Für die Detektion brennbarer Gase kommen zwei Messprinzipien infrage: Katalytische Verbrennung und Infrarotabsorption (IR). Der größte Vorteil katalytischer Sensoren liegt in ihrem konkurrenzlos günstigen Preis. Allerdings benötigen katalytische Sensoren mindestens einen Sauerstoffanteil von 10 %. Damit kommen sie beispielsweise für inertisierte Anlagen nicht infrage. Sie können durch hohe Konzentrationen oder Katalysatorgifte zerstört werden und erfordern eine regelmäßige Kalibrierung. Anwendungen aus diesen Bereichen sind daher die Domäne der IR-Detektoren.
Bernd Rist
Viele Gase haben die Eigenschaft, Licht einer bestimmten Wellenlänge zu absorbieren. Die absorbierte Wellenlänge ist stoffspezifisch, die Intensität der Absorption ist sowohl stoff- als auch konzentrationsabhängig. Diesen Effekt macht man sich zunutze, um Gase oder Dämpfe zu detektieren. Die C-H-Schwingung von Kohlenwasserstoffen führt zum Beispiel zu einer Absorption von infrarotem Licht mit der Wellenlänge von 3,4 µm.
In der praktischen Anwendung leitet man einen Infrarotstrahl durch eine mit dem zu messenden Gas durchströmte Küvette. Je mehr Kohlenwasserstoffe im Lichtweg vorhanden sind, das heißt je höher die Gaskonzentration, umso mehr Strahlung wird absorbiert. Diese Lichtabsorption wird mit einem IR-Detektor gemessen. Effekte durch Schmutz, Feuchte, andere Gase oder Lichtstärkeschwankungen der Strahlungsquelle werden durch einen Referenzstrahl mit anderer Wellenlänge kompensiert.
Sicherheit durch Selbstüberwachung
Der Ausfall wichtiger Komponenten wie zum Beispiel Strahlungsquelle oder IR-Detektor führt in jedem Fall zu einem Systemfehler, da das System den Ausfall als 100%ige Absorption, also einen gefährlichen Zustand, detektiert. Diese Überwachung gilt als Selbstdiagnoseverfahren im Sinne der BGI 518 (Merkblatt T 023 der Berufsgenossenschaft der chemischen Industrie) und erlaubt damit eine Verlängerung der Wartungsintervalle.
Der Statox 501 IR ist mit einer selbstleuchtenden dreistelligen LED-Anzeige ausgestattet, die die aktuelle Gaskonzentration als % UEG (Untere ExplosionsGrenze) angibt. Dies ermöglicht das Ablesen der Konzentration und vereinfacht die vorgeschriebene regelmäßige Überprüfung ganz erheblich. Die Taster des Kalibrieradapters erlauben den Zugang zu einem passwortgeschützten Menu. So können Betriebsparameter abgefragt oder geändert bzw. eventuell nötig gewordene Justierungen vorgenommen werden. Zu diesem Zweck ist der Kalibrieradapter mit einem Gasanschluss versehen. Eine zweite Öffnung für den Gasauslass ermöglicht den Betrieb des Systems im Durchfluss.
Das EEx e-Anschlussgehäuse dient zugleich als Wandhalterung. Bei geöffnetem Klemmenraum sind die Anschlussklemmen frei zugänglich. Das Unterteil kann zum Anschluss der Kontakte mit einer beiliegenden Montagehilfe in Position gehalten werden. Damit sind beide Hände für die Montage frei.
Kompakte Bauweise
Der Statox 501 IR besitzt kleine Abmessungen, der Sensors ist als in sich geschlossene Einheit aufgebaut. Die Ausführung des Sensors als gekapseltes Element schützt die Optik vor eindringendem Staub und Insekten. Der Sensor ist in der Mitte des Transmitters untergebracht. So wird die Verlustleistung des Sensors und der Elektronik genutzt, um die Optik stets einige Grad über der Umgebungstemperatur zu halten. Ohne zusätzliche Heizung des Sensors wird so Kondensation sicher vermieden.
Der Energiebedarf des Transmitters beläuft sich daher gerade mal auf ein Watt. Dies bedeutet eine erhebliche Kosteneinsparung bei der Dimensionierung der Energieversorgung und der Verkabelung.
Die Schutzart IP 67 des gesamten Messkopfes ermöglicht den Einsatz unter extremen Industriebedingungen.
Der Messkopf ist als autonomer 4…20 mA-Transmitter ausgelegt. Er kann sowohl in Verbindung mit dem Statox 501-Kontroller als auch direkt an einem Prozessleitsystem betrieben werden. Das Messsignal ist von der Energieversorgung galvanisch getrennt.
cav 404
Auf einen Blick
Messkomponenten: gas- und dampfförmige KW
Messbereich: 0 bis 100 % UEG
Messprinzip : Infrarot, NDIR 2-Kanal
Nachweisgrenze : 3 % UEG Methan
Ansprechzeit : t50 < 10 s, t90 < 25 s
Genauigkeit (Full Scale): ±2 % UEG bei RT
Messbereitschaft nach : 20 s
Betriebstemperatur : -20 °C bis +44 °C
Lagertemperatur : -20 °C bis +60 °C
Feuchtebereich : 0 bis 99 % r. F.
Druckbereich : 800 bis 1100 hPa
Stromversorgung : 24 V (DC) / 1 W
Anschluss : 4 Draht
Ausgang : 4…20 mA, galvanisch getrennt, Wartung auf 2 oder 4 mA konfigurierbar, Systemfehler 0 mA
Messwertanzeige : LED dreistellig
Gehäusematerialien: rostfreier Edelstahl, glasfaserverstärktes Polyamid
Gehäuseschutzart: IP 67
Ex-Schutz nach Atex: II 2 G EEx de IIC T5
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