Die richtigen Sensoren für die Gasanalyse
Gasanalysatoren und deren Sensoren im Überblick
| MAT1100 | MAT1200 | MAT1400 | MAT1500 | |
|---|---|---|---|---|
| EINSATZGEBIET | Sporadische
O2-Stichprobenkontrolle | Kombinierte
O2- und CO2-Messung | Hohes Probenaufkommen
Hohe O2-Konzentration | Hohes Probenaufkommen
Hohe O2-Konzentration Kombinierte O2- und CO2-Messung |
| VORTEILE | Kostengünstige Variante
Schnelle Einsatzbereitschaft Driftarm | Kostengünstige Variante
Driftarm Umweltkompensierte CO2-Messung | Hohe Lebensdauer
Schnelle Messung Hohe Präzision bei geringsten O2-Konzentrationen Weiter Messbereich Driftfrei | Hohe Lebensdauer
Schnelle Messung Hohe Präzision bei geringsten O2-Konzentrationen Weiter Messbereich ZrO2: driftfrei, NDIR: driftarm Umweltkompensierte CO2-Messung |
| O2-SENSOR | EC | EC | ZrO2 | ZrO2 |
| CO²-SENSOR | NDIR | NDIR | ||
| N² | Arithmetische Ermittlung | Arithmetische Ermittlung | ||
Elektrochemische Sauerstoffzelle (EC)
Der Messbereich der elektrochemischen Sauerstoffzelle von 0,5 bis 35 Vol.-% O2 macht sie für Produkte wie frisches Obst, rohen fettarmen Fisch oder Krustentiere besonders interessant, die weder unter sauerstofffreier noch besonders sauerstoffreicher Schutzatmosphäre verpackt werden. Da diese preiswerte Messzelle nach dem Einschalten schnell einsatzbereit ist,empfiehlt sie sich bei sporadischen Stichprobenkontrollen oder wenn täglich nur wenige Proben gemessen werden. Die driftarme Long-Life-Zelle in unserem MAT1100 hat eine weit überdurchschnittliche Lebensdauer von bis zu sechs Jahren. Da sie anders als herkömmliche alkalische Zellen mit einem sauren Elektrolyt (Ameisensäure) arbeitet, ist zudem ihre Querempfindlichkeit gegenüber saurer Gasbestandteile wie Kohlendioxid gering (< 0,002 Vol.-% O2 bei einer Belastung mit 100 Vol.-% CO2) und eine Messwertkorrektur in Abhängigkeit von der CO2-Konzentration entfällt. Auch Kohlenmonoxid aus Kaffeeverpackungen oder brennbare Gasbestandteile wie Alkohol haben keinen Einfluss auf die spezifizierte Genauigkeit.
Aufbau und Funktionsweise des Zircondioxidsensors
Mit seiner herausragenden Genauigkeit von ±0,001 Vol.-% bei niedriger O2-Konzentration wird der Zirconiumdioxid-Sensor vorzugsweise zur Überprüfung sauerstofffreier Schutzatmosphären für sterilisierte Fertigprodukte oder Produkte der Elektro-, Pharma- oder Kosmetikindustrie eingesetzt. Sein weiter Messbereich von 0 bis 100 Vol.-% erlaubt auch einen Einsatz bei hohen Sauerstoff-Konzentrationen, wie sie für rotes Frischfleisch benötigt werden. Die Investition in den Zirconiumdioxid-Sensor der Geräte MAT1400 und MAT1500 zahlt sich bei der langen Lebensdauer von bis zu 15 Jahren schnell aus, wenn täglich viele Proben gemessen werden. Dank seiner schnellen Ansprechzeit von 0,3 Sekunden wird nur wenig Messgas benötigt – ein Vorteil vor allem bei kleinen Kopfraum-Volumina, wie sie bei Sachets und Kosmetikprodukten üblich sind. Die Querempfindlichkeit des Sensors gegenüber Feuchte und Temperatur ist gering. Durch seine besondere Driftfreiheit ist eine regelmäßige Justierung nicht notwendig, es wird lediglich ein zeitweiser Abgleich mit synthetischer Luft empfohlen.
Im Sensor trennt eine auf 750 °C erhitzte ZrO2-Membran das Messgas von der Umgebungsluft. Durch die Yttriumoxid-Dotierung der Membran diffundieren Sauerstoffionen in Richtung des niedrigeren Sauerstoff-Partialdruckes, also der geringeren Sauerstoff-Konzentration. Beide Seiten der Membran sind mit einem gasdurchlässigen Platinfilm beschichtet. Über diese Elektroden kann eine elektrische Spannungsdifferenz zwischen den Seiten der Membran gemessen werden, aus der sich die Sauerstoff-Konzentration des Messgases errechnen lässt.
Nichtdispersiver Infrarotsensor (NDIR)
Von Geflügel mit Haut über Schnittkäse bis zu Kuchen und Gebäck – der nichtdispersive Infrarotsensor eignet sich mit seinem weiten Messbereich von 0 bis 100 Vol.-% für die meisten Anwendungen von Kohlendioxid in Schutzatmosphären. Seine hohe Genauigkeit von ±0,5 Vol.-% gewährleistet stets präzise Messergebnisse. Der NDIR-Sensor arbeitet nach einem patentierten Verfahren, das zwei Wellenlängen des infraroten Spektrums nutzt, um Temperatur, Feuchte und andere Umgebungseinflüsse automatisch zu kompensieren. Da er keine beweglichen Teile besitzt, ist er sehr zuverlässig und zusätzlicher Wartungsaufwand entfällt. Die Justierung des NDIR-Sensors ist beim MAT1200 über die intuitive Benutzeroberfläche sehr einfach möglich und dank der geringen Drift nur selten nötig.
Durchflussüberwachung und Temperaturregelung
Zur Unterstützung der Sensortechnik erfassen unsere Gas analysatoren weitere Messwerte, um die absolute Verlässlichkeit der schutzgasbezogenen Messwerte sicherzustellen. So wird die Durchflussgeschwindigkeit von Proben ermittelt, so dass unabhängig von Schlauchlängen, Verunreinigungen im Filter und ähnlichen Anwendungsbedingungen stets optimale Messergebnisse gewährleistet sind. Bei der zusätzlich aktivierbaren automatischen Überwachung des Gasdurchflusses erscheint ein Warnhinweis, sollte der Durchfluss einmal nicht den vom Anwender eingestellten Wert erreichen. Der Zirconiumdioxid-Sensor der Modelle MAT1400 und MAT1500 wird weitestgehend unabhängig von der Probentemperatur auf 750 °C gehalten, da er bei dieser Temperatur mit größtmöglicher Effizienz arbeitet.