OEM-Sensormodule für die paramagnetische Sauerstoffmessung
Das Messprinzip paramagnetischer Sauerstoffsensoren macht sich die Eigenschaft des Sauerstoffatoms zunutze, das aufgrund der beiden ungepaarten Elektronen paramagnetisch ist. Bei einigen Messverfahren wird ein durch einen magnetischen Wind verursachtes Temperaturungleichgewicht zwischen Thermistorpaaren genutzt, um die Sauerstoffkonzentration zu bestimmen. Die von Angst+Pfister Sensors and Power entwickelte Serie paramagnetischer Sauerstoffsensoren Parox1200 basiert auf der Messung der Kraft, die erforderlich ist, um eine mit Stickstoff gefüllte Glashantel unter einem Magnetfeld in ihrer ursprünglichen Position zu halten. Die elektrostatische Kraft, die erforderlich ist, um die Hantel in ihrer ursprünglichen Position zu halten, ist direkt proportional zur Sauerstoffkonzentration.
Das Ausgangssignal des paramagnetischen Sauerstoffsensors Parox1200 weist praktisch keine Querempfindlichkeiten zu anderen Gasen auf. Ein weiteres Hauptmerkmal des paramagnetischen Sauerstoffsensormoduls Parox1200 ist die sehr geringe Drift über die Zeit, die durch eine Kombination aus einer erhitzten Zelle (55 °C), der Auswahl der richtigen Materialien und einer für die Anwendung vordefinierten Einbrennphase erreicht wird. Die Signalwiederholbarkeit liegt bei über ±0,03 Vol. -% O2 und die Nullpunktdrift ist geringer als ±0,1 Vol. -% O2/Woche. Jedes einzelne Modul durchläuft eine strenge Qualitätsprüfung, die eine hervorragende Leistung in jeder Anwendung garantiert. Die Fehlerquote, einschließlich Neigung, Temperatur, Druck und Durchfluss, ist so gering und überschaubar, dass sich viele Kunden bei der Installation und dem Betrieb des paramagnetischen Sauerstoffsensormoduls Parox1200 für ein Plug-and-Play-Konzept mit minimalem Wartungsaufwand entscheiden. In Verbindung mit anderen positiven Eigenschaften wie lange Lebensdauer, schnelle Ansprech- und Wiederherstellungszeiten und geringer Wartungsaufwand machen diese Merkmale den Parox1200 zur ersten Wahl für die Analyse von Gasgemischen mit Gasen, die das Signal der meisten anderen Arten von Sauerstoffsensoren potenziell zerstören oder verfälschen würden.
Der paramagnetische Sauerstoffsensor der Serie Parox1200 zeichnet sich durch seine Kompaktheit aus. Der Sensor ist für den Einbau in Gasanalysegeräten oder Gasmesssystemen mit Prozesssteuerungsmodulen vorgesehen. Es handelt sich hierbei um ein Sensormodul zur Messung erzwungener Strömungen, das über Anschlüsse für den Gasein und austritt in den Größen 3 mm oder 1/8" verfügt. Mit Abmessungen von 80 × 78 × 93 mm und einem Gewicht von knapp über 1 kg weist das Design des Sensors eine nahezu perfekte Kubatur auf. Das paramagnetische Sauerstoffsensormodul Parox1200 verfügt über konfigurierbare Standardmessbereiche von 0-25 Vol. -% O2. Der breite, konfigurierbare Messbereich des Parox eignet sich vor allem für Anwendungen im Bereich der Sauerstoffgeneratoren, für die strenge Toleranzanforderungen gelten. Alternativ verfügt die Serie Parox über ein Standard-Ausgangssignal von 4-20 mA linear, optional mit einem spannungsbasierten Signal von 0-1V, 0-4V und 0-10V linear.
Die beliebtesten Anwendungen von vielen für das paramagnetische Sauerstoffsensormodul der Serie Parox1200 sind die Analyse des Sauerstoffüberschusses sowie die Abgasüberwachung in nahezu allen Arten von Verbrennungssystemen – Kontinuierliches Emissionsmesssystem („Continuous Emission Measurement System”, CEMS). Beim Verbrennungsprozess in Kraftwerken, Heizkraftwerken oder bei der Stahlerzeugung reagiert der Luftsauerstoff O2 mit dem Brennstoff. Bei der Verbrennung entstehen unerwünschte Schadstoffe, wie etwa Kohlenmonoxid und Stickoxide. Durch die Messung des O2-Gehalts kann die Verbrennung optimiert und die Bildung von Schadstoffen sowie der Brennstoffverbrauch reduziert werden. So lassen sich die Betriebskosten senken, gleichzeitig wird die Umwelt geschont. Der Sensor Parox1200 misst die Sauerstoffkonzentration unabhängig von der Konzentration aller anderen Gase, die bei einem Verbrennungsprozess entstehen.
Eine weitere beliebte Anwendung für das paramagnetische Sauerstoffsensormodul Parox1200 ist die Überwachung des Sauerstoffgehalts in Gärbehältern, biochemischen Fermentern und Abgasen, die einen hohen Anteil an schwefelhaltigen Gasen aufweisen. Das Sensormodul Parox1200 liefert zuverlässige Messwerte und ist durch die Verwendung von Materialien wie PVDF, Glas, Stahl 1.4571, Gold und Viton, die allen korrosiven Gasen standhalten, für den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen ausgelegt.
Abb. 2. Die Abbildung zeigt die Vorder- und Rückseite des nahezu kubischen paramagnetischen OEM-Sauerstoffsensormoduls OXYPA; auf der Rückseite (links) ist der Anschluss der elektrischen Klemmenleiste zu sehen, auf der Vorderseite (rechts) die Anschlüsse für den Gasein- und -austritt. Die Anschlüsse für die Signaleinstellung (Nullpunkt und Endwert) sind ebenfalls in der Abbildung rechts zu sehen.
