BetaCAP60-3G ist ein Gasverdünner mit 60 Stufen, der 3 Gase in beliebigen Verhältnissen verdünnen kann und entwickelt wurde, um die Anforderungen von Anwendern zu erfüllen, die auch Störungsprüfungen durchführen müssen.
Dazu können die beiden Komponenten (Probegas und Störgas), die rein oder als Gasgemisch in verschiedenen Gasflaschen enthalten sind, unterschiedlich und unabhängig verdünnt werden.
Gasverdünner und Prüfgerät für Störungen
Um die Funktionsweise zu erläutern, ist es sinnvoll, die drei Gase als zu verdünnendes Gas, Verdünnungsgas und Störgas zu bezeichnen. Jedes der drei Gase kann virtuell im Bereich von 0 bis 100% (60:60) der angewendeten Konzentration variieren.
In der Praxis hängen die möglichen Variationen aus offensichtlichen Gründen vom Vorhandensein der anderen beiden Gase ab und insbesondere von der Bedingung, dass die Summe aus zu verdünnendem Gas + Verdünnungsgas + Störgas = 100% sein muss.
Die oben abgebildete Bildschirmseite zeigt die möglichen Verdünnungen. Der dunkle Punkt im Dreieck zeigt an: zu verdünnendes Gas = 36:60, Störgas = 12:60 und folglich Verdünnungsgas (60-36-12) = 12:60.
Wenn die Verdünnung des zu verdünnenden Gases konstant gehalten wird, kann die Verdünnung des Störgases durch Verschieben des dunklen Punkts nach oben oder untern geändert werden. Umgekehrt kann die Verdünnung des Prüfgases durch Verschieben des dunklen Punkts nach rechts oder links geändert werden.
Die Seiten des Dreiecks entsprechen der Verdünnung mit nur zwei Gasen. Der gesamte Bereich innerhalb des Dreiecks entspricht den verschiedenen Kombinationen mit allen drei Gasen.
Spezifikationen und Vorteile
Bei der Auswahl der 60 Kapillaren, die vom Gasverdünner verwendet werden, wird darauf geachtet, dass die Kapillaren extrem einheitliche Eigenschaften haben.
Diese Eigenschaft überträgt sich auf das Produkt, das durch eine optimale Anfangsgenauigkeit charakterisiert ist.
Die drei Druckregler (Eingang-Ausgang) werden elektronisch mit einer Wiederholbarkeit <1 hPa (von 3.000) reguliert. Alle Verdünnungskombinationen erzeugen einen konstanten verdünnten Fluss. Der Gesamtfluss entspricht immer 60 x dem Fluss der einzelnen Kapillare.
Wenn der Gasverdünner für die Durchführung von Linearitätsprüfungen verwendet wird, ist die größte Teilung 1:60. Das bedeutet, dass für 5 Messpunkte eine Konzentration vom Prüfgas verwendet werden kann, die maximal 12 Mal so hoch ist wie der Messbereich des Gasanalysators. Das reduziert die Anzahl der erforderlichen Gasflaschen deutlich.
Funktionsdiagramm
Auf dem oben abgebildeten Funktionsdiagramm sind die beiden Funktionsbereiche erkennbar. Im oberen Bereich befinden sich die Kapillaren und die Magnetventile, die die Leitung der Gaszuführung auswählen. Im unteren Bereich werden die drei Zuführungen und die entsprechenden Druckregler gesteuert.
a) Die beiden Module mit jeweils 30 Kapillaren (1+2+4+8+15) im oberen Bereich sind praktisch identisch mit denen des Gasverdünners BetaCAP30 und funktionieren auf die gleiche Weise.
b) Die beiden Magnetventile EV11 und EV12 im unteren Bereich des Funktionsdiagramms leiten die drei Eingänge TG1, TG2 und TG3 zu den beiden Verdünnungsmodulen, je nachdem, welche Verdünnungen erzeugt werden sollen.
Der vom Diagramm abgebildete Status ist gültig, wenn Kverd.1<= 30:60 und Kverd.2<=30:60. D.h. dass das linke Modul Kverd.1 (TG1 in TG0) steuert und das rechte Modul Kverd.2 (TG2 in TG0).
Wenn Kverd.1>0,5 (Aktivierung von EV11 und EV12) oder Kverd.2>0,5 (Aktivierung nur von EV11) ist, wird eine der beiden Verdünnungen unter Beteiligung beider Module erzeugt.
Die drei Regelventile VR1, VR2, VR0 halten die Differenzdrücke an den Enden der Kapillaren auf dem berechneten Wert (P1, P2, P0).
Berechnungen und Sonderfunktionen
Die in den elektronischen Schaltkreisen verbauten Mikrocontroller verfügen über eine gewisse Leistung, sodass ihr Programm ausreichend Speicherplatz für Berechnungen in einem relativ großen Umfang bietet, die auf den Gesetzen der Physik basieren, welche die laminare Strömung von Fluiden in kapillaren Leitungen erklären.
Wenn die Viskositäten der drei Gase ähnlich sind, sind keine besonderen Berechnungen erforderlich. Die Verdünnung erfolgt digital (Kapillaren ON, wenn das zu verdünnende Gas durch sie strömt, oder Kapillaren OFF, wenn das Verdünnungsgas durch sie strömt).
Wenn sich die Viskositäten der drei Gase dagegen signifikant unterscheiden oder wenn der Benutzer Verdünnungen generieren will, die sich von den 60 direkt verfügbaren Punkten unterschieden, muss die Verdünnung mit analogen Vorgängen erfolgen, wie der Regulierung von P1, P2 und P0 auf unterschiedliche und berechnete Sollwerte.
Die Berechnung erfolgt unter Berücksichtigung der Viskositäten der gegebenen Gasgemische, ohne dass das Eingreifen des Benutzers erforderlich ist, und läuft unbemerkt im Hintergrund ab.
Am Grafikdisplay in Farbe mit Touchscreen kann der Benutzer seine Einstellungen durchführen und es wird der Status des Gasverdünners angezeigt (reguläre Parameter oder Alarme).
Eine bemerkenswerte (und vermutlich viel diskutierte) Funktion ist die „Kalibrierung mit Selbstreferenz“.
Der Gasverdünner BetaCAP60-3G verwendet ein optionales Modul, um eine Reihe progressiver Vergleiche der Volumenströme durchzuführen und so die Abweichungen zwischen den gemessenen Volumenströmen und den theoretischen Volumenströmen zu berechnen, welche die korrekte Progression q, 2*q, 4*q, 8*q, 15*q generiert hätten, wobei 1 der Wert des Durchsatzes pro Einheit ist (durch eine einzelne Kapillare unter der Annahme, dass die Kapillaren identisch sind).
Nähere Informationen finden Sie unter dem Link Cal.Auto.Ref.
In akkreditierten Umgebungen wird diese Funktion wohl kaum zur Kalibrierung des Gasverdünners eingesetzt, sie kann aber eine Hilfe bei der Entscheidung bezüglich der Fälligkeit des metrologischen Zertifikats sein.