Beachtung der iInstallationshinweise und dem Verwenden des richtigen Rohrmaterials k nnen SWAGELOK Verschraubungen mehrmals gel st und wieder verwendet werden wobei die gleiche verl liche leckfreie Verbindung erreicht wird 1 Demontierter Fitting 2 Rohr mit Klermmringen bis zum 3 Mutter fingerfest anziehen dann Anschlag in den Fitting schieben mit Schl ssel max Ya Umdrehung bzw bis zu der urspr nglichen 1 Ya Position anziehen BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 TECHNOLOGIES si Maa Bedienungs und Installationsanleitung b a Sauerstoff Analysator BA 4510 B RMERI TECHNOLOGIES 10 3 Aktivkohlefilter Beschrei
34. ochemischen Grundlagen auf denen die Anwendung potentiometrischer Festelektrolytsensoren galvanischer Festelektrolytzellen bei der F hrung von Verbrennungsprozessen beruht werden im Folgenden dargestellt Sauerstoffkonzentration und Luftzahl Lambda Die Beschreibung des Umsatzes von gasf rmigen fl ssigen oder festen Brennstoffen mit Luft erfolgt am besten mit der Luftzahl Lambda Diese Gr e gibt das Verh ltnis der bei der Verbrennung zugef hrten Luftmenge zu der f r einen st chiometrischen Umsatz des verwendeten Brennstoffs notwendigen Luftmenge an Die Luftmenge kann in Volumina Massen oder Stoffmengen die nach dem idealen 22 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h a CEF Pa TECHNOLOGIES Gasgesetz bekanntlich einander proportional sind angegeben werden Einheiten wie m kg oder mol k rzen sich bei der Verh ltnisbildung Mit den Volumina v ist v zugef hrtes Luftvolumen v st chiometrisch notwendiges Luftvolumen Bei Zuf hrung von zuviel Luft Luft berschuss ist gt 1 bei Zuf hrung von zu wenig Luft Luftmangel ist lt 1 Im Fall der exakt st chiometrischen Verbrennung ist 1 Nur in der Kfz Technik gibt es eine abweichende Definition weil auf Motorpr fst nden der verbrauchte Kraftstoff gewogen und das zugef hrte Luftvolumen in Masse umgerechnet wird Bei Division der Luftmasse durch die Kraftstoffmasse
35. ogrammierung in Vol oder in Vol ppm auf einem Display angezeigt 1 Vol entspricht 10 Vol ppm 1 Vol ppm entspricht 0 0001 Vol Eine Leuchtdiode dient als Betriebsanzeige und signalisiert durch Farbe und ggf Blinken bestimmte Betriebs bzw Warnzust nde s Kapitel 6 77 Rechts befindet sich eine Tastatur die zur Auswahl der Anzeige oder zur Programmierung des Ger tes dient 10 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h ai TECHNOLOGIES 135 100 rn 7 1 I m gt aIr dr TECAMOL OGIES 4 2 4 R ckseite An der R ckseite des SGM7 befinden sich Gasein und austritt eine Sub D Buchse f r die RS232 Schnittstelle und der Netzschalter Das Netzkabel ist fest mit dem Ger t verbunden power analog 0 TOON gas in w 9j pey Tao O BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 11 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 b ai TECHNOLOGIES 5 Aufbauen und Anschlie en 5 1 Aufstellungsbedingungen Das Schutzgasmessger t SGM7 ist in einem trockenen und weitestgehend staubfreien Raum auf einer stabilen ebenen Unterlage aufzustellen e Inder unmittelbaren N he des Aufstellungsortes ist eine Schutzkontaktsteckdose m glichst als gesonderter Stromkreis abgesichert mit 10 A f
36. ollte eine Kalibrierung vorgenommen werden Die Stabilit t der Messzelle und der Elektronik ist so hoch dass eine Uberpr fung pro Jahr ausreichend ist ARBEITE Vor jeder Kalibrierung muss sich das Ger t mindest 1 Stunde im Betriebszustand befinden 6 3 1 Nullgaskalibrierung Die berpr fung ist besonders wichtig wenn in der N he von 20 Vol gemessen werden soll Durch kleine mechanische Instabilit ten oder Alterungen kann die Heizung sich so ver ndern dass sich der Temperaturunterschied der Elektroden und damit die Zellspannung geringf gig ver ndert Diese Fehlspannung wird bei der MNullpunktkalibrierung kompensiert Zur Nullpunktkalibriercung muss Umgebungsluft mit der sp teren Messgas Geschwindigkeit die Zelle durchstr men Dieser Zustand wird entweder durch die interne Pumpe Au enluftansaugung oder eine externe Pumpe z B Aquariumpumpe realisiert Zun chst wird ber die Tastatur Kalibrierung und danach Nullgaskalibrierung aufgerufen Nach W hlen von Nullgaskal wird mittels Enter die Kalibrierung gestartet Nach ca 5 s ist die Kalibrierung beendet Nun wird mittels Tastatur Zur ck gew hlt und durch Enter das Men verlassen Die Speicherung muss mit ja quittiert werden 18 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 h a Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 DI pal TECHNOLOGIES 6 3 2 Bereichsgaskalibrierung Hierzu wird der BA 4510 mit e
37. peratur 10 C bis 45 C 20 C bis 60 C lt 80 bei 20 C 0 4 20 mA im Fehlerzustand auf 0 mA gehend skalierbar 1x Grenzwert 200VDC 0 5A 10W RS 232 LCD Klartextanzeige 3 Tasten 100 240 V AC 47 63 Hz 20 VA Aluminumgeh use mit Tragegriff 135 x 100 x 240 mm 3 mm Swagelok Verschraubung Schlauchstutzen aus Edelstahl f r Schlauch mit Innendurchmesser 4 mm IP 40 ca 3 kg Technische nderungen vorbehalten
38. ratur in K 20 64 Sauerstoffkonzentration in Luft mit relativer Feuchte von 50 in Vol 6 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h a TECHNOLOGIES 3 2 Messbedingungen 3 2 1 Allgemeine Hinweise Der Sauerstoff kann im Messgas in freier oder gebundener Form vorkommen Wenn nicht gen gend freier Sauerstoff neben brennbaren Gaskomponenten vorhanden ist stellt sich an der hei en Platinelektrode ein chemisches Gleichgewicht ein Die Zelle misst dann die Konzentration des Gleichgewichtssauerstoffs Die Grundlagen sind im Anhang Kapitel 10 1 erkl rt Dabei gelten folgende Abh ngigkeiten U T Sauerstoff in freier Form vorhanden U T Sauerstoff in gebundener Form vorhanden Die Bestimmungsgleichung II gilt sowohl f r Messgase mit freiem Sauerstoff als auch f r reduzierende Gasgemische in denen Sauerstoff nur in gebundener Form vorliegt z B in H H O oder CO CO Gemischen 3 2 2 Messgas Durchflussmenge Zur Gew hrleistung einer exakten Messung ist eine Durchflussmenge des Messgases zwischen 5 und 10l h einzuhalten Bei zu kleiner Durchflussmenge wirken sich Verunreinigungseffekte aus den Gasleitungen Lecks Permeabilit ten Desorptionen fehlerhaft auf das Messergebnis aus Bei zu gro er Durchflussmenge k nnen asymmetrische Abk hlungen des Sensors Messfehler verursachen Mit einem Differenzdrucksensor erfolgt die Messung
39. rfolgen Messzelle hat Betriebstempe ratur noch nicht erreicht Ger t ausschalten und nach erneutem Einschalten pr fen ob Fehler erneut auftritt in dem Falle Service konsultieren Heizung bzw Regelung defekt Service konsultieren Fehler Thermoelementbruch Thermoelement defekt Service konsultieren Fehler Systemfehler FENEL OS Talnk See Service konsultieren Datenspeicher Warnung Warmlauf Heizungssicherung ausgel st BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 21 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h ai CI pal TECHNOLOGIES 9 Instandsetzung und Entsorgung Sollte ein Fehler beim Betrieb auftreten finden Sie unter Gliederungspunkt 8 Hinweise f r die Fehlersuche und Beseitigung Sollten Sie Fragen haben wenden Sie sich bitte an unseren Service Tel 49 0 2102 498955 oder Ihre zust ndige Vertretung Halten Sie dazu bitte die Daten vom Typenschild bereit Ist nach Beseitigung eventueller St rungen und nach Einschalten der Netzspannung die korrekte Funktion nicht gegeben muss das Ger t durch den Hersteller berpr ft werden Bitte senden Sie das Ger t zu diesem Zweck in geeigneter Verpackung an B hler Technologies GmbH Reparatur Service Harkortstra e 29 40880 Ratingen Deutschland 9 1 Entsorgung Bei der Entsorgung sind die gesetzlichen Vorschriften insbesondere f r die Entsorgung von elektronischen Bauteilen zu beachten 10 Anhang 10 1 Grun
40. se f r einzelne Kohlenwasserstoffe bei gt 1 mager und bei lt 1 fett g ltigen Gleichungen enthalten das Kohlenstoff Wasserstoff Verh ltnis im Kohlenwasserstoff V 2 n m und die thermodynamischen Gleichgewichtskonstanten f r die Reaktionen CO CO 1 2 Olg Ke 4 505 14700 K T HO H 1 2 Ozlg Ku 2 947 13008 K T In der Praxis liegen allerdings meist Mischungen verschiedener Kohlenwasserstoffe vor Brenngase k nnen zus tzlich Wasserstoff Kohlenmonoxid und Stickstoff enthalten weiterhin tr gt die verwendete Luft mit ihrer Feuchtigkeit und ihrem Kohlendioxidgehalt zu den Gasgleichgewichten bei In entsprechend modifizierte Gleichungen m ssen mittlere V eingesetzt werden Die Verd nnung mit Stickstoff beeinflusst ein wenig im mageren Bereich aber nicht im fetten weil das Gleichgewicht zwischen den Wassergaskomponenten vom Druck und damit von der Wassergaskonzentration unabh ngig ist Ein besonderes Problem ist der Wechsel der Art der Gleichung zur Berechnung von beim Wechsel zwischen berschuss und Mangel an Sauerstoff Die exakte L sung besteht darin dass zu jedem Messpunkt die Konzentrationen der Wassergaskomponenten berechnet werden und je nachdem ob o CO H gt gr er oder kleiner als 2 g O ist die eine oder andere Gleichung angewendet wird DE 43 23 879 Die von der GO Messtechnik dazu entwickelte Software und Elektronik liefert die Ergebnisse praktisch verz gerunggsfrei BD550013 03 20
41. ungen kondensieren kann muss das Kondensat vor dem Ger t aufgefangen werden Wasser darf auf keinen Fall in die hei e Messzelle gelangen gt Ein externes Durchflussmessger t sollte stets hinter dem Gasaustritt installiert werden an dieser Stelle beeinflussen m gliche Lecks das Messergebnis nicht gt BA 4510 an die Netzversorgung anschlie en 12 BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 b ai CEF u TTTLIR TECHNOLOGIES Anschlussm glichkeiten M glich ist der Anschluss des Ger tes mit Umgehunggsleitung Bypass interne Pumpe saugt das Messgas an bzw mittels direkter Gaseinleitung Nur 0 1 bar berdruck zul ssig Material der Verbindungsleitungen Das Material der Verbindungsleitungen muss insbesondere bei langen Transportwegen und ung nstigen Temperaturverh ltnissen so gew hlt werden dass eine Sauerstoffpermeabilit t ausgeschlossen ist Der Hersteller empfiehlt in Abh ngigkeit von den herrschenden Messbedingungen folgende Materialien e Niedrige Messgastemperatur dickwandige PVC Schlauchleitungen e H here Messgastemperatur Tygon R 3603 Lieferer z B novodirekt Kehl e Sauerstoffkonzentration lt 1000 ppm Edelstahlrohrleitungen i HINWEIS Bei der Montage von Swagelok Verbindungen f r Stahlleitungen sind un bedingt die im Anhang gegebenen Hinweise des Herstellers zu beachten Siliconschlauchleitungen k nnen wegen ihrer S
42. weiler Gesch ftsf hrer Managing Director Technischer Leiter technical manager 23 04 07 es B hler Technologies GmbH Harkortstr 29 D 40880 Ratingen 1 3 Tel 49 0 21 02 49 89 0 Fax 49 0 21 02 49 89 20 k 7 Email buehler buehler ratingen com KX 55 0011 a BUTLER JECHNOLOGIZS Tragbarer O Analysator BA 4510 Der tragbare Analysator BA 4510 dient zur Messung von Sauerstoffspuren in Inertgasen Kernst ck des kalibrier und nahezu driftfreie Messzelle Messger tes ist eine bew hrte wartungsfreie Zirkoniumdioxid Me zelle Dieser Sauerstoffionen A 20 mA Ausgangssignal leiter vereint den Vorteil hoher Selektivit t mit einer hohen mechanischen Stabilit t und Konstanz In RS 232 Schnittstelle Inertgasen liefert die Messzelle mit sinkendem Sauerstoffpartialdruck eine steigende Spannung interne zuschaltbare Pumpe wodurch Spuren besonders gut gemessen werden k nnen Das Messsignal wird von einem internen einfache Men steuerung Prozessor in die Sauerstoffkonzentration umge rechnet auf dem LCD Display angezeigt und als programmierbare Grenzwerte analoges Stromsignal zur Verf gung gestellt Eine interne zuschaltbare Gaspumpe sorgt f r die keine Pr fgase erforderlich notwendige Durchflussmenge wenn das Messgas nicht ber den n tigen Vordruck verf gt Die Bedienung erfolgt men gesteuert ber Folien tasten auf der Frontseite F r die Messung in Gasen mit brennbar
43. werden Achten Sie auf die korrekte Spannungsversorgung GEFAHR Giftige tzende Gase Messgas kann gesundheitsgef hrdend sein Sorgen Sie ggf f r eine sichere Ableitung des Gases Stellen Sie vor Beginn der Wartungsarbeiten die Gaszufuhr ab und sichern Sie sie gegen unbeabsichtigtes Aufdrehen Sch tzen Sie sich bei der Wartung vor giftigen tzenden Gasen Tragen Sie die entsprechende Schutzausr stung GEFAHR Explosionsgefahr bei Verwendung in Explosionsgef hrdeten Bereichen Das Betriebsmittel ist nicht f r den Einsatz in explosionsgef hrdeten Bereichen geeignet Durch das Ger t d rfen keine z ndf higen oder explosiven Gasgemische Halogenen in hoher Konzentration und schwefelhaltige Gase z B SO 3 geleitet werden BD550013 03 2007 Art Nr 90 31 140 s Bedienungs und Installationsanleitung Sauerstoff Analysator BA 4510 h ai TECHNOLOGIES 3 Produktbeschreibung 3 1 Messprinzip Die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration in Gasen ist in der Industrie aber auch in Laboratorien eine h ufig erhobene Forderung Am h ufigsten wird in Gasen gemessen die eine merkliche von der Tem peratur unabh ngige Sauerstoffkonzentration aufweisen Als Grundlage f r die Bestimmung der Sauer stoffkonzentration in Gasen mit dem BA 4510 dient die NERNST Gleichung Dabei ist U Zellenspannung in mV R Molare Gaskonstante R 8 31441 J mol K T Messtemperatur in K 1 U RT In poz Luft F Faraday Konstante
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