OEM-Assemblies – ein Überblick über Gasanalysator-Baugruppen für verschiedene Anwendungsfälle TEIL 3

Willkommen zurück zu Teil 3 unseres Blog-Specials über OEM-Baugruppen. Da die Anforderungen an Gasanalysatoren in den letzten Jahren immer anspruchsvoller geworden sind, haben wir eine Lösung entwickelt, mit der Sie die benötigten Komponenten einfach zu einem flexiblen Gasanalysator-Setup kombinieren können: die TRACE-GAS OEM-Baugruppe.

Im zweiten Teil haben wir Ihnen Baugruppen mit NOx-Konverter, Ozonzerstörer und geregelter Pumpe gezeigt. In diesem Teil werden wir Beispiele für das Temperaturkontrollmodul, das Sensorerweiterungsmodul, das Druckkontrollmodul und das HMI behandeln. Mit den OEM-Baugruppen von TRACE-GAS können Sie ganz einfach Ihre eigene Analyselösung konfigurieren. Unsere OEM-Baugruppen werden nicht nur Ihren Entwicklungsprozess beschleunigen, sondern sind auch sehr klein und funktionieren Plug & Play! In den letzten Jahren haben wir Lösungen für viele Kunden mit unterschiedlichen Anforderungen an Probenahme, Kommunikation und Umgebungsbedingungen entwickelt. Folglich hat sich unser Angebot an zusätzlichen Sensorkomponenten mit der Zeit vergrößert. Jetzt möchten wir diese OEM-Baugruppen mit Ihnen teilen. Mit den OEM-Baugruppen…

• Beschleunigen Sie Ihren Konstruktions- und Implementierungsprozess
• Sparen Sie Zeit beim Analysieren und Testen verschiedener Produkte
• Verwenden Sie die Module plug & play
• Minimieren Sie den Support-Aufwand mit einer geringen Anzahl von Lieferanten

Alle unsere Module kommunizieren über CAN und benötigen eine 24-V-Spannungsversorgung, aber unsere Vorkonfiguration ermöglicht es dem Benutzer, sie Plug & Play zu verwenden. Unsere OEM-Baugruppen können mit unserem OEM-Sensor kombiniert oder in einer kundenspezifischen Konfiguration eigenständig verwendet werden.

Temperaturregelungsmodul

Die Temperatur ist ein Schlüsselparameter in jedem Sensorsystem, insbesondere bei der Gassensorik. Die Temperaturstabilität kann die Messergebnisse ähnlich wie die Druckstabilität verbessern. Die Stabilität ist jedoch nicht der einzige Grund, warum die Temperatur kontrolliert werden muss. Zu hohe Temperaturen in einem System können zu einer Überhitzung der Komponenten führen, während niedrigere Temperaturen das Risiko der Kondensation an kritischen Stellen erhöhen. Jedes Gasanalysesystem erfordert eine Art von Temperaturkontrolle.

Jedes Temperaturregelmodul besteht aus zwei hochpräzisen Temperaturkreisen, die getrennt betrieben werden können. Beide bestehen aus einem Temperaturfühlereingang (PT100 oder Thermoelement) sowie einem Temperaturregelausgang, der mit 24V pulsweitenmodulierten Signalen betrieben wird. Diese können mit Peltier-Elementen (auch zum Kühlen), Heizpatronen oder beliebigen anderen 24V-Heiz-/Kühlkomponenten verwendet werden. Darüber hinaus können mit dem Modul 5V- oder 24V-Lüfter betrieben werden.

Das Temperaturkontrollmodul wurde als flexible Lösung für alle Temperaturkontrollaufgaben entwickelt. Es wird in vielen unserer Produkte eingesetzt, wie z.B. in unseren LASmini-Sensoren. Diese Sensoren werden in der Heiß-Nass-Verbrennungsanalyse eingesetzt und benötigen daher eine beheizte Messkammer bei 190 °C, um Kondensation zu vermeiden. Zwei PT100-Temperatursensoren werden in der Isolierung an verschiedenen Stellen der Kammer angebracht und messen die Ist-Temperatur. Um die Temperatursollwerte einzuhalten, werden zwei Heizpatronen verwendet, um die Temperatur für beide Positionen individuell auf konstant 190 °C zu halten. Wird der Fühler in ein 19-Zoll-Gehäuse eingebaut, kann das Temperaturmodul zusätzlich als Gehäusekühlung mit Lüfterbetrieb genutzt werden.

Das Temperaturmodul kann sowohl PT100 als auch Thermoelemente verarbeiten und eine Vielzahl von 24V-Heiz- und Kühlelementen betreiben. Die Temperaturen können mit hoher Präzision geregelt werden und es können zwei Lüfter angeschlossen werden.

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Hinweis: Unser Gaskühlermodul ist mit einem Temperaturregelungsmodul ausgestattet.

Sensor Erweiterungsmodul

Bei vielen Anwendungen muss eine Vielzahl von Gasen gleichzeitig erfasst werden. Einige von ihnen werden vorzugsweise mit anderen Techniken als der optischen Gassensorik gemessen. Ein Beispiel ist Sauerstoff, der häufig mit elektrochemischen (EC), Zirkoniumdioxid- (ZrO2) oder paramagnetischen Sensoren (PMA) gemessen wird. Da jeder dieser Sensoren anders ist, muss die beste Lösung durch Bewertung der erforderlichen Prozessspezifikationen sowie der Vorschriften, die von der Industrie oder der Gesetzgebung vorgegeben werden, ausgewählt werden. Ein weiteres Beispiel sind permanente und inerte Gase, die mit Wärmeleitfähigkeitsdetektoren (TCD) auf kostengünstige Weise gemessen werden können.

Unser Sensor-Erweiterungsmodul bietet die Möglichkeit, diese Technologien (EC, ZrO2, PMA, TCD) in nur einem Produkt zu verwenden, wobei jede dieser Technologien während des Betriebs beheizt werden kann. Außerdem können ein NDIR-Sensor, zwei Temperatursensoren sowie drei Drucksensoren eingesetzt werden.

Es ist eine ideale Lösung für Anwendungen, die weitere Technologien durch Vorschriften erfordern, insbesondere für Sauerstoffmessungen.

HMI

Ein Human-Machine-Interface (HMI) vereinfacht die Bedienung von Sensoren, Analysatoren sowie kompletten Systemen. Über Display und Touchscreen kann der Benutzer sein Gerät überwachen, steuern und warten.

Die HMI besteht aus einer Anzeigeeinheit und einer Steuerkarte. Die Display-Einheit ermöglicht dem Benutzer die Steuerung des Geräts über einen kapazitiven 7-Zoll-Touchscreen, während die Steuerplatine das eigentliche Gehirn ist. Es kommuniziert mit verschiedenen Sensoren und weiteren OEM-Baugruppen, die über das interne CAN-BUS-System innerhalb unserer einsatzbereiten Sensoren und Komplettlösungen angeschlossen sind. Für den Endkunden kann es auch als Gateway fungieren, was die Verwendung einiger moderner Protokolle wie Modbus TCP/IP ermöglicht. Auch Updates können über eine USB-Schnittstelle durchgeführt werden.

Die HMI-Software wird kontinuierlich erweitert und viele Funktionen wurden bereits implementiert. So ermöglicht z.B. eine Datalogging-Funktion unseren Kunden, ihre Messergebnisse einfach auf dem Display darzustellen und die Daten sogar auf ein USB-Gerät zu exportieren. Natürlich können auch Kalibrierungsvorgänge mit dem HMI innerhalb weniger Sekunden durchgeführt werden. Der Benutzer kann auch den Zustand jeder angeschlossenen Komponente überprüfen.

Das HMI kann in Kombination mit allen unseren Sensoren und OEM-Baugruppen verwendet werden. Das Bild unten zeigt ein Beispiel für den Einbau des HMI in unseren gebrauchsfertigen LAS-H2O2-Analysator. Der Analysator besteht hauptsächlich aus einem LAS-Sensor, einem analogen Ausgangsmodul und einem Pumpenmodul. Alle diese Komponenten sind an den internen CAN-BUS angeschlossen, und das HMI zeigt die gemessenen Gaskonzentrationen an und überwacht den Status der einzelnen Komponenten.

Das HMI ist durch seine vielen Funktionen, eine Vielzahl von Kommunikationsschnittstellen sowie die Kompatibilität zu allen TRACE-GAS Produkten sehr flexibel.

Überblick:

• Besteht aus Anzeigeeinheit und Steuerplatine
• Kapazitives 7-Zoll-Display
• Kompatibel mit allen TRACE-GAS Produkten
• Viele Kommunikationsschnittstellen
• Implementierte Funktionen: Datenaufzeichnung, Datenplot, Datenexport, USB-Update, Kalibrierungsmodi, Informationsmenü, Sensoreinstellungen und vieles mehr…

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Druckregelungsmodul

Stabilität ist ein Schlüssel für stabile Messungen. Wenn in jeder Betriebsart höchste Stabilität erforderlich ist, verbessern ein konstanter Druck und ein konstanter Durchfluss die Messergebnisse bei weitem. Ein Beispiel: NDIR-Sensoren arbeiten am besten, wenn beide Parameter auf konstante Werte geregelt werden. Bei anderen Anwendungen kann der Sensor aus Gründen wie der Vermeidung von Kondensation, der Minimierung von Adsorptionseffekten, der Verringerung von Querempfindlichkeiten usw. ein Vakuum benötigen.

Die Druckregeleinheit besteht aus einem Proportionalventil und einer Druckregelungsplatine. Ein Drucksensor, der auf der Druckregeleinheit montiert ist, wird an die gewünschte Stelle im Durchflussaufbau angeschlossen. Durch die Verwendung von Pulsweitenmodulationssignalen (PWM) hält das Proportionalventil den vom Benutzer vorgegebenen Drucksollwert ein.

In unserer CEMS-in-a-Box-Lösung wird die Drucksteuerplatine für viele Funktionen verwendet. Zur Überwachung der Staubbelastung des Filterelements messen zwei Drucksensoren dessen Druckdifferenz (1+2). Um eine möglichst hohe Signalstabilität zu erreichen, wird ein Ausgang zur Aufrechterhaltung des NDIR-Sensordrucks durch ein Proportionalventil (3) verwendet, während ein anderer die Probenahmepumpe (4) steuert, um einen konstanten Gasfluss zu erreichen. Ein weiterer Ausgang dient zur Steuerung eines mit Instrumentenluft betriebenen Gehäusekühlers (5).

Das Druckregelmodul ist kompakt und bietet höchste Flexibilität. Neben den einfachen Druckregelungsfunktionen kann das Modul mit einer Vielzahl von Druckeingängen und weiteren Komponenten wie Pumpen erweitert werden.

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Wie die Blogserie sicherlich gezeigt hat, gibt es eine Vielzahl von möglichen Bauteilkombinationen. Wenn Sie also einen anderen Montagebedarf haben, zögern Sie nicht, sich bei Fragen an uns zu wenden.