西门子中国软启动器总代理商

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发布日期：2025-04-03
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产品描述

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ULTRAMAT 23 型气体分析仪能够同时测量多达四种气体组分：较多可测量三种红外敏感气体，比如 CO、CO2、NO、SO2、CH4，另外可以使用电化学氧气传感器 O2。

ULTRAMAT 23 基本类型可：

1 测量一种红外气体组分带（或不带）氧含量测量
2 测量三种红外气体组分带（或不带）氧含量测量
3 测量三种红外气体组分带（或不带）氧含量测量
使用用于沼气厂的 ULTRAMAT 23 型气体分析仪，较多可以连续测量四种气体组分：两种红外敏感气体（CO2 和 CH4），以及采用电化学测量单元测量 O2 和 H2S。
使用带有顺磁性氧气电池的 ULTRAMAT 23 型气体分析仪，较多可以连续测量四种气体组分：可测量三种红外敏感气体以及采用“哑铃型”测量单元测量 O2 。

优势

AUTOCAL 带有环境空气自动标定（取决于测量组分）
由于不需要校准气体，成本效益高
由于采用多层检测器，选择性高，例如，低水蒸汽交叉灵敏度
可根据需要现场清洁样本室。
由于污染后可以重新使用，因此可节约成本
纯文本格式的菜单提示操作
*操作员手动控制，安全性高
服务信息和日志
预防性维护；为维修和维护人员提供帮助，节约成本
编码操作员级别，可防止未经授权的访问
安全性提高
开放式接口结构 (RS 485，RS 232，PROFIBUS，SIPROM GA)
简化的过程集成；远程操作和控制

在生物气设备中使用时的*特优势

连续测量所有四个重要组分，包括 H2S
即使在高浓度下也能保证很长 H2S 传感器使用寿命； *稀释或反吹
可燃性气体的导入和测量（出现在生物气设备中）（例如，允许 70% 的 CH4）（Tü认证）应用范围

小型燃烧系统的操作优化
对于使用所有类型燃料（油、燃气和煤）的燃烧系统，监测它们的废气排放浓度；并执行热力焚烧厂的运行测量
室内空气监测
监测水果贮藏间、温室、发酵室和仓库的空气质量
监控过程控制功能
在钢的热处理期间监测环境状况
在无潜在爆炸危险的环境中使用

沼气厂中的应用

对用于生成沼气的发酵罐进行监控（进料端和纯产品端）
监控气体驱动的电机（发电）西门子中国软启动器总代理商
监控沼气向商业燃气网络的输送情况

顺磁氧传感器的应用

烟气分析
装置惰性化
室内空气监测
医疗工程

其它应用

环境保护
化工厂
水泥工业

特殊型号

单独气路

无带泵的双红外组分 ULTRAMAT 23 提供有两个单独的气路。这样，它就可以同时测量两个采样点，例如，可测量 NOx 转化炉前后的 NOx 含量。
ULTRAMAT 23 气体分析仪可在排气测量系统中使用，并可用于过程及安全监控。

符合 EN 14181 和 EN 15267 的型号

根据在欧盟已标准化且在许多欧洲国家都需要遵守的 EN 14181，连续排气监测系统 (CEMS) 需要进行 QAL 1 合格测试，即对包括气路和调节部分在内的整个测量系统进行认证。根据 EN 15267，这种测试必须由独立的认证机构来完成。例如在德国，该测试由德国技术监督协会 (TüV) 来完成，并且要将报告提交给联邦/州排放物控制工作 (Bund/L?nder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz - LAI) 进行审批。德国联邦环境部 (Umweltbundesamt - UBA) 会在其联邦公报中发出通知，德国技术监督协会 (TüV) 也会发出通知在英国，英国环境署下属的 Sira Environmental 公司根据 MCERTS 方案出具 QAL 1 测试报告、提交审批和在 SIRA Environmental 上公布。其它欧洲国家均按照德国或英国的认证方案执行。
为了在 EN 14181 应用中使用，在 CEM CERT 组中具有订货号 7MB235X 的设备 (7MB1957) 都已根据德国标准 EN 15267 进行了认证测试。这些德国技术监督协会版 ULTRAMAT 适合根据* 13 和 27 版 BlmSchV 以及 TA Luft 标准来测量 CO、NO、SO2 和 O2。经过德国技术监督协会测试与认证的较小量程：西门子中国软启动器总代理商

单组份和双组份分析仪

CO：0 - 200 mg/m3
NO：0 - 150 mg/m3
SO2:0 - 400 mg/m3

3 组分分析仪

CO：0 - 250 mg/m3
NO：0 - 400 mg/m3
SO2:0 - 400 mg/m3

经测试，也具有符合 EN 15267-3 的附加量程：

CO：0 - 1250 mg/m3
NO：0 - 2000 mg/m3
SO2:0 - 7000 mg/m3

可根据 EN 14181 (QAL 3) 标准来测定分析仪的漂移，也可通过 PC 并使用 SIPROM GA 维护和维修软件测定。另外，部分排放气体分析计算机厂商提供了通过分析仪的串行端口读取漂移数据并在分析计算机上进行自动记录和处理的功能。
在也认可符合 MCERTS/SIRA 的 QAL 1 证书的国家中，ULTRAMAT 23 7MB233X 型号可用作 7MB235X 替代产品，作为通过 MCERTS 认证的测量仪器中的分析仪模块使用。
经过认证的较小测量范围如下：

单组份和双组份分析仪

CO：0 - 150 mg/m3
NO：0 - 100 mg/m3
SO2:0 - 400 mg/m3

3 组分分析仪

CO：0 - 250 mg/m3
NO：0 - 400 mg/m3
SO2:0 - 400 mg/m3

响应时间更短的型号

两个冷凝阀间的连接件装配在一个阻流器上，引导整个气流穿过测量室（否则仅 1/3 流量），也就是说响应时间快了 2/3。所有其它组件的功能保持不变

阻流器室吹扫

消耗 100 ml/min（上游压力：约 3000 hPa）

设计

19" 机架式，具有 4 HU 高度
- 处于铰链机架中
- 在带有或不带有伸缩导轨的机柜上
前面板上有样气流量指示器；
可选：集成的样气泵（便携型的标准配置）
样气入口和出口以及零气的气体连接；管道直径为 6 mm 或 ?"
气和电气连接在后部（便携型：样气进口在前端）

显示和控制面板

操作方式基于NAMUR 标准
分析仪的参数化和试运行快速简单
带有大屏幕背光灯的 LCD 显示测量值
用于参数化、测试功能、校准的菜单驱动输入
可清洗薄膜键盘
纯文本用户帮助
6 种语言的操作软件西门子中国软启动器总代理商

输入/输出

用于启动/停止样气泵、触发自动标定和让几个设备同步的三个数字量输入
8 个继电器输出可以任意配置用于故障检查、维护请求、维护开关、限制报警、量程识别和外接电磁阀。
八个附加的数字量输入和继电器输出（可选）
电隔离模拟量输出

通信

基本装置配备了 RS485 接口（从后面板连接）。

选项

RS 485/RS 232 转换器
RS 485/以太网转换器
RS 485/USB 转换器
通过 PROFIBUS DP/PA 接口接入网络
作为维修和维护工具的SIPROM GA 软件

ULTRAMAT 23，薄膜键盘和图形显示器

设计 – 与样气相接触的部件

气路		19" 机架式装置	台式
带有软管	冷凝收集瓶/气体入口	-	PA（聚酰胺）
	冷凝收集瓶	-	PE（聚乙烯）
	6 mm 管线	PA（聚酰胺）	PA（聚酰胺）
	气路连接件 ?"	不锈钢（材料号 1.4571）	不锈钢（材料号 1.4571）
	软管	FPM (氟化橡胶)	FPM (氟化橡胶)
	压力开关	FPM（氟橡胶）和 PA6-3-T（聚砜）	FPM（氟橡胶）和 PA6-3-T（聚砜）
	转子流量计	PDM/Duran 玻璃/X10 铬镍钛 1810	PDM/Duran 玻璃/X10 铬镍钛 1810
	弯管/三通件	PA6	PA6
	内置泵，选件	PVDF/PTFE/EPDM/FPM/Trolene/ 不锈钢材，料编号：1.4571	PVDF/PTFE/EPDM/FPM/Trolene/ 不锈钢材，料编号：1.4571
	电磁阀	FPM70/Ultramide/不锈钢材，料编号：1.4310/1.4305	FPM70/Ultramide/不锈钢材，料编号：1.4310/1.4305
	安全冷凝阀	PA66/NBR/PA6	PA66/NBR/PA6
	分析仪舱室
	本体	铝	铝
	衬套	铝	铝
	装配件	不锈钢（材料号 1.4571）	不锈钢（材料号 1.4571）
	窗口	CaF2	CaF2
	粘合剂	E353	E353
	O 形密封圈	FPM (氟化橡胶)	FPM (氟化橡胶)
带管路，仅提供“无泵”型	气路连接件 6 mm /?"	不锈钢（材料号 1.4571）
	硬管	不锈钢（材料号 1.4571）
	分析仪舱室
	本体	铝
	衬套	铝
	装配件	不锈钢（材料号 1.4571）
	窗口	CaF2
	粘合剂	E353
	O 形密封圈	FPM (氟化橡胶)

ULTRAMAT 23，设计

气路西门子中国软启动器总代理商

气路插图的图例
1	样气/校准气体的入口	10	电磁阀
2	气体出口	11	样气泵
3	AUTOCAL/零气的进气口，或者样气/校准气的进气口（通道 2）	12	压力开关
3	AUTOCAL/零气的进气口，或者样气/校准气的进气口（通道 2）	13	流量指示器
4	气体出口（通道 2）	14	分析仪装置
5	外壳吹扫：	15	安全冷凝阀
6	大气压力传感器入口	16	氧传感器（电化学）
7	斩波器隔间吹扫入口	17	气压传感器
8	冷凝收集瓶，带过滤器	18	硫化氢传感器
9	安全细滤清器	19	氧气测量元件(顺磁)

ULTRAMAT 23，便携式，安装在钢板机壳中，带有内部样气泵，凝液罐在前板上带有安全过滤器，可选氧气测量

ULTRAMAT 23，19" 机架安装外壳，内置有样气泵；可进行氧气测量

ULTRAMAT 23，19“机架安装外壳，不带内置样气泵，用于氧气测量

ULTRAMAT 23，19" 机架安装型外壳，不带内部样气泵，带有独立的气路，用于*二个测量组分或*二个和*三个测量组分，可选氧气测量

ULTRAMAT 23，19" 机架安装型外壳，管道中的样气路型，单独气路，通常不带样气泵，不带安全过滤器，不带安全凝液罐

ULTRAMAT 23，19" 机架安装型外壳，带内部样气泵和 H2S 传感器

ULTRAMAT 23，19" 机架安装外壳，内置有样气泵，可进行顺磁氧气测量

功能

ULTRAMAT 23 使用了两种相互独立并可选择的测量原理。

红外气体测量

ULTRAMAT 23 红外气体测量原理基于气体分子具有特定的红外光吸收波段，采用单光束交变红外分析方法。一个辐射源 (7) 被加热到约 600 °C ，然后光源发出的红外辐射由一个斩波器 (5) 以 8 1/3 Hz 的频率进行调制。

IR 放射物穿过样本室 (4)，样气流到样本室中，由于被测成分的冷凝作用，样气的密度降低了。

接收室建立有两到三层检测器，充满了被测成分。

光谱吸收波段的中间位置的能量**被**层检测室 (11) 吸收。边缘波段的光则被*二层检测器室 (2) 和*三层检测器室 (12) 吸收。

上、下层之间的吸收经微流量传感器耦合。来自上层和下层的负反馈导致光谱灵敏度带的带宽变窄。提高分辨精度、消除红外交叉干扰。改变划片 (10) 的位置，可以改变下层检测气室的红外吸收。

旋转断束器 (5) 在样本室内产生一个脉动气流，微流量传感器 (3) 再把气流转换成电信号。

微流量传感器中有两个被加热到大约 120 oC的镍格栅，这两个镍格栅和两个电阻形成惠斯通电桥。脉动气流与镍格栅的稠密分布一起引起了格栅电阻变化。这回导致桥路中的偏移，偏移量取决于样气的浓度。西门子中国软启动器总代理商

注意

进入到分析仪的样气必须不含灰尘。必须防止样品室中发生冷凝。因此，大多数应用中有必要对气体进行改性。

在分析仪所处的环境空气中不含有高浓度的被测组分。

ULTRAMAT 23，红外通道的工作原理（以三层检测器为例）

使用空气进行自动标定 (AUTOCAL)

ULTRAMAT 23 可以使用空气（如环境空气）进行自动标定。自动标定的周期可调（1 至 24 小时，0= no AUTOCAL），腔室用空气进行清洗。然后检测器会生成较大信号 U0（在样本室内无吸收）。该信号既可以作为待测红外组分的零点标定，又可以作为满量程的标定信号。

随着被测成分的浓度增加，样本室内的吸收也随着增加。由于采用这种预吸收，因此探测器中的可探测辐射能量减小，从而信号电压也随之降低。对于 ULTRAMAT 23 单束产品，被测成分和测得电压之间的数学关系可以近似表示为以下指数公式：

U = U0 · e-kc

c 浓度
k 设备相关常量
U0零气基本信号（无被测成分的样气）
U 检测器信号

放射能量中的变化、采样室的污染、或是探测器元件的老化都会对 U0 产生相同的影响，结果如下所示：

U’ = U’0 · e-kc

除取决于密度 c 之外，随着 IR 源的老化，测量电压不断出现变化，或者是由于污染的持久性。

每个 AUTOCAL 都会根据当前有效的值跟踪总特性。还将以这种方式来补偿温度和压力波动。

如上所述，只要设备监视的 U 值仍处于一定的容许范围之内，就可以忽略测量中污染和衰变的影响。

两个或两个以上的 AUTOCAL 间的范围误差可在 ULTRAMAT 23 和一报警报文输出上单独实现配置化。如果该值跌落到原始出厂设置 U0 值的 50 % 一下，仪器就会输出报警。大多数情况下，这是由于样本室被污染造成的。

校准

可将测量单元设置为每隔 1 到 24 小时使用环境空气或氮气自动校准零点。根据新确定的 U’o 和作为默认值存储的设备特定参数数学计算红外敏感元件的校准点。我们建议使用校准气体每年对校准点进行一次检查。（有关 TüV 细信息，参见选择与订货数据下的“校准间隔(TüV)”）。

如果安装有电化学传感器，建议使用空气进行自动校准。除了红外敏感元件的零点校准之外，还可以同时自动校准电化学氧气2传感器的校准点。单点校正后，氧2传感器的特性足够稳定。电化学传感器的零点只需要通过连接氮气每年检查一次。

校准

氧含量测量

氧气传感器基于燃料电池原理来工作的。氧气在阴极和电解液的边界层发生转换。电子发射电流在铅阳极和阴极之间流动，并流经一个存在测量电压的电阻器。测得的电压与样气中的氧浓度成正比。

使用弱酸性的电解液，相比其它类型的传感器，对于交叉干扰不敏感，诸如 CO2，CO，H2 和 CH4等的影响。

注意

氧气传感器可以用于大于 1% 和小于 1% 这两种氧气2浓度。但是，在从高浓度到低浓度（小于 1%）的突然变化的情况下，该传感器将需要更长的运行时间，以获得一个恒定的测量值。特别是在测量点之间切换时，应考虑到该情况，并设置合适的冲洗次数。

ULTRAMAT 23，氧传感器的工作原理

用于测定硫化氢的电化学传感器2

硫化氢通过扩散阻挡层（气体隔膜）进入到传感器中，并在工作电极处氧化。在反电极上发生减少大气中氧气的形式的反应。可以将电子的作为与气体浓度成正比的电流在连接器针脚上传输。

校准

当连接有氮气或空气时，“自动校准”(AUTOCAL) 会自动重新校准零点。建议每月使用校准气检查校准点（45 至 50 vpm）。

必须每隔一小时执行一次自动校准（例如，使用环境空气）。在执行该操作时，必须确保环境空气按照 11°C 的露点饱和。

如果干燥的环境空气无法保证满足该条件，调整气体必须通过加湿器，然后通过一个冷却器（露点 11°C）。

如果载气含有如下成分，则**不能使用硫化氢传感器：

含有氯的化合物
含有氟的化合物
重金属
气溶胶
碱性组分
NH3 > 5 vpm

硫化氢传感器的工作原理2

顺磁性氧气电池

与其它气体相比，氧具有较高的顺磁性。该属性用作测量方法的基础。

两个*磁铁在测量单元中产生不均匀的磁场。如果氧分子流入到测量单元 (1) 中，它们将被吸入到磁场中。这将产生脱离磁场的两个反磁性空心球体 (2)。该旋转运动以光学的形式记录，并用作控制补偿流量的输入变量。这会通过金属丝环 (3) 产生与围绕两个空心球体的旋转运动相反的转矩。补偿电流与氧气的浓度成比例。

校准西门子中国软启动器总代理商

在处理空气时使用自动校准功能对校准点进行校准（对应于使用电化学氧气传感器进行的校准）。为了遵守技术数据，在测量范围小于 5% 的情况下，必须每个星期使用氮气对顺磁测量单元的零点进行一次校准，在测量范围较大的情况下，必须每两个月使用氮气对顺磁测量单元的零点进行一次校准。

或者，也可以使用惰性气体（如氮气）进行自动校准。在测量范围的极限点在很大程度上保持稳定时，每年调整一次极限点就足够了。

顺磁性氧气电池的工作原理

交叉干扰，顺磁性氧气电池

伴生气体	公式	20 °C 时的偏差	50 °C 时的偏差
乙醛	C2H4O	-0.31	-0.34
丙酮	C3H6O	-0.63	-0.69
乙炔	C2H2	-0.26	-0.28
氨气	NH3	-0.17	-0.19
氩气	Ar	-0.23	-0.25
苯	C6H6	-1.24	-1.34
溴	Br2	-1.78	-1.97
丁二烯	C4H6	-0.85	-0.93
正丁烷	C4H10	-1.1	-1.22
异丁烯	C4H8	-0.94	-1.06
氯气	Cl2	-0.83	-0.91
二乙炔	C4H2	-1.09	-1.2
一氧化二氮	N2O	-0.2	-0.22
乙烷	C2H6	-0.43	-0.47
乙基苯测量	C8H10	-1.89	-2.08
乙烯	C2H4	-0.2	-0.22
乙二醇	C2H6O2	-0.78	-0.88
环氧乙烷	C2H4O	-0.54	-0.6
呋喃	C4H4O	-0.9	-0.99
氦	氦气	0.29	0.32
正己烷	C6H14	-1.78	-1.97
氯化氢，盐酸	HCl	-0.31	-0.34
氟化氢，氢氟酸	HF	0.12	0.14
二氧化碳	CO2	-0.27	-0.29
一氧化碳	CO	-0.06	-0.07
氪	Kr	-0.49	-0.54
甲烷	CH4	-0.16	-0.17
甲醇	CH4O	-0.27	-0.31
二氯甲烷	CH2Cl2	-1	-1.1
甲硅烷，硅烷	SiH4	-0.24	-0.27
氖	氖	0.16	0.17
正辛烷	C8H18	-2.45	-2.7
苯酚	C6H6O	-1.4	-1.54
丙烷	C3H8	-0.77	-0.85
丙烯	C3H6	-0.57	-0.62
氯化丙烯	C3H7Cl	-1.42	-1.44
氧化丙烯	C3H6O	-0.9	-1
氧气	O2	100	100
二氧化硫	SO2	-0.18	-0.2
六氟化硫	SF6	-0.98	-1.05
硫化氢	H2S	-0.41	-0.43
氮气	N2	0	0
二氧化氮	NO2	5	16
一氧化氮	NO	42.7	43
苯乙烯	C8H8	-1.63	-1.8
甲苯	C7H8	-1.57	-1.73
氯乙烯	C2H3Cl	-0.68	-0.74
氟乙烯	C2H3F	-0.49	-0.54
水（蒸汽）	H2O	-0.03	-0.03
氢气	H2	0.23	0.26
氢气	氙	-0.95	-1.02