Advance Optima Modul Uras 14

Service-Handbuch

43/24-1005-0 DE

Inhaltsübersicht

SHB_U14

Seite 1-1

Kapitel 1:

Funktionsbeschreibung

Kapitel 2:

Analysatormodulvarianten

2-1

Kapitel 3

Modulbestandteile

3-1

Kapitel 4:

Fehlersuche (in Vorbereitung)

4-1

Kapitel 5:

Prüfen (in Vorbereitung)

5-1

Kapitel 6:

Wechselarbeiten

6-1

Kapitel 7:

Kalibrierung (in Vorbereitung)

7-1

Kapitel 8:

Konfigurierung (in Vorbereitung)

8-1

Kapitel 9:

Ersatzteilkatalog

9-1

Service Dokumentation Modul Uras 14

iii

Kapitel 1: Funktionsbeschreibung

Überblick Dieses Kapitel

... enthält die Beschreibung der physikalischen Grundlagen und Informationen über die Erfassung von Einflußgrößen.

Inhalt dieses Kapitels

In diesem Kapitel finden Sie folgende Informationen:

Thema Physikalische Grundlagen Erfassen von Einflußgrößen Ex Konzept (in Vorbreitung)

SHB_U14

Kapitel 1: Funktionsbescheibung

siehe Seite 1-2 1-6 1-7

1-1

Physikalische Grundlagen Meßprinzip

• NDIR-Verfahren (Nichtdispersive Infrarot - Analyse) • Meßeffekt beruht auf der Resonanzabsorption gasspezifischer Schwingungsrotationsbanden verschiedenatomiger Gasmoleküle im Spektralbereich des mittleren Infrarot zwischen 2,5 und 8 µm Wellenlänge. • Identifikation der jeweiligen einzeln zu messenden Gase erfolgt durch die ihnen eigenen Absorptionsbanden. Jedes Gas besitzt ein solches Absorptionsspektrum (Fingerabdruck). Ausnahme: - einatomige Gase, wie Edelgase - symetrische Gase, wie z.B. N2, O2, H2 - diese genannten Gasarten können mit dieser Methode nicht gemessen werden • Der Zusammenhang zwischen der gemessenen Absorption der Infrarotstrahlung und der Meßkomponente basiert auf dem LAMBERT-BEERschen Gesetz:

A = (I0 - I1) / I0 = 1 - e mit A I0 I1 ε(λ) ρ l

-εε(λ λ )⋅⋅ρ ⋅ l

= Absorption = in die Küvette eintretende Strahlung = aus der Küvette austretende Strahlung = Extinktionkoeffizient der Meßkomponente = Dichte der Meßkomponente = Länge der Meßküvette

Zwische der Dichte der Meßkomponente ρ und ihrer Volumenkonzentration c besteht die Beziehung

ρ = ρ0 ⋅ c ⋅ p/p0 ⋅ T0/T mit ρ0 = Dichte des reinen Gases p0 = Druck T0 = Temperatur unter Normalbedingungen (1013 hPa, 0°C). Die zweite Gleichung zeigt, daß die Volumenkonzentration der Meßkomponente von dem Druck und der Temperatur in der Meßküvette abhängt. Aus der ersten Gleichung ergibt sich ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen der Absorption und der Volumenkonzentration. Fortsetzung auf der folgenden Seite

1-2

Kapitel 1: Funktionsbeschreibung

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Physikalische Grundlagen, Fortsetzung Prinzipieller Aufbau

• Das Analysatormodul Uras 14 ist ein Zweistrahl-NDIR-Betriebsphotometer ohne dispersive Elemente. Das Modul besteht aus einer vollständigen selbsttragenden optischen Einrichtung mit folgenden Elementen: • Infrarot-Strahlungsquelle (Strahler) • Blendenrad (Chopper) • Strahlerblende • Meßküvette mit Meß- und Vergleichskammer • Infrarotdetektor mit Membrankondensator

Bild 1-1 Meßprinzip 1

2

3

4

5

6

7

8

CO CO

N2

1 Strahler 2 Strahlerblende 3 Blendenrad 4 Meßküvette 5 Meßkammer 6 Vergleichskammer 7 Infrarotdetektor 8 Membrankondensator

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Kapitel 1: Funktionsbescheibung

1-3

Physikalische Grundlagen, Fortsetzung IR-Strahlung

• wird mit Strahler erzeugt (breitbandig) • wird als Strahlenbündel wechselweise als Meß- und Vergleichsstrahl durch die Meß- bzw. Vergleichskammer der Meßküvette gesandt und wird von den Molekülen der Meßkomponente teilweise absorbiert. • wird mittels motorgetriebenem Blendenrad gegenphasig moduliert • tritt in Form der beiden modulierten Strahlenbündel weschselweise in den Infrarotdetektor ein

Blenden

• stellen durch entsprechende Justage das Strahlungsgleichgewicht von Meß- und Vergleichsstrahl her

Meßküvette

• wird in der Meßkammer je nach Funktion mit Meß-, Nullpunkt- und Endpunktgas beströmt, dabei wird je nach Konzentration ein Teil der Infrarot-Strahlung absorbiert. • ist in der Vergleichskammer mit einem nicht infrarotabsorbierenden Gas (N2) gefüllt, so daß die Strahlung ungehindert hindurchtritt.

Infrarotdetektor

• ist ein Zweischicht-Durchstrahldetektor mit vorderer und hinterer Kammer, die beide mit der zu messenden Gaskomponente gefüllt sind; somit wird die Selektivität durch den Infrarotdetektor bestimmt. Die beiden Kammern sind durch ein infrarotdurchlässiges Fenster getrennt. Außerdem werden die beiden Kammern noch durch eine gespannte Metallmembrane mit Gegenelektrode getrennt. Diese Einheit wird als Membrankondensator bezeichnet. •reagiert bei Anwesenheit der Meßkomponente wie folgt: • IR-Strahlung wird in der Meßkammer der Meßküvette abgeschwächt und tritt dann in die vordere Kammer des Empfängers ein • das zunächst mittels Blende und Kalibrierung hergestellte Strahlungsgleichgewicht zwischen Meß- und Vergleichsstrahl wird nun gestört • es entsteht eine Energiedifferenz (Temperaturänderung), die sich als Druckschwankung in der vorderen Kammer auswirkt; • diese Druckschwankung wird vom Membrankondensator durch Auslenkung der Metallmembrane gegenüber der festen Elektrode in eine Kapazitätsänderung umgeformt. • Da der Membrankondensator an einer hochohmigen Gleichspannung anliegt, wird ein entsprechendes periodisches Wechselspannungssignal erzeugt. Fortsetzung auf der folgenden Seite

1-4

Kapitel 1: Funktionsbeschreibung

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Physikalische Grundlagen, Fortsetzung Bild 1-2 Signalflußplan schematisch

RS232

IR-Modul

Int.Bus

Sensor-CPU A

A

µP D

D

p M CO

t

SO2

N2

t N2

CO

Rt

N2

N2 M

Bild 1-3 Prinzipbild Maximalbestückung

M CO SO2

N2

N2 N2

N2

CO

SO2

N2

N2

NO

CO2

N2

N2 NO

CO2

M

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Kapitel 1: Funktionsbescheibung

1-5

Erfassen von Einflußgrößen Begleitgaseinflußeffekte

Das Meßgas ist ein Gasgemisch, bestehend aus der Meßkomponente und den Begleitgaskomponenten. Wenn die Infrarot-Absorptionsbanden einer oder mehrerer Begleitgaskomponenten die Banden der Meßkomponente überlappen, beeinflußt dies das Meßergebnis. Der Einfluß der Störgaskomponenten wird Querempfindlichkeit bzw. Trägergasabhängigkeit genannt. Die Querempfindlichkeit wird ermittelt, indem ein Inertgas (z.B. N2) aufgeschaltet wird, dem die Störgaskomponente (entsprechend dem Meßgas) beigemischt ist. Dieser Einfluß wirkt sich auf die Meßwertanzeige am Nullpunkt aus. Die Trägergasabhängigkeit, die allerdings selten zu beobachten ist, kommt dadurch zustande, daß die physikalischen Eigenschaften des Meßgases sich stark von denen des Prüfgases unterscheiden. Dieser Störeinfluß verändert die Steigung der Gerätekennlinie; er wird am Endpunkt korrigiert. Zur Korrektur der Störeinflüsse stehen im Uras 14 Modul folgende Methoden zur Verfügung: • Interferenzfilter • Filterküvetten • interne elektronische Querempfindlichkeitskorrektur • interne elektronische Trägergaskorrektur

Druck

Die Volumenkonzentration der Meßküvette ist den Gasgesetzen folgend, abhängig vom Druck in der Meßküvette, also abhängig vom Prozeßgas- bzw. Luftdruck. Dieser Einfluß wirkt sich auf den Endpunkt aus und beträgt ca. 1% des Meßwertes pro 1% Druckänderung (also pro 10 hPa). Der Einfluß wird mittels eines internen Drucksensors auf 0.2% reduziert.

Durchfluß

Der Durchfluß hat einen Einfluß auf den Druck in der Meßküvette und die T90 -Zeit des Moduls. Der Durchfluß soll in den Grenzen von 20...100 l/h liegen.

Temperatur

Der Temperatureinfluß wirkt sich auf alle im Strahlengang vorhandenen optischen Bauteile unterschiedlich stark aus. Er wird unterdrückt durch: • Temperaturkompensation Ein Temperatursensor im Vorverstärker des 1. Infrarotdetektors mißt die Temperatur im Modul. Dieses Signal wird zur elektronischen Korrektur benutzt. Einfluß am Nullpunkt: ≤ 1% der Meßspanne pro 10°C Einfluß am Endpunkt: ≤ 3% des Meßwertes pro 10°C • Thermostatisierung (Option) Durch geregelte Beheizung der optischen Bauteile auf 60°C wird der Temperatureinfluß weiter reduziert. Einfluß am Nullpunkt: ≤ 1% der Meßspanne pro 10°C Einfluß am Endpunkt: ≤ 1% des Meßwertes pro 10°C

1-6

Kapitel 1: Funktionsbeschreibung

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Ex Konzept in Vorbereitung

Bild 1-4 Ex-Modul

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Kapitel 1: Funktionsbescheibung

1-7

Kapitel 2: Analysatormodulvarianten

Überblick Einleitung

Dieses Kapitel enthält die Beschreibung der einzelnen Modulvarianten.

Inhalt des Kapitels

in diesem Kapitel finden Sie folgende Informationen Thema Übersicht Modulvarianten Schlauch- und Rohrverbindungen

SHB_U14

Kapitel 2: Analysatormodulvarianten

siehe Seite 2-2 2-4 2-6

2-1

Übersicht Allgemeines

Das Analysatormodul Uras 14 kann je nach Meßaufgabe mit folgenden Hauptkomponenten ausgerüstet sein: • 1bis 4 Infrarotdetektoren • 1bis 2 Strahlengängen • max. 2 Infrarotdetektoren pro Strahlengang • folgende Bauteile sind immer eingebaut •beide Strahlereinsätze sind bestückt •thermostatierte Ausführung ist hardwaremäßig bestückt •Leiterplatte IR-Modul •Leiterplatte Sensor-CPU •Leiterplatte Drucksensor • Die Bestückung mit weiteren Bauteilen hängt ebenfalls von der Meßaufgabe bzw. gewünschten Ausstattung ab. • Das Modul ist in jeder Variante ohne Umbau ins 19“-Rack oder Wandgehäuse einbaubar. • Das Pneumatikmodul und Sauerstoff-Analysatormodul können in die Gaswege mit eingebunden sein.

Besondere Bauteile

Je nach Option und Meßaufgabe können folgende Bauteile eingebaut sein: • 1 bis 2 Kalibriereinheiten • 1 bis 2 Filterküvetten • Optische Filter • Gaswege • FPM-Schlauch • PTFE-Schlauch • Edelstahlrohr

Bild 2-1 Analysenmodul Uras 14

1 Anschlußplatte mit elektrischen und Gasanschlüssen 2 sensornahe Elektronik 3 optische Analysatorbauteile mit Heizhaube Fortsetzung auf der folgenden Seite 2-2

Kapitel 2: Analysatormodulvarianten

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Übersicht, Fortsetzung Bild 2-2 Analysatormodul Uras 14 (geöffnet)

1 Kalibriereinheit 2 2 Meßküvette 2 3 Grundträger mit Blenden 4 Blendeneinstellschraube für Strahlengang 2 5 Modulationseinheit mit Strahlern (nicht sichtbar) 6 Kalibriereinheit 1 7 Infrarotdetektor 1 8 Blendeneinstellschraube für Strahlengang 1 9 Meßküvette 1 10 Infrarotdetektor 2 11 Abschlußscheibe (hell oder dunkel) 12 Infrarotdetektor 3 13 Gasanschlüsse 14 Externe Spannungsversorgung 24 V 15 Interner Bus, externer Anschluß

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Kapitel 2: Analysatormodulvarianten

2-3

Modulvarianten Bild 2-3 Ausführung mit einem Infrarotdetektor

Bild 2-4 Ausführung mit zwei Infrarotdetektoren

Legende zu den Bildern 2-3...6

SG1 SG2 ST1 ST2 MK1 MK2 CC1 CC2 ID1...4

Strahlengang 1 Strahlengang 2 Strahler 1 Strahler 2 Meßküvette 1 Meßküvette 2 Kalibrierküvette für die Infrarotdetektoren im Strahlengang 1 Kalibrierküvette für die Infrarotdetektoren im Strahlengang 2 Infrarotdetektoren 1...4 Fortsetzung auf der folgenden Seite

2-4

Kapitel 2: Analysatormodulvarianten

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Modulvarianten, Fortsetzung Bild 2-5 Ausführung mit drei Infrarotdetektoren

Bild 2-6 Ausführung mit vier Infrarotdetektoren

Das Wissen über die Anordnung der einzelnen Bauteile ist für folgende Arbeiten erforderlich: • Fehlersuche • Konfigurierung • Optischer Abgleich • Phasenabgleich

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Kapitel 2: Analysatormodulvarianten

2-5

Schlauch- und Rohrverbindungen (wird noch ergänzt) Bild 2-7 Zwei Meßküvetten in Reihe geschaltet

Fortsetzung auf der folgenden Seite

2-6

Kapitel 2: Analysatormodulvarianten

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Schlauch- und Rohrverbindungen (wird noch ergänzt), Fortsetzung Bild 2-8 ZweiMeßküvetten mit strömenden Vergleichsgas

Fortsetzung auf der folgenden Seite

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Kapitel 2: Analysatormodulvarianten

2-7

Schlauch- und Rohrverbindungen (wird noch ergänzt), Fortsetzung Bild 2-9 Gaswege Edelstahlrohr

2-8

Kapitel 2: Analysatormodulvarianten

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Kapitel 3: Modulbestandteile

Überblick Einleitung

Dieses Kapitel enthält die Beschreibung der einzelnen Baugruppen und Bauteile.

Inhalt des Kapitels

indiesem Kapitel finden Sie folgende Informationen Thema Strahler Modulationseinheit Blenden Meßküvette Filterküvette Optisches Filter Kalibriereinheit Kalibrierküvette Infrarotdetektor Leiterplatte IR-Modul Leiterplatte Sensor-CPU Leiterplatte Drucksensor Leiterplatte Thermostatisierung Haube mit Zusatzheizung Verbindungskabel

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Kapitel 3: Modulbestandteile

siehe Seite 3-2 3-3 3-6 3-7 3-10 3-11 3-12 3-14 3-15 3-18 3-22 3-27 3-28 3-29 3-30

3-1

Strahler Lage im Modul

Es sind immer 2 Strahler (Strahlereinsätze) eingebaut. Die Strahlereinsätze sind in der Aufnahmescheibe (Aluminiumblock) der Modulationseinheit befestigt.

Aufbau

Der Strahlereinsatz besteht aus einem Reflektorkörper, in dem ein Drahtwendel mit Keramikhülse positioniert ist. Diese Einheit ist mit einem infrarotdurchlässigen Fenster gasdicht verschlossen. Der Strahlereinsatz ist aus Lebensdauergründen mit einem Spezialgas gefüllt.

Funktion

An den Strahlereinsätzen liegen je nach Modulbestückung, Meßkomponenten und Meßbereichen Gleichspannungen von ca. 5...10 V an. Der Wendel sendet nun eine breitbandige konstante Infrarotstrahlung entsprechender Intensität aus.

Bild 3-1 Strahlereinsatz

1 infrarotdurchlässiges Fenster 2 Strahlerwendel (hier nicht sichtbar) 3 elektrische Anschlüsse 4 Reflektorgehäuse

Bild 3-2 Modulationseinheit mit Strahlereinsatz

1 Modulationseinheit (Aufnahmescheibe) 2 Strahlereinsatz

3-2

Kapitel 3: Modulbestandteile

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Modulationseinheit Lage im Modul

Die Modulationseinheit ist am Grundträger mit Blendeneinstellung befestigt.

Aufbau

Die Modulationseinheit besteht aus: • Aufnahmescheibe, auf der alle Bestandteile montiert sind • 2 Strahlereinsätze • Blendenrad • Synchronmotor zum Antrieb des Blendenrades • Kupplung zwischen Synchronmotor und Blendenrad • Leiterplatte mit • Anschlüssen für Stahlerversorgung • Anschluß für Synchronmotor • Gabellichtschranke • O-Ringe zum Abdichten der Strahlereinsätze und der gesamten Modulationseinheit

Funktion

Der Synchronmotor treibt rechnergesteuert das Blendenrad an. Modulationsfrequenz: 7,3 Hz (Standardeinstellung). Das so angetriebene Blendenrad ist so konstruiert, daß es wechselweise die Meßbzw. Vergleichskammer der Meßküvette abdeckt, so daß die Infrarotstrahlung des Strahlers wechselweise 2x pro Umdrehung durch beide Kammern fällt. Die Zuordnung erfolgt über die Gabellichtschranke, durch eine Fahne die auf der Motorachse befestigt ist. Durch die gewählte Konstruktion entsteht eine modulierte Strahlung, die zur hohen Stabilität des Meßsignals beiträgt.

Bild 3-3 Modulationseinheit

1 Blendenrad 2 Synchronmotor 3 Leiterplatte Strahler 4 Strahlereinsätze 5 Aufnahmescheibe Fortsetzung auf der folgenden Seite

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Kapitel 3: Modulbestandteile

3-3

Modulationseinheit, Fortsetzung Bild 3-4 Modulationseinheit Blendenrad

1 Strahler 2 2 Blendenradöffnung, Strahlendurchlaß für Vergleichskammer 3 Strahler 1 4 Blendenradöffnung, Strahlendurchlaß für Meßkammer Fortsetzung auf der folgenden Seite

3-4

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Modulationseinheit, Fortsetzung Bild 3-5 Leiterplatte Strahler

Ein-/Ausgänge

U1

Gabellichtschranke

X1 X2 X3 X4

Verbindung zur Leiterplatte IR-Modul Synchronmotor Strahler 1 Strahler 2

Bild 3-6 Steckerbelegung

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Kapitel 3: Modulbestandteile

3-5

Blenden Lage im Modul

Die Blenden mit Einstellschrauben befinden sich im Grundträger zwischen Modulationseinheit und Meßküvetten.

Aufbau

Im Grundträger sind immer 2 Blenden montiert, die in Schiebevorrichtungen mittels Schraubentrieb horizontal hin und her bewegt werden können. Sie sind als Abbild der in Meß- und Vergleichskammer aufgeteilten Meßküvette gestaltet.

Funktion

Die Blenden schatten die Infrarotstrahlung des Strahlers, je nach Justage für den Meß- bzw. Vergleichsstrahl mehr oder weniger ab. Ziel: gleiche Intensitäten für beide Strahlen im Infrarotdetektor während der Grundeinstellung. Unsymmetrien sind konstruktions- bzw. meßgasbedingt. Abgleich erfolgt durch die Funktion „Optischer Abgleich“.

Bild 3-7 Blenden

1 Blendeneinstellschraube für Strahlengang 1 2 Blende im Strahlengang 1 3 Blende im Strahlengang 2 4 und 5 Blendeneinstellschraube für Strahlengang 2 6 Aufnahme für Meßküvette im Strahlengang 2 7 Aufnahme für Meßküvette im Strahlengang 1 8 O-Ringe zum Abdichten der Meßküvette(n) 9 Schlauchdurchführungen zum Pneumatikmodul 10 Grundträger

3-6

Kapitel 3: Modulbestandteile

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Meßküvette Lage im Modul

Die Meßküvette ist zwischen dem Grundträger mit Modulationseinheit und dem Infrarotdetektor bzw. Kalibriereinheit montiert.

Aufbau

Die Küvette besteht aus einem vergoldeten Profilrohr. Sie ist durch einen Steg in eine Meß- und eine Vergleichskammer aufgeteilt. Die Kammern sind beidseitig durch infrarotdurchlässige Fenster verschlossen. Die Vergleichskammer ist standardmäßig mit N2 gefüllt. Die Meßkammer kann über 2 Gasstutzen mit Meßgas beströmt werden. Die Gasanschlüsse sind für Rohr- bzw. Schlauchanschluß ausgebildet. Positionsstifte positionieren die Meßküvette eindeutig im Strahlengang. Aus konstruktiven Gründen sind bei kurzen Meßküvetten noch Zusatzkammern im Meß- und Vergleichsstrahl vorhanden, die mit N2 gefüllt sind.

Funktion

Die Küvetten haben meßbereichsabhängig unterschiedliche Längen. Da die Infrarotdetektoren für die jeweils zu messende Komponente mit einer fest zugeorneten Signalausbeute ausgestattet sind, muß gemäß LAMBERT-BEERschem Gesetz die Absorptioneinstellung in der Meßküvette stattfinden. Die Absorption der Infrarotstrahlung hängt von der zu messenden Konzentration (Meßbereich) und der optischen Weglänge ab. Die optische Weglänge ist die Strecke in der Meß- und Vergleichskammer zwischen den beiden sie begrenzenden Fenstern. Die Vergoldung der Kammeroberflächen hat folgende Funktion: • optimale Reflexion der Strahlung • Korrosionsschutz der Küvette Die Reflexionseigenschaften werden beim optischen Abgleich und der Kalibrierung berücksichtigt. Für besondere Anwendungen gibt es spezielle Meßküvetten: • Meßküvetten mit strömendem Vergleichsgas Die Vergleichskammer wird hier z.B. mit Meßgas (ohne die Meßkomponente) beströmt. Ergebnis: Absorption des Strahlungsanteils im Bereich der Störgasabsorp-tionslinien. Dies geschieht auf diese Weise in beiden Kammerteilen gleichmäßig. Es tritt keine Querempfindlichkeit auf. Eine andere Anwendung sind ∆-Messungen. • Meßküvette mit integrierter Filterküvette Hier sind beide Filterkammern (Meß-und Vergleichsseite mit der Störgaskomponente gefüllt. Hier wird zur Unterdrückung der Störgaseinflüsse (Querempfindlichkeit) in beiden Kammerteilen der Strahlungsanteil im Bereich der Störgaslinien absorbiert.

Varianten

Die Nennlänge ist die optische Weglänge zwischen den Fensterinnenseiten.

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NL (Nennlänge) mm 0,3 0,6 2

Schlauchanschluß X X X

Rohranschluß X X X

strömendes Vergleichsgas -

6

X

X

X

20

X

X

X

60

X

X

X

200

X

X

X

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-7

Fortsetzung auf der folgenden Seite

3-8

Kapitel 3: Modulbestandteile

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Meßküvette, Fortsetzung Bild 3-8 Meßküvetten NL 0,3, 0,6, 2, 6 mm

Bild 3-9 Meßküvette NL 20 mm

Bild 3-10 Meßküvetten NL 60, 200 mm

Legende zu den Bildern 3-8...11

1 Positionsstift für richtige Lage der Küvette im Strahlengang 2 Schaft auf der Blendenseite 3 Gaseingang, -ausgang 4 infrarotdurchlässiges Fenster 5 infrarotdurchlässige Fenster (vor und hinter der Meß- bzw. Vergleichskammer) 6 infrarotdurchlässiges Fenster 7 Vergleichskammer 8 Meßkammer Fortsetzung auf der folgenden Seite

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Kapitel 3: Modulbestandteile

3-9

Meßküvette, Fortsetzung Bild 3-11 Meßküvette mit strömendem Vergleichsgas

Bild 3-12 Meßküvette mit Filterküvette

1 Füllstutzen für Filterküvette (mechanisch verschlossen und verlötet) 2 Filterküvette, NL 40 mm (Füllung beider Kammern nach Angabe) 3 Vergleichskammer, NL 160 mm 4 Meßkammer, NL 160 mm

3-10

Kapitel 3: Modulbestandteile

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Filterküvette Lage im Modul

Die Filterküvette ist zwischen der Meßküvette und dem Infrarotdetektor bzw. zwischen Meßküvette und Kalibrierküvette montiert.

Aufbau

Die Filterküvette besteht aus einem vergoldeten Profilrohr. Sie ist durch einen Steg in eine Meß- und eine Vergleichskammer geteilt, die gasmäßig miteinander verbunden sind. Die Filterküvette ist beidseitig mit infrarotdurchlässigen Fenstern verschlossen. Zwei Positionsstifte positionieren die Filterküvette korrekt im Strahlengang.

Funktion

Meß- und Vergleichsseite sind individuell mit dem entsprechenden Störgas gefüllt. Dies bewirkt die Absorption des Strahlungsanteils im Bereich der Störgasabsorptionslinien. Ergebnis: Querempfindlichkeit wird stark reduziert.

Bild 3-13 Filterküvette NL 60 mm

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Kapitel 3: Modulbestandteile

3-11

Optisches Filter Lage im Modul

Die optischen Filter sind je nach Modulaufbau und Meßaufgabe an folgenden Stellen plaziert: zwischen Meßküvette und Infrarotdetektor zwei Infrarotdetektoren Kalibriereinheit und Infrarotdetektor

Aufbau

Das optische Filter (Interferenzfilter) besteht aus einer Siliziumscheibe, die je nach gewünschter Eigenschaft unterschiedlich metallisch bedampft ist. Das Filter ist in eine Metallfassung eingeklebt. Die Fassungen sind für die oben genannten Einbaulagen unterschiedlich aufgebaut.

Funktion

Durch den Einbau von Interferenzfiltern werden Strahlungsbereiche im Überlappungssektor der Meß- und Störbanden ausgeblendet. Dies bedeutet, daß je nach Filtertyp nur Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereiches das Filter passieren kann. Das Filter wirkt aus Symmetriegründen auf die Meß- und Vergleichsseite im Strahlengang. Der Einsatz der Filter hängt von folgenden Randbedingungen ab: Kombination der Gaskomponenten im Meßgas Konzentrationen der Komponenten Meßbereiche Filter werden hauptsächlich für die Meßkomponenten SO2, NO, N2O, und CnHm eingesetzt.

Bild 3-14 Optische Filter

1 optisches Filter, Bauform A (zwischen Meßküvette / Detektor und Detektor 2 optisches Filter Bauform B (zwischen Kalibrierküvette und Detektor)

3-12

Kapitel 3: Modulbestandteile

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Kalibriereinheit Lage im Modul

Die Kalibriereinheit ist optional eingebaut. Sie wird zwischen Meßküvette und Infrarotdetektor montiert.

Aufbau

Die Kalibriereinrichtung ist eine motorgesteuerte Schiebeeinrichtung.für die Kalibrierküvette. Ein kleiner Getriebemotor mit Mitnehmerbügel bewegt einen Schlitten. Zur besseren Positionierung und Fixierung der Kalibrierküvette sind kleine Dauermagneten angebracht. Die Befestigung wird mittels zweier U-Winkel erreicht, die für die Ausführung mit bzw ohne optisches Filter unterschiedlich sind.

Bild 3-15 Kalibriereinheit

1 Kalibrierküvette 2 Leiterplatte Steckanschluß 3 Getriebemotor 4 und 5 Dauermagnet 6 Schlitten Fortsetzung auf der folgenden Seite

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Kapitel 3: Modulbestandteile

3-13

Kalibriereinheit, Fortsetzung Bild 3-16 Beschaltung

3-14

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Kalibrierküvette Lage im Modul

Die Kalibrierküvette ist in der Kalibriereinheit montiert und ist nur optional vorhanden. In jedem Strahlengang kann jeweils eine Kalibrierküvette installiert sein.

Aufbau

Das Gehäuse der Kalibrierküvette besteht aus einem vergoldeten Metallrahmen mit vier Kammern, die durch infrarotdurchlässige Fenster gasdicht verschlossen sind. Drei Kammern sind mit Stickstoff gefüllt. Eine Kammer ist mit dem benötigten Prüfgasgemisch gefüllt.

Funktion

Die Kalibrierküvette wird zur Kalibrierung des Endpunktes verwendet. Je Strahlengang ist eine Kalibrierküvette möglich. Bei zwei Infrarotdetektoren im Strahlengang enthält die Kalibrierküvette eine Misch-füllung. Die Gasfüllung der Kalibrierküvette ist mit der einer Prüfgasflasche vergleichbar. Die auf der Kalibrierküvette aufgedruckte Konzentration ist die Füllkonzentration. Diese entspricht nicht der Kalibrierkonzentration für den Uras 14. Sie muß mit Prüfgas ermittelt werden.

Bild 3-17 Kalibrierküvette

1 Füllstutzen N2 (gasdicht verschlossen und verlötet) 2 und 3 Kammern mit N2 gefüllt, bei Meßbetrieb und Nullpunktabgleich im Strahlengang 4 Kammer mit N2 gefüllt, beim Endpunktkalibrieren im Vergleichsstrahlengang 5 Kammer mit Prüfgas gefüllt, beim Endpunktkalibrieren im Meßstrahlengang 6 Prüfgasfüllstutzen (gasdicht verschlossen und verlötet) 7 Füllstutzen N2 (gasdicht verschlossen und verlötet) SHB_U14

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-15

3-16

Kapitel 3: Modulbestandteile

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Infrarotdetektor Lage im Modul

Der Infrarotdetektor ist am Ende der Meßküvette plaziert. Je nach Anwendung können 1...4 Detektoren eingebaut sein. Je Strahlengang sind maximal 2 Detektoren möglich.

Aufbau

Der Infrarotdetektor besteht aus folgenden Teilen: • optopneumatischer Teil, bestehend aus zwei hintereinanderliegenden Kammern; diese sind durch infrarotdurchlässige Fenster voneinander getrennt. Die Kammern sind mit einer Gasfüllung versehen, die der jeweiligen Meßkomponente entspricht. Im nichtdurchstrahlten Teil befindet sich der Membrankondensator, bestehend aus einer gasdicht zwischen beiden Kammerteilen eingebauten Metallmembrane und einer festen Gegenelektrode. Beide Teile sind über gasdichte Durchführungen mit dem Vorverstärker verbunden. • Vorverstärker- er ist fester Bestandteil des Detektors. Im Vorverstärker ist ein Temperatursensor zur Temperaturkompensation integriert.

Funktion

Die in den Detektor einfallende Strahlung wird im Bereich der Absorptionslinien des Füllgases absorbiert und durch Molekülzusammenstöße momentan in Wärmeenergie respektive Druck umgesetzt. Diese Druckänderung wird vom Membrankondensator aufgenommen. Die angelegte Spannung von 150 V erzeugt nun über eine hochohmige Beschaltung ein entsprechendes Wechselspannungssignal im mV-Bereich. Die Hauptabsorption der Strahlung geschieht in der vorderen Kammer (positiver Aus-schlag). In der hinteren Kammer wirkt der flankenbetonte Strahlungsanteil der Rota-tionslinien, der im Überlappungsfall bei Störgaskomponenten zu Querempfind-lichkeiten führt. Durch die größere Tiefe der hinteren Kammer wird diese Stör-strahlung weitgehend absorbiert, so daß nun auch hier eine Druckerhöhung auftritt,die dem Druck in der vorderen Kammer entgegenwirkt. Auf diese Weise wird eine gewisse Unterdrückung der Querempfindichkeitseinflüsse erreicht. Der Temperatursensor dient zur Erfassung der Umgebungstemperatur der optischen Bauteile und ist somit Bestandteil der Temperaturkompensation des Meß-signals. Es wird nur der Sensor des 1. Infrarotdetektors herangezogen.

Bauarten

Alle Infrarotdetektoren sind mechanisch baugleich. Die Füllung entscheidet den Einsatz. Die Detektoren sind jeweils für alle nach Datenblatt zugelassenen Meßbereiche geeignet. Meßkomponenten: CO, NO, SO2, N2O, Frigen/R12, H2O, SF6, CS2, NH3 CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8, C4H10 , C6H6, C6H14 CO2 mit 10% Füllung für kleine Meßbereiche CO2 mit 100% Füllung für große Meßbereiche Fortsetzung auf der folgenden Seite

SHB_U14

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-17

Infrarotdetektor, Fortsetzung Bild 3-18 Infrarotdetektor

1 Brücken für Verstärkungsanpassung 2 Vorverstärker 3 Anschlußstecker zur Leiterplatte IR-Modul 4 Meembrankondensator 5 vordere und hintere Kammer 6 Positionsstifte bzw. -bohrungen 7 Füllstutzen(mechanisch verschlossen und verlötet)

Bild 3-19 Vorverstärker

BR 1 BR 2 BR 3 ST1 A/B

Verstärkung x 1 Verstärkung x 3 Verstärkung x10 Verbindung zur Leiterplatte IR-Modul Lötanschlußstellen für den Membrankondensator Fortsetzung auf der folgenden Seite

3-18

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Infrarotdetektor, Fortsetzung Bild 3-20 Vorverstärker Steckerbelegung _ Stecker 1 Verbindung zur IR-Ekektronik SIGN. GND 1___ + 150V 2___ 3 AGND 4___ TEMP 5___ + 15V 6___ GNDA 7___ SIGN. INP. 8___ TEST 9___ - 15V 10__

Hinweis

SHB_U14

Pin 3 von Stecker ST1 ist nicht vorhanden. Er wurde aus Kodierungsgründen gezogen (richtigePositionierung des Steckers).

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-19

Leiterplatte IR-Modul Lage im Modul

Die Leiterplatte sitzt seitlich neben dem Analysatormodul und ist auf die Leiterplatte Sensor-CPU aufgesteckt.

Aufbau

Die Leiterplatte ist zur Versorgung und Signalübertragung auf der Rückseite mit 3 Buchsenleisten versehen. Die Verbindung zu den optischen Bauteilen erfolgt über 2 seitliche Stiftleisten mittels zweier Bandkabel.

Funktion

Die Leiterkarte enthält folgende Funktionen: • 4x Kanalelektronik für die 4 möglichen Infrarotdetektoren mit der vom Rechner gesteuerten Verstärkungsanpassung 0.3/ 1.0/3,5/12-fach. • Netzteil 150 V für die Membrankondensatoren • Netzteil für Strahler 1 mit rechnergesteuerter Strahlerleistungseinstellung • Netzteil für Strahler 2 mit rechnergesteuerter Strahlerleistungseinstellung • Netzteil für Blendenradmotor • Lichtschrankensignal • Netzteil für die Motoren der Kalibriereinheiten

Bild 3-21 Leiterplatte IR-Modul

Ein-/Ausgänge

X3

X4 X7 X8 X9

Vorverstärker Infrarotdetektor 1 Vorverstärker Infrarotdetektor 2 Modulationseinheit (Strahler 1 und 2, Synchronmotor, Gabellichtschranke Kalibriereinheit 1 Kalibriereinheit 2 Drucksensor Vorverstärker Infrarotdetektor 3 Vorverstärker Infrarotdetektor 4 Verbindung zur Leiterplatte Sensor-CPU Verbindung zur Leiterplatte Sensor-CPU Verbindung zur Leiterplatte Sensor-CPU Fortsetzung auf der folgenden Seite

3-20

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Leiterplatte IR-Modul, Fortsetzung Bild 3-22.1 Steckerbelegung Leiterplatte IR-Modul Stecker X 3 1___ 2___ 3___ 4___ 5___ 6___ 7___ 8___ 9___ 10__ 11__  12__ + 5V 13__ L_SCHR 14__ + 15V 15__ - 15V 16__  17__ BARO 1 18__  19__ + 150V 20__  21__  22__ LN335 - 1 23__ + 15V 24__  25__ VV 1 26__ VV-Test 27__ - 15V 28__  29__ + 150V 30__  31__  32__ LM 335-2(nc) 33__ + 15V 34__  35__ VV 2 36__ VV-TEST 37__ - 15V 38__ S1 + S1 + F1 + S1 F1 S2 S2 + F2 MOTOR 1 F2 + MOTOR 2

Stecker X3 39__ 40__ 41__  42__ 43__ 44__ CCVORH 2 45__ CC 2 46__ + 15V 47__  48__ 49__ 50__ CCVORH 1 CC 1 + 15V

Fortsetzung auf der folgenden Seite

SHB_U14

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-21

Leiterplatte IR-Modul, Fortsetzung Bild 3-22.2 Steckerbelegung Leiterplatte IR-Modul Stecker 4  1___ + 150V 2___  3___  4___ LM 335 (no) 5___ + 15V 6___  7___ VV 3 8___ VV-TEST 9___ - 15V 10__  11__ + 150V 12__  13__  14__ LM 335-4 (no) 15__ + 15V 16__  17__ VV 4 18__ VV-TEST 19__ - 15V 20__

+ 5V

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2 A3

Stecker 8 1___  2___ 3___ 4___ 5___ 6___ 7___ 8___ 9___ 10__ 11__ 12__ 13__ 14__ 15__ 16__

+ 5V + 24V

24_COM

BARO 1 CCVORH1 CCVORH2 S_DOWN1

A8 A9 A10 CS-I/O-1 CS-I/O-2 RD WR ADH-CLK ADH-CLK2 RUN/HOLD AD1_PW INT_1 INT:2 INT_3 INT_4

Stecker 7 1___  2___ 3___ __4___ __5___  6___ 7___ 8___ 9___  10__ 11__  12__ 13__ 14__ 15__ 16__ 17__ 18__ 19__ 20__

Stecker 8 17__ 18__ 19__ 20__ 21__ 22__ 23__ 24__ 25__ 26__ 27__ 28__ 29__ 30__ 31__ 32__

Fortsetzung auf der folgenden Seite

3-22

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Leiterplatte IR-Modul, Fortsetzung Bild 3-22.3 Steckerbelegung Leiterplatte IR-Modul

+ 15V - 15V NTC 1 LM335-1 (NTC) RESET ICLK IDAT TFS_77 RFS_77 DIN_77 DOUT_77 SCLK_77 DRDY_77 SYNC_77 A=/CS_77

SHB_U14

Stecker 9 1___ 2___  3___ 4___ 5___  6___ 7___ 8___ 9___  10__ 11__ 12__ 13__ 14__ 15__ 16__ 17__ 18__ 19__ 20__

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-23

Leiterplatte Sensor-CPU Lage im Modul

Die Leiterplatte Sensor-CPU sitzt seitlich neben dem Analysenmodul und ist mit der Leiterplatte IR-Modul verbunden.

Aufbau

Die Leiterplatte Sensor-CPU ist mittels 3 Stiftleisten zur Signalübertragung mit der Leiterplatte Sensor-CPU verbunden. Weiter gibt es 5 Steckverbindungen zu zentralen und peripheren Funktionen.

Funktion

Die Leiterplatte enthält folgende Funktionen: • Prozessor für Modulsignalverarbeitung und -steuerung • Hilfsgrößen A/D-Wandler • Multiplexer Hilfsgrößen • Ansteuerung der internen Probenaufbereitung • Netzteile 15V, 24V • Reset-Generierung • Controller für internen Bus

Bild 3-23 Leiterplatte Sensor-CPU

Fortsetzung auf der folgenden Seite

3-24

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Leiterplatte Sensor-CPU, Fortsetzung Ein-/Ausgänge

X1 X2 X3 X4 X6 X7 X8 X9 X10 X12 X13

interner Bus RS232/Service RS232 Verbindung zur Leiterplatte IR-Modul Verbindung zur Leiterplatte IR-Modul Verbindung zur Leiterplatte IR-Modul Heizung 24V-Versorgung Verbindung zum Pneumatikmodul Eingang des Drucksensors (nicht für Uras 14-Modul) Dongle

Bestückung

D24 D18 H1 H2 H3

Flash-EPROM mit Firmware EEPROM mit Analysatordaten LED grün, Spannungsversorgung LED gelb, Wartungsbedarf Analysatormodul LED rot, Ausfall Sensor-CPU

Das EEPROM D18 enthält alle Analysator-Daten und Elektronik-Daten.

Bild 3-24 Steckerbelegung an Leiterplatte Sensor-CPU

Fortsetzung auf der folgenden Seite

SHB_U14

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-25

Leiterplatte Sensor-CPU, Fortsetzung Bild 3-25.1 Steckerbelegung Sensor-CPU Stecker X1 Interner Bus

Buchse X2 RS232 Service

Stecker X3 RS232

Stecker X4 Verbindung zu IR-Elektronik

Fortsetzung auf der folgenden Seite

3-26

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Leiterplatte Sensor-CPU, Fortsetzung Bild 3-25.2 Steckerbelegung Sensor-CPU Stecker X6 Verbindung zu IR-Elektronik

Stecker X7 Verbindung zu IR-Elektronik

Stecker X8 Heizung

Stecker X9 24V

Fortsetzung auf der folgenden Seite

SHB_U14

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-27

Leiterplatte Sensor-CPU, Fortsetzung Bild 3-25.3 Steckerbelegung Sensor-CPU Stecker X10 Pneumatikmodul

3-28

Kapitel 3: Modulbestandteile

Stecker X12 Durchflußsensor nicht relevant für Uras 14

SHB_U14

Leiterplatte Drucksensor Lage im Modul

Der Drucksensor ist an der Grundplatte des Analysatormoduls montiert.

Aufbau

Der Drucksensor ist auf einer Leiterplatte mit zugehöriger Beschaltung befestigt. Über eine Steckverbindung ist die Leiterplatte mit der Leiterplatte IR-Modul verbunden.

Funktion

Der Drucksensor hat die Aufgabe, den Druck in der Meßküvette zu messen. Das Signal wird zur Druckkorrektur des Meßsignals verrechnet. Als Option kann der Drucksensor auch über eine separate Schlauchleitung einen externen Druck messen. Technische Daten: • Absolutdrucksensor • Arbeitsbereich 700...1300 mbar • Offset-Kalibrierung notwendig

Bild 3-26 Leiterplatte Drucksensor

Ein-/Ausgänge

X2 A

Verbindung zur Leiterplatte IR-Modul Gaseingang (Druck in der Meßküvette)

Bild 3-27 Steckerbelegung

SHB_U14

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-29

Leiterplatte Thermostatisierung Lage im Modul

Die Leiterplatte ist am Grundträger befestigt.

Aufbau

Die Leiterplatte enthält 2 Heizwiderstände. Der Temperaturfühler (NTC) ist über ein Kabel angelötet. Ebenfalls ist ein Verbindungskabel zur Zusatzheizung angelötet. Versorgung und Regelung wird über einen Stecker zugeführt. Die Temperatursicherung ist mittels Verbindung angeklemmt.

Funktion

Die Leiterplatte Thermostatisierung ist zuständig für die Thermostatisierung der optischen Bauteile. Die Temperaturregelung ist eingestellt auf 55°C. Die Temperatursicherung löst bei 85°C aus.

Bild 3-28

1 Stecker X1 Versorgung, Regelung 2 Verbindung zur Zusatzheizung in der Haube 3 Temperaturfühler (NTC) 4 Heizwiderstände

Bild 3-29 Steckerbelegung Leiterplatte Thermostatisierung

Ein-/Ausgänge

3-30

X1 X2 R5 XA1/XA2

Steckanschluß zur Sensor-CPU Klemmanschluß Temperatursicherung Lötstellen für Temperaturfühler NTC Steckanschluß für Zusatzheizung in der Haube

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Haube mit Zusatzheizung Lage im Modul

Die Haube verschließt die optischen Bauteile.

Aufbau

Die Haube besteht aus einem U-Blech, auf dessen Seitenwänden je ein Heizelement montiert ist.

Funktion

Die Haube mit Heizung thermostatiert zusammen mit der Heizung am Grundträger alle optischen Bauteile. Sie hängt parallel über einer Steckverbindung an der Leiter-platte Thermostatisierung.

Bild 3-30 Haube mit Heizung

SHB_U14

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-31

Verbindungskabel Lage im Modul

Verbindung zwischen Leiterplatte IR-Modul und optischen Bauteilen.

Bild 3-31 Verbindung 1

Bild 3-32 Verbindung 2

Fortsetzung auf der folgenden Seite

3-32

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Verbindungskabel, Fortsetzung Bild 3-33 Steckerbelegung Verbindungskabel 1

Fortsetzung auf der folgenden Seite

SHB_U14

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-33

Verbindungskabel, Fortsetzung Bild 3-34 Steckerbelegung Verbindungskabel 2

Fortsetzung auf der folgenden Seite

3-34

Kapitel 3: Modulbestandteile

SHB_U14

Verbindungskabel, Fortsetzung Bild 3-35 Lage der Verbindungsstecker

SHB_U14

Kapitel 3: Modulbestandteile

3-35

Kapitel 4: Fehlersuche

Überblick Einleitung

Indiesem Kapitel finden Sie Hinweise zur Fehlersuche und Fehlerbeseitigung am Analysatormodul.

Inhalt dieses Kapitels

In diesem Kapitel finden Sie folgende Informationen:

Thema

siehe Seite

Fehlermeldungen in Display Keine Funktion Fehlerhafte/falsche Meßwertanzeige Ausgangsfehler Schnittstellenprobleme Sonstige Fehler

in Vorbereitung

SHB_U14

Kapitel 4: Fehlersuche

4-1

Kapitel 5: Prüfen

Überblick Einleitung

Dieses Kapitel beschreibt die Prüfung der wesentlichen Meß- und Einflußgrößen am Analysatormodul, sowie die Überprüfung der Bauteile. Auf besondere Hilfsmittel wird an entsprechender Stelle hingewiesen.

Inhalt dieses Kapitels

In diesem Kapitel finden Sie folgende Informatinen:

Thema Dichtigkeit Durchfluß Meßsignal Leiterplatte IR-Modul Leiterplatte Sensor-CPU Strahler Modulationseinheit Meßküvette Kalibriereinheit Kalibrierküvette Infrarotdetektor Drucksensor Temperaturregelung

siehe Seite 5-2

5-7 5-9

5-14

teilweise in Vorbereitung

5-1

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Dichtigkeit der Meßgaswege prüfen Hilfsmittel

Dichtigkeitsprüfgerät

Prüfmethode

Druckabfallmethode: • Prüfdruck p = 50 mbar • Prüfzeit t = 180 sec • Druckabfall < 5 mbar

Ablauf Schritt 1 2 3

5-2

Aktion Schlauchführung gemäß Verschlauchungsplan überprüfen. Meßgas ausgang verschließen. Dichtigkeitsprüfgerät an Meßgaseingang anschließen.

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Durchfluß in Vorbereitung

5-3

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Meßsignal in Vorbereitung

5-4

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Leiterplatte IR-Modul in Vorbereitung

5-5

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Leiterplatte Sensor-CPU in Vorbereitung

5-6

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Strahler Hilfsmittel

Multimeter

Prüfmethode

Spannungs-/Widerstandsmessung • Kaltwiderstand: 13 Ω ± 0,5 • Einprägespannung: 5,6 V ± 0,5 7,45 V ± 0,5 9,5 V ± 0,5

2,2 W Strahlerleistung 3,8 W Strahlerleistung 6,8 W Strahlerleistung

Ablauf Schritt 1

2

5-7

Aktion Spannungsprüfung: • Strahlerspannung kann an den elektrischen Durchführungen des Strahlereinsatzes gemessen werden. Hinweis: bei den Spannungen 7,45 V und 9,5 V leuchtet der Wendel sichtbar. Widerstandsprüfung: • Steckverbindungen der Leiterplatte Strahler lösen. • Kaltwiderstand des betreffenden Strahler an den Durchführungen messen.

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Modulationseinheit in Vorbereitung

5-8

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Meßküvette Hilfsmittel

eventuell Reinigungsmittel

Prüfmethode

Sichtprüfung

Ablauf Schritt 1 2

3

5-9

Aktion Meßküvette ausbauen. Sichtprüfung: • Fenster müssen ohne Belege und staufrei sein • vergoldete Innenoberflächen müssen den typische Goldspiegelglanz ohne jegliche Schattierung aufweisen. Reinigung: • mit destillierten Wasser spülen (schütteln); eventuell mit etwas Geschirrspülmittel entspannen • mit destilierten Wasser nachspülen • mit Stickstoff trocknen (eventuell dabei auf ca. 60°C erwärmen)

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Kalibriereinheit in Vorbereitung

5-10

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Kalibrierküvette in Vorbereitung

5-11

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Infrarotdetektor in Vorbereitung

5-12

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Drucksensor in Vorbereitung

5-13

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Temperaturregelung Hilfsmittel

Multimeter

Prüfmethode

Spannungs-/Widerstandsmessung • Versorgungsspannung 24 V • Heizwiderstände Grundträger: ca 12,5 Ω Haube ca. 50 Ω • Temperaturfühler (NTC) ca. 8 kΩ • Übertemperatursicherung auf Durchgang prüfen

Ablauf Schritt 1 2 3

5-14

Aktion Anschlußkabel (Stecker X8 der LP Sensor-CPU) von der Karte abzehen. elektrische Verbindung auf der Haube abziehen. Widerstände an den entsprechenden Steckern messen.

Kapitel 5: Prüfen

SHB_U14

Kapitel 6: Wechselarbeiten

Überblick Einleitung

Dieses Kapitel zeigt die Arbeitsschritte und Maßnahmen beim Austausch von Bauteilen.

Befolgen und beachten Sie alle Anleitungen und Hinweise in diesem Kapitel, damit Sie die Bauteile und Module sicher und fehlerfrei aus und einbauen können!

Achtung! Die in diesem Kapitel beschriebenen Arbeiten setzen Spezialkenntnisse voraus und machen unter Umständen ein Arbeiten am geöffneten und unter Spannung stehenden Analysensystem erforderlich! Daher dürfen sie nur von qualifizierten und besonders geschulten Personen durchgeführt werden!

Inhalt dieses Kapitels

In diesem Kapitel finden Sie folgende Informationen:

Thema

SHB_U14

Übersicht

siehe Seite 5-2

Analysatormodul Uras 14 aus-/einbauen Strahlereinsätze tauschen Modulationseinheit tauschen

5-3 5-5 5-6

Meßküvette tauschen

5-7

Kalibrierküvette und Kalibriereinheit tauschen

5-9

Infrarotdetektor tauschen

5-10

Leiterplatten IR-Modul und Sensor-CPU tauschen

5-11

Übertemperatursicherung tauschen

5-12

Kapitel 6: Wechselarbeiten

6-1

Übersicht Bild 6-1 Analysatormodul

6-2

Kapitel 6: Wechselarbeiten

SHB_U14

Analysatormodul Uras 14 ein-/ausbauen Modul ausbauen

Zum Ausbauen des Moduls gehen Sie folgendermaßen vor: Schrit t 1 2 3

Energieversorgung des Analysensystems ausschalten. Gaszufuhr (Meßgas und ggf. Vergleichsgas) zum Analysator unterbrechen. Gasleitungen von den Anschlüssen des Analysatormoduls lösen.

4

Analysatormodul spülen.

5

Systemgehäuse öffnen.

6 7

Kabelverbindungen zwischen Analysatormodul und Zentraleinheit lösen. Kabelverbindung zur Haube lösen.

8

4 Schrauben (1) lösen

9

Haube entfernen.

10

Befestigungsschrauben des Analysatormoduls lösen. 4 Schrauben an der Gasanschlußplatte (2). 4 Muttern an der Grundplatte (3). Analysatormodul aus dem Gehäuse herausnehmen

11

Modul einbauen

Aktion

Zum Einbau des Moduls gehen Sie folgendermaßen vor Schrit t 1 2 3 4

Aktion Analysatormodul in das Systemgehäuse einsetzen. Analysatormodul mit den 4 Schrauben und 4 Muttern befestigen. Haube einbauen. Kabelverbindungen wieder herstellen.

5

Systemgehäuse schließen.

6

Dichtigkeit des Analysatormoduls prüfen.

7

Gasleitungen an das Analysatormodul anschließen.

8

Gaszufuhr zum Analysatormodul herstellen.

9

Energieversorgung des Analysensystems einschalten Fortsetzung auf der folgenden Seite

SHB_U14

Kapitel 6: Wechselarbeiten

6-3

Analysatormodul Uras 14 ein-/ausbauen, Fortsetzung

Bild 6-2 Analysatormodul öffnen

Bild 6-3 Analysatormodul ausbauen

6-4

Kapitel 6: Wechselarbeiten

SHB_U14

Strahlereinsätze tauschen Hinweis

Die Strahlereinsätze können ohne Ausbau des Analysatormoduls gewechselt werden. Die beiden Stecker sind von der Leiterplatte der Modulationseinheit zu ziehen. Jeweils 2 Schrauben sind herauszudrehen.

Bild 6-4 Strahlereinsätze tauschen

SHB_U14

Kapitel 6: Wechselarbeiten

6-5

Modulationseinheit tauschen Hinweis

Die Modulationseinheit kann ohne Ausbau des Analysatormoduls gewechselt werden. Der Stecker des Verbindungskabels ist von der Leiterplatte der Modulationseinheit abzuziehen. Die 3 Schrauben (1) sind herauszudrehen.

Bild 6-5 Modulationseinheit ausbauen

Bild 6-6 Modulationseinheit zerlegen

6-6

Kapitel 6: Wechselarbeiten

SHB_U14

Meßküvette tauschen Meßküvette ausbauen/einbauen

Zum Ausbauen der Meßküvette gehen Sie folgendermaßen vor:

Schrit t 1 2 3

Aktion Schritt 1-7 aus „Analysatormodul ausbauen“ durchführen. Infrarotdetektorverbindungsleitungen abziehen. Ggf. Verbindungsleitunge der Kalibriereinheitabziehen.

4

Schelle am Grundträger lösen und aufbiegen.

5

Schläuche von der Meßküvette abziehen.

6

Ggf. Befestigungs-O-Ring bei 200mm-Küvette entfernen

7 8

Gesamte optische Einheit aus dem Grundträger herausschieben und entnehmen. Optische Einheit je nach Option gemäß Bild zerlegen.

9

Einbau in umgekehrter Reihenfolge.

Bild 6-7 Ausbau ohne Kalibrierküvette

Fortsetzung auf der folgenden Seite SHB_U14

Kapitel 6: Wechselarbeiten

6-7

Meßküvette tauschen, Fortsetzung Bild 6-8 Meßküvette Ausbau mit Kalibriereinheit

6-8

Kapitel 6: Wechselarbeiten

SHB_U14

Kalibrierküvette und Kalibriereinheit tauschen Kalibrierküvette ausbauen

Zum Ausbauen der Kalibrierküvette gehen Sie folgendermaßen vor:

Schrit t 1

Kalibrierküvette einbauen

Aktion Alle Schritte wie unter „Meßküvette ausbauen“ durchführen.

Achtung! Beim Einbau ist auf die richtige Seitenlage des Kalibrierküvettenfensters mit der Prüfgasfüllung zu achten. Linker und rechter Strahlengang sind spiegelbildlich angeordnet.

Bild 6-9 Kalibriereinheit mit Kalibrierküvette

SHB_U14

Kapitel 6: Wechselarbeiten

6-9

Infrarotdetektor tauschen Infrarotdetektor ausbauen/einbauen

Zum Ausbauen des Infrarotdetektors gehen Sie folgendermaßen vor:

Schrit t 1 2 3

Aktion Schritt 1-7 aus „Analysatormodul ausbauen“ durchführen. Alle Verbindungsleitungen zu den optischen Bauteilen abziehen. Schelle am Grundträger lösen und aufbiegen.

4

Schläuche von der Meßküvette abziehen.

5

Ggf. Befestigungs-O-Ring bei 200 mm-Küvette entfernen.

6

Gesamte optische Einheit aus dem Grundträger herausziehen und entnehmen. Infrarotdetektor gemäß Bild 5-8 bzw. 5-10 ausbauen.

7 8

Einbau in umgekehrter Reihenfolge Es ist darauf zu achten, daß die richtige Abschlußscheibe (hell oder dunkel) hinter den Infrarotdetektor gesetzt wird.

Bild 6-10 Infrarotdetektor ausbauen

6-10

Kapitel 6: Wechselarbeiten

SHB_U14

Leiterplatten IR-Modul und Sensor-CPU tauschen Leiterplatten ausbauen

Zum Ausbauen der Leiterplatten gehen Sie folgendermaßen vor:

Schrit t 1 2 3 4 5

Leiterplatten einbauen

Aktion Energieversorgung des Analysensystems ausschalten. Die große Tür des Systemgehäuses öffnen. Alle Kabelverbindungen von den Leiterplatten entfernen. 2 Rändelmuttern RS1 und RS2 lösen und die Leiterplatten IR-Modul und Sensor-CPU gemeinsam aus der Halterung entfernen. 4 Befestigungsschrauben (1) entfernen und die Leiterplatte IR-Modul vorsichtig von den Steckverbindungen zur Leiterplatte Sensor-CPU abziehen.

Der Einbau erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.

Bild 6-11 Ansicht Analysatormodul

Achtung! Die Leiterplatte Sensor-CPU enthält das Flash-EPROM mit der ModulFirmware und das EEPROM mit den modulspezifischen Daten!

SHB_U14

Kapitel 6: Wechselarbeiten

6-11

Übertemperatursicherung tauschen Übertemperatursicherung ausbauen

Übertemperatursicherung einbauen

Zum Ausbau der Übertemperatursicherung gehen Sie folgendermaßen vor:

Schrit t 1 2 3 4

Aktion Energieversorgung des Analysensystems ausschalten! Die große Tür des Analysengehäuses öffnen. Haube entfernen. Steckverbindung von der Leiterplatte Thermostatisierung abziehen.

5

Übertemperatursicherung (T) aus dem Grundträger herausziehen.

Der Einbau erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.

Bild 6-12 Analysatormodul Teilansicht

6-12

Kapitel 6: Wechselarbeiten

SHB_U14

Kapitel 7: Kalibrierung

Überblick Einleitung

Dieses Kapitel enthält die Beschreibung der Grundkalibrierung des Analysatormoduls, sowie die der Hilfsdetektoren.

Inhalt dieses Kapitels

In diesem Kapitel finden Sie folgende Informationen:

Thema Grundkalibrierung des Uras 14 Grundkalibrierung der Hilfsgrößen

siehe Seite 7-2

in Vorbereitung

SHB_U14

Kapitel 7: Kalibrierung

7-1

Kapitel : Konfigurierung

Überblick in Vorbereitung

SBH_U14

Kapitel 8: Konfigurierung

8-1

Kapitel 9: Ersatzteilkatalog

Überblick Einleitung

Dieses Kapitel enthält den Ersatzteilkatalog für das Analysatormodul Uras 14. Es Beschreibt die Ersatzteile mit Artikel-Nr, Bezeichnung und zusätzlichen Angaben.

Inhalt des Kapitels

In diesem Kapitel finden Sie folgende Informationen: Thema Hinweise Ersatzteilkatalog

SHB_U14

Kapitel 9: Ersatzteilkatalog

siehe Seite 8-2 8-3

9-1

Hinweise in Vorbereitung

9-2

Kapitel9: Ersatzteilkatalog

SHB_U14

Ersatzteilkatalog Artikel-Nr.

Bezeichnung

zusätzliche Angaben

VT

VE

JB

0745 611 0745 401

Modulationseinheit Strahlereinsatz

mit 2 Strahlereinsätzen komplett

0768 417

Grundträger

für Modulationseinheit, mit Blenden

0967 979

Schlüssel

für Strahlereinsatz

0746 271

Empfänger CO

mit Vorverstärker

0,2

0768 458

Empfänger SO2

mit Vorverstärker

0,2

0768 459

Empfänger NO

mit Vorverstärker

0,2

0856 053

Empfänger CO2-10%

mit Vorverstärker

0,2

0856 296

Empfänger CO2-100%

mit Vorverstärker

0,2

0743 968

Empfänger H2O

mit Vorverstärker

0,2

0856 320

Empfänger Frig/R12

mit Vorverstärker

0,2

0856 629

Empfänger N2O

mit Vorverstärker

0,2

0746 254

Empfänger NH3

mit Vorverstärker

0,2

0856 096

Empfänger CH4

mit Vorverstärker

0,2

0746 255

Empfänger C2H2

mit Vorverstärker

0,2

0746 256

Empfänger C2H4

mit Vorverstärker

0,2

0746 257

Empfänger C2H6

mit Vorverstärker

0,2

0746 258

Empfänger C3H6

mit Vorverstärker

0,2

0743 969

Empfänger C3H8

mit Vorverstärker

0,2

0746 260

Empfänger C4H10

mit Vorverstärker

0,2

0746 261

Empfänger C6H6

mit Vorverstärker

0,2

0856 319

Empfänger C6H14

mit Vorverstärker

0,2

0746 259

Empfänger CS2

mit Vorverstärker

0,2

0746 262

Empfänger SF6

mit Vorverstärker

0,2

0271 234

Abschlußscheibe

dunkel

0271 324

Abschlußscheibe

hell

0768 443

Meßküvette

0,3 mm

0,3

0768 444

Meßküvette

0,6 mm

0,3

0768 448

Meßküvette

2 mm

0,3

0768 449

Meßküvette

6 mm

0,3

0768 450

Meßküvette

20 mm

0,3

0768 453

Meßküvette

60 mm

0,3

0768 454

Meßküvette

200 mm

0,3

0768 433

Meßküvette

0768 435

Meßküvette

20 mm, strömendes Vergleichsgas

0,3

0768 437

Meßküvette

60 mm, strömendes Vergleichsgas

0,3

0768 439

Meßküvette

200 mm, strömendes Vergleichsgas

0,3

0768 472

Meß-Filterküvette

200 mm, (160/40), Füllung angeben

0,3

0768 477

Filterküvette

FK60, Füllung angeben

0,2

6 mm, strömendes Vergleichsgas

x

Bemerkung

0,2

0,3

Fortsetzung auf der folgenden Seite

SHB_U14

Kapitel 9: Ersatzteilkatalog

9-3

Ersatzteilkatalog, Fortsetzung Artikel-Nr.

Bezeichnung

zusätzliche Angaben

VT

VE

JB

0856 484 0856 485

Kalibriereinheit Kalibriereinheit

für Ausführung ohne opt. Filter für Ausführung mit opt. Filter

0,2 0,2

5618 170

Kalibrierküvette

Füllkonzentration angeben

0,2

0768 180

Optisches Filter

CO2

0768 181

Optisches Filter

CO2, für Kalibriereinheit

0856 303

Optisches Filter

NO

0856 306

Optisches Filter

NO,

0856 304

Optisches Filter

CnHm

0856 307

Optisches Filter

CnHm, für Kalibriereinheit

0856 631

Optisches Filter

N2O

0856 632

Optisches Filter

N2O,

0768 491

Optisches Filter

SO2

0768 492

Optisches Filter

SO2, für Kalibriereinheit

0768 515

Optisches Filter

SF6

0768 516

Optisches Filter

SF6, für kalibriereinheit

0768 523

Optisches Filter

CO2, für reduzierte Empfindilchkeit

0271 565

Schlauchstutzen

0271 586

Rohranschluß

0839 968

Rohrverschraubung

SO 5.1021-5-4, Edelstahl

0801 936

Anschlußset

für Rohrverschrubung (intern)

x

Set

1

0801 937

Dichtungsset

Dichtungen und Befestigungen

x

Set

1

0768 534

Verbindungsschlauch

komplett, PTFE

0069 841

Schlauch

FPM-70-SW-4x1,5 (7/4x1,5)

0801 935

Spannring

opt. Bauteile mit opt. Filter

0856 099

Schelle

0745 722

Leiterplatte

Drucksensor

0745 744

Leiterplatte

Temperierung

0745 836

Temperatursicherung

0745 823

Heizwiderstand

montiert, für Haube

0745 648

Leiterplatte

IR-Modul

0745 745

Leiterplatte

Sensor-CPU

0745 832

Verbindung

IR-Modul - IR-Elektronik, groß

0745 833

Verbindung

IR-Modul - IR-Elektronik, klein

0745 927

Verbindung

24V

0801 938

Einbaustecker

24V, mit Kabel und Federleiste

0801 945

Verbindungen

interner Bus

Bemerkung

für Kalibriereinheit

für Kalibriereinheit

Set 3 Stück

x

1

Set

Fortsetzung auf der folgenden Seite

9-4

Kapitel9: Ersatzteilkatalog

SHB_U14

Ersatzteilkatalog, Fortsetzung Artikel-Nr.

Bezeichnung

zusätzliche Angaben

0743 091

Verbindung

Modul/PC

0768 494

Flammensperre

Spülgas

0768 493

Flammensperre

Meßgas

SHB_U14

Kapitel 9: Ersatzteilkatalog

VT

VE

JB

Bemerkung

9-5

Technische Änderungen vorbehalten Printed in the Fed. Rep. of Germany 43/24-1005-0 DE 10.98