ULTRAMAT/OXYMAT 6 气体分析仪实际上是将 ULTRAMAT 6 和 OXYMAT 6 分析仪组装在一个同一机壳中。

ULTRAMAT 6 通道是根据交变红外双光束原理来高度选择性地测量那些红外吸收波段在 2~9µm 范围内的气体，例如：CO、CO₂、NO、SO₂、NH₃、H₂O 、CH₄以及其它碳氢化合物。

OXYMAT 6 通道采用交变顺磁压力方法来检测气体中氧浓度。

• 气路采用耐腐蚀性材料（可选）
  • 可用于测量强腐蚀性样气
• 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
• 开放式接口体系结构（RS 485、RS 232、PROFIBUS）
• 用于维护和服务信息的 SIPROM GA 网络（可选）

ULTRAMAT 通道

• 双层检测器和光耦合器，选择性好
  • 对复杂的气体混合物也能可靠测量
• 检测极限值低
  • 可测低浓度

OXYMAT 通道

• 顺磁压力变化原理
  • 小量程测量（0 ～ 0.5% 或 99.5 ～ 100%）O₂）
  • 完全线性
• 检测单元与样气无接触
  • 可用于测量腐蚀性气体
  • 使用寿命长
• 通过选取合适的参比气体（空气或 O₂），例如纯气体检测或空分中 O₂ 浓度 98 ～ 100%，可以实现零点自校正。

应用领域

• 在焚烧厂中用作锅炉控制测量
• 焚化装置排放监测
• 汽车工业测量（试验台）
• 化工厂中的工艺气体浓度测量
• 高纯气体的品质检验
• 环保
• 工作场所 TLV（阈限值）监视
• 质量监控

特殊型号

• 特殊应用
  除标准组合外，还可按需提供涉及气路材质、采样小室材质（如钛、哈氏合金 C22）和采样组件等的特殊应用。
• TUV 型/QAL
  通过 TUV 认证的 ULTRAMAT/OXYMAT 6 型气体分析仪可按照 13.BlmSchV 与 TA Luft 中的要求测量 CO，NO，SO₂ 和 O₂.
  通过 TUV 认证的最小容许量程：
  • 单组分分析仪
    CO：0 至 50 mg/m³
    NO：0 至100 mg/m³
    SO₂：0 to 75 mg/m³
  • 双组分分析仪（串联），
    CO：0 至 75 mg/m³
    NO：0 to 200 mg/m³

三组分分析仪。

另外，ULTRAMAT/OXYMAT6 TÜ证型符合 EN 14956 和 EN 14181 QAL1 要求。分析仪已通过 TÜ证。

分析仪的漂移可以根据 EN 14181（QAL 3）标准手工测定，或使用 SIPROM GA 维护和维修软件通过 PC 测定。而且，选定制造商提供的辐射评估电脑可以通过分析仪的串口下载漂移数据，并在评估电脑上进行自动记录和处理。

• 流量型参比室
  • 通过参考隔室的流量应适应样气流量
  • 减流型隔室的气体供应上游压力应为 3 000 至 5 000 hPa (abs.)。然后，限流器将流量压力自动调节为约 8 hPa

19" 机架式装置

• 19" 机架式装置，安装高度 4 HU
  
  • 处于铰链机架中
  • 在带有或不带有伸缩导轨的机柜上
• 前面板维护时可以放下来（连接便携式电脑）
• 内部气体路径：使用由 FKM (Viton)材料制成软管，或钛管或不锈钢管
• 用于样气气路入口和出口的气路连接件：管径6mm 或1/4"
• 前面板上有样气流量指示器
• 样气室（OXYMAT 通道）- 带或不带流动型补偿支路 - 材质为不锈钢（牌号：1.4571）或钽以防高腐蚀样气（如HCl，Cl₂、SO₂、SO₃等）的腐蚀
• 监控（可选）样气和/或参比气（均包括）

显示和控制面板

• 大号 LCD 面板，用于同时显示以下内容：
  
  • 测量值（数字和模拟量显示）
  • 状态栏
  • 量程
• 可通过菜单操作调节液晶显示器的对比度
• 永久LED背照明
• 配有五个软键的可清洗薄膜型键盘
• 可通过菜单操作实现参数化、测试功能、调整
• 纯文本用户帮助
• 可图形显示走势图；时间间隔可设定
• 双语操作软件：
  德语/英语，英语/西班牙语，法语/英语，西班牙语/英语，意大利语/英语。

输入和输出（每个通道）

• 每个所测组分的一个模拟量输出点
• 两个可以自由配置的模拟输入（例如用于交叉干扰校正或外部压力传感器）
• 6 点数字量输入可自由配置（例如用于量程切换、处理来自样气制备的外部信号）
• 6 个可自由配置的继电器输出，例如用于故障处理或维护要求、极限报警、外部电磁阀）
• 通过附加的 8 路二进制输入和 8 路继电器输出进行扩展，例如可使用最多 4 种校准气进行自动校准。

通信

基本设备带有 RS485 接口（接口在后部，对于机架式装置前面板后也有）

选项

• 用于汽车工业带扩展功能的 AK 接口
• 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接口连接到网络上
• 作为维修和维护工具的SIPROM GA 软件

ULTRAMAT/OXYMAT 6，薄膜键盘和图形显示器

设计 – 与样气相接触的部件，标准

选项

版本 – 与样气接触的部件，特殊应用（示例）

设计 – 与样气相接触的部件，标准

选项

气体路径

ULTRAMAT/OXYMAT 6，气路（例如）红外通道，不带流动参比气室

ULTRAMAT/OXYMAT 6，气路（例如）红外通道，带流动参比气室

工作原理，ULTRAMAT 通道

ULTRAMAT 通道采用交变红外双光束原理并使用双层检测器和光耦合器来测量气体。

测量原理基于气体分子具有特定的红外光吸收波段。不同气体有各自的特征吸收波长，但可能有部分重叠。这样，通过以下方式把交叉灵敏性降到了最低：

• 滤波气室（分光器）
• 带有光耦合器的双层检测气室
• 必要时可使用特殊滤光片

右图出示了红外通道的测量原理。个红外光源（1）被加热到约 700 °C。光源发出的光经过分光器（3）被分成两路相等的光束（测量光束和参比光束）红外光源可左右移动以平衡光路系统。

参比光束通过充满 N₂（非吸收红外光气体）的参比气室（8），然后未经衰减地到达右侧检测器（11）。样气束会通过样本室（7），然后流到检测器（10）左侧，根据样气的浓度不同有或多或少的衰减。检测气室内充满了特定浓度的待测气体组分。

检测气室被设计成双层结构。谱吸收波段的中间位置的光优先被上层检测气室吸收，边缘波段的光几乎同样程度地被上层检测气室和下层检测气室吸收。上层检测气室和下层检测气室通过微流量传感器（12）连接在一起。这种耦合意味着吸收光谱的带宽很窄。

光耦合器（13）延长了下层检测气室的光程长度。改变滑动调节件（14）的位置，可以改变下层检测气室的红外吸收。因此，最大限度减少某个干扰组分的影响是可能的。

断束器（5）在射束分离器和样本室之间旋转，并周期性的交替中断两个气体射束。如果在样本室中发生吸收，就会在两个检测器电平间产生脉动流，并由微流量传感器（12）转换成电气信号。

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。这样电桥失衡而产生输出，电桥输出信号的大小取决于气体浓度。

注意

进入到分析仪的样气必须不含灰尘。要防止样本室内发生冷凝。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。

流动型参比气室，带限流，不适用于易燃气体有毒气体。

流量减小且 O₂ 含量超过 70% 的流动型参比气室只能与 Y02 一起使用。

具有电子校正零点的通道与标准版的区别只是量程的参数化不同。

作为特殊应用，可以提供物理校正零点。

ULTRAMAT 通道，工作原理

工作原理，OXYMAT 通道

和绝大多数气体相比，氧具有顺磁性。OXYMAT 通道正是利用了这一特性来测量氧气浓度的。

在不均匀磁场中，氧分子由于其顺磁性，朝强磁场方向移动。当两种具有不同氧含量的气体在磁场中相遇时，它们之间会产生压力差。

OXYMAT 中，这两种气体一种 (1) 是参比气（N₂、 O₂ 或者空气），另一种是样气（5）。参比气经过两个参比气通道（3）进入样气室（6）。其中一路参比气在磁场区域（7）和样气相遇。由于两个通道是相连的，与氧含量成正比的压力会引起交叉流动。微流量传感器（4）将该气流脉动转变为电信号。

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。脉动气流使镍格栅的电阻发生变化。这导致了电桥发生偏移，偏移量取决于样气中的氧含量。

微流量传感器位于参比气路中，不直接接触样气，所以样气的热导率、温度和样气的内部摩擦对测量结果都不产生任何影响。由于微流量传感器不会受到样气的直接影响，所以该设备还具有高度的抗腐蚀性。

通过使用强度交变的电场（8），微流量传感器不会检测背景气流，因此测量与仪器的工作位置无关。

样本室直接处于样气路径上，且容量很小，同时微流量传感器是一个低延迟传感器。这使得仪器的响应时间非常短。

由于在测量地点存在振动并可能因此产生测量误差（噪音）。所以可额外增加一个传感器（10）作为振动补偿传感器。该传感器中不通过气体。其信号可用来对测量结果进行补偿。

如果样气与参比气的密度偏差超过参比气密度的 50 %，则补偿微流量传感器（10）也需要像测量传感器（4）（选件）一样由参比气吹扫。

注意

进入到分析仪的样气必须不含灰尘。要防止样本室内发生冷凝。因此，大多数应用中，测量工作有必要对气体进行改性。

OXYMAT 通道，工作原理

基本特性

• 测量结果单位选择（例如 vpm、mg/m³）
• 每个测量通道都有四个可自由设定量程
• 使用校正零点时的量程
• 测量范围识别
• 每个组件都有一个电镀隔离信号输出，输出可选0/2/4～20 mA
• 可以进行自动或手动量程转换；还可以进行远程切换
• 仪器调整过程中可存储测量值
• 时间常数可选范围宽（静态/动态噪声抑制）；也就是说，分析仪或组件的响应时间可以和相应的测量任务匹配
• 短响应时间
• 低长期漂移
• 测量点切换可以达到最多 6 个测量点（可编程）
• 测量点标识
• 样气流量监测（可选）
• 两个控制等级具有独立的授权码，可以防止意外或未授权输入
• 可参数化自动量程标定
• 使用数字薄膜键盘进行样气控制，并带有操作人员提示功能
• 操作方式基于NAMUR 标准
• 可以定制分析仪选件，例如：
  • 客户验收
  • TAG 标签
  • 漂移记录

ULTRAMAT 通道

• 配流动参比气室的差比测量量程
• 内部压力传感器校正样气压力在 700~1 200hPa 绝压范围内的波动
• 可以连接外部压力传感器——仅使用管线作为气路——用于对过程气体压力在 700 到 1 500hPa（绝对压力）范围内的变化进行校准（选件）
• 用于存在高腐蚀性样气条件下（例如钽层或哈司特镍合金 C22）的样本室

OXYMAT 通道

• 样气监测和（或）参比气监测（可选）
• 不同的最小量程（0.5 %、2.0 % 或 5.0 % O₂)
• 具有流动型补偿电路的分析仪装置（选件）：气流流过该补偿回路以减小因样气和参比气密度相差太大时产生的与振动相关的测量误差
• 内部压力传感器校正样气压力在 500~2 000hPa 绝压范围内的波动
• 可以连接外部压力传感器——仅使用管线作为气路——用于对压力最高到 3 000 hPa（绝对压力）的样气中的压力变化进行校准（选件）
• 参比气监测，参比气连接压力为 3,000 ～ 5,000 kPa（可选），绝对压力
• 用于存在高腐蚀性样气情况下的样本室

参比气

表1：用于 OXYMAT 通道的参比气

零点误差/交叉灵敏性校正（OXYMAT 通道）

表2：在 60 °C 和 1,000 hPa（绝对压力）下，由于某些含氮气体作为参比气的伴生气有逆磁性和顺磁性而产生的零点误差（根据 IEC 1207/3 标准）

其它温度下的零点误差的变换：

在表 2 中列出的零点偏移必须乘以一个校正系数（K）：

• 逆磁性气体：k = 333 K / (ϑ [°C] + 273 K)
• 顺磁性气体：k = [333 K / (ϑ [°C] + 273 K)]²

（所有逆磁性气体的零点偏差为负）