GE Sensing Optica™ Optica ist ein Produkt von General Eastern. General Eastern wurde unter einem neuen Namen Teil des GE High-Technology- Messtechnikgeschäftszweigs-GE Sensing. Die nächste Generation an Feuchte-Transferstandards Die Taupunktspiegelhygrometer der Optica Serie von GE sind auf NIST (National Institute of Standards and Technologies) rückführbare Feuchte-, Temperatur und Druckmessungen für die vernetzte Anwendung. Nun sind Daten von beliebigen Stellen aus, jederzeit, von einem Browser über das Internet oder über ein Intranet zugänglich. • Temperatur • Relative Feuchte (% RH) • Tau-/Gefrierpunkt (Td) • Absolute Feuchte (m/v) • Massenmischungsverhältnis (m/m) • Volumenmischungsverhältnis (v/v) Optica misst • Feuchtkugeltemperatur (Tw) • Enthalpie (h) • Wasserdampfdruck (e) • Druck • Alarmrelais • Analogausgänge Grundsätzlich ist die Taupunktmessung die primäre Messung, die als Transferstandard zur Kalibrierung anderer Feuchtemessgeräte und -sensoren dient. Taupunktspiegel sind auch die Sensoren erster Wahl, wenn Prozess und Labormessungen höchste Präzision ohne jegliche Drift auf Dauer abverlangen. Optica kann mit fünf verschiedenen, untereinander austauschbaren Taupunktspiegeln verwendet werden, um Messbereiche zwischen -80°C und +85°C Taupunkt mit einer Genauigkeit von besser 0,2°C zu erzielen. Eingänge für einen 100 Ω RTD und einen piezoresistiven Drucksensor auf Siliziumbasis gewährleisten Präzisionsmessungen, die zur Umrechnung des Taupunkts in beliebige metrische Einheiten, US-Einheiten oder benutzerdefinierte Feuchteeinheiten verwendet werden. g
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Optica™ - Thomsen Messtechnikthomsen-messtechnik.com/index_htm_files/OPTICA_920-076B_Thomsen_de.pdf · Widerstandssignale werden vom Optica aufbereitet und verstärkt, damit Tau-/Gefrierpunkt
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GESensing
Optica™
Optica ist ein Produkt von General Eastern. General Eastern wurde unter einemneuen Namen Teil des GE High-Technology-Messtechnikgeschäftszweigs-GE Sensing.
Die nächste Generation anFeuchte-Transferstandards
Die Taupunktspiegelhygrometer der Optica Serie von GE sindauf NIST (National Institute of Standards and Technologies)rückführbare Feuchte-, Temperatur und Druckmessungen fürdie vernetzte Anwendung. Nun sind Daten von beliebigenStellen aus, jederzeit, von einem Browser über das Internetoder über ein Intranet zugänglich.
• Temperatur
• Relative Feuchte (% RH)
• Tau-/Gefrierpunkt (Td)
• Absolute Feuchte (m/v)
• Massenmischungsverhältnis (m/m)
• Volumenmischungsverhältnis (v/v)
Optica misst
• Feuchtkugeltemperatur (Tw)
• Enthalpie (h)
• Wasserdampfdruck (e)
• Druck
• Alarmrelais
• Analogausgänge
Grundsätzlich ist die Taupunktmessung die primäre Messung,die als Transferstandard zur Kalibrierung andererFeuchtemessgeräte und -sensoren dient. Taupunktspiegelsind auch die Sensoren erster Wahl, wenn Prozess undLabormessungen höchste Präzision ohne jegliche Drift aufDauer abverlangen. Optica kann mit fünf verschiedenen,untereinander austauschbaren Taupunktspiegeln verwendetwerden, um Messbereiche zwischen -80°C und +85°CTaupunkt mit einer Genauigkeit von besser 0,2°C zu erzielen.Eingänge für einen 100 Ω RTD und einen piezoresistivenDrucksensor auf Siliziumbasis gewährleistenPräzisionsmessungen, die zur Umrechnung des Taupunkts inbeliebige metrische Einheiten, US-Einheiten oderbenutzerdefinierte Feuchteeinheiten verwendet werden.
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Stephan Feilbach
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GESensing
Kommunikation
• Ethernet-Anschluss
• Java-basiertes Applet wird im Web-Browser geladen
• Daten-Logger mit 6 MB Speicher
• Aufgezeichnete Daten werden im ASCII-Formathochgeladen
• Export in Kalkulationstabellen
• Echtzeit-Balkendiagramme
• Farb-VGA oder 4 x 40 Matrix-Display
Software
Die Navigation durch die Optica Software ist einfach. Benutzerwählen Messwert-Displays, Balkendiagramme,Analogausgangsbereich, Digitalkommunikation,Selbstdiagnostik, Reinigung und Daten-Logger über intuitivePulldown-Menüs aus. Setup-Werte können im Speichergesichert und jederzeit geladen werden - lokal oder über denEthernet-Anschluss von einem beliebigen Standort aus.
Im Labor oder Betrieb
• Kalibrierlabors
• Prozesssteuerung
• Reinräume
• Umwelttestkammern
• Präzise Überwachung und Steuerung von Heiz-/Klimaanlagen
• Brennstoffzellen
• Wärmetauscher und Kalorimeter mit Kühlmittel
• Thermische Verarbeitung/Wärmebehandlung
• Halbleiterfertigung
• Lagerbereiche
• Pharmazeutische Validierungskammern
• Motorprüfstände und Emissionstests
• Flugzeugmotoren und -turbinen
Funktionalität
Das Modell Optica misst gleichzeitig Taupunkt, Temperaturund Druck. Der Analysator verfügt über programmierbare,mathematische Funktionen, um anwenderspezifischeBerechnungen vorzunehmen. Die Funktionen In, exp +, -, xund / ermöglichen die Anzeige, Aufzeichnung undÜbertragung abgeleiteter, technischer Einheiten anDatenerfassungssysteme. Der Analysator-Eingangskanal istein standardmäßiger 4-20 mA/0-5 VDC Eingang; daher kanndas Modell Optica an beliebige Prozess-Messgeräteangeschlossen und zur Anzeige von technischen Einheitenkonfiguriert werden.
Funktionsprinzip von gekühltenSensorspiegeln
Die Hygrometer mit einen Taupunktspiegel von GE werden inNorm- und Meterologielaboren sowie in industriellenAnwendungen eingesetzt, bei denen präzise undgenauestens reproduzierbare Feuchtemessungen und–steuerungen erforderlich sind. Die inherente Genauigkeitund langfristige Stabilität bietet gegenüber anderen Artenvon Feuchtemesstechniken zahlreiche Vorteile.Taupunktspiegel messen im Grunde die Taupunkt- oderGefrierpunkttemperatur direkt, indem eine reflektiveOberfläche auf eine Gleichgewichtstemperatur zwischenTau-/Frostbildung und Verdunstung abgeregelt wird und dieTemperatur des eigentlichen Spiegels zu diesem Zeitpunktexakt gemessen wird.
„Plug and play“-Setup einfach über Standardanschlüsse fürStrom, Sensor und Analogausgänge.
Stephan Feilbach
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GESensingDie Taupunktspiegel-Messgeräte von GE bestehen aus einemkleinen, polierten, hexagonalen Rhodium- oder Platinspiegel,der an ein thermoelektrisches Kühlmodul (TEC) angeschlossenist. Die Servosteuerung des Optica Analysators legt einenStrom an das TEC an, wodurch der eigentliche Spiegelabgekühlt wird. Der Spiegel wird mittels einer LED mit Licht imInfrarotspektrum angeleuchtet. Das vom Spiegel reflektierteLicht wird von einem Fotodetektor empfangen. Wenn derWasserdampf auf dem Spiegel zu Wasser kondensiert odersich Frost (Eiskristalle) bildet, wird das am Fotodetektorempfangene Licht durch den hiermit verbundenen Anteil ander Streuung des Lichtes verringert. Das führt dazu, dass dieServosteuerung den Strom reduziert und sich der Spiegeletwas erwärmt. Das Optica Servo-Reglersystem moduliert dieStromstärke, die durch das TEC fließt, um eine Temperaturaufrecht zu erhalten, bei der die Kondensations- undVerdunstungsrate der Wassermoleküle und die Masse desWassers auf dem Spiegel konstant gehalten wird. Dieresultierende Temperatur des Spiegels ist dann gemäßDefinition gleich der Tau- oder Gefrierpunkttemperatur. EinPräzisions-RTD aus Platin mit vier Leitern ist direkt mit demSpiegel kontaktiert und misst die Temperatur. Die Genauigkeitder Taupunktmessung wurde auf ±0,2°C des Tau-/Gefrierpunkts validiert. Die Genauigkeit kann auch auf bis zu±0,15°C des Tau-/Gefrierpunkts angehoben werden.
Die Trockenthermometertemperatur wird mit einem präzisen100 Ω Platin-RTD mit vier Leitern und der Druck mit einempiezoresistiven, Silizium basierenden Drucksensor gemessen.Die Tau-/Gefrierpunkt- und Trockenthermometer- RTD-Widerstandssignale werden vom Optica aufbereitet undverstärkt, damit Tau-/Gefrierpunkt und Temperatur angezeigtund übertragen werden können. Der Drucksensor sendet einverstärktes 4-20-mA-Signal, das vom Optica gespeist wird.Die Hauptmessungen von Tau-/Gefrierpunkt,Trockenthermometertempertur und Druck dienen anhand vonpsychometrischen Gleichungen zum Berechnen andererFeuchteparameter ; dazu gehören relative Feuchtigkeit,Feuchtkugeltemperatur, Massenmischungsverhältnis,Volumenmischungsverhältnis, absolute Feuchte, Enthalpieund Wasserdampfdruck.
Der RTD-Sensor ist integrierter Bestandteil des eigentlichenSpiegels und kommt nie in Kontakt mit der Prozess- oderTestumgebung. Die benetzten Teile sind der Platin- oderRhodiumspiegel, eine Dampfsperre aus rostfreiem Stahl oderMylar sowie ein Epoxydharzdichtmittel. Das Resultat sind drift-freie Feuchtemessungen und im Hinblick der Genauigkeit aufviele Jahre hinaus stabil.
Taupunktspiegel-Messgeräte sollten auf eine nominaleProben-Durchflussrate über den Spiegel eingestellt sein, umeine optimale Tau-/Frostbildung und Reaktionszeit zugewährleisten. Der Sensor muss entweder in eine Rohrleitungmit bewegtem zu messenden Gas eingebaut werden oder miteiner Probenpumpe ausgerüstet sein. Der optimaleVolumenstrom beträgt 0,25 bis 2,5 L/min. GE bietetProbennahmesysteme für die Temperatureinstellung,
Druckregelung und Filtern des zu messenden Gases, bevordieses den eigentlichen Spiegel erreicht. UnsereAnwendungsingenieure werden Ihre Anwendung im Detailmit Ihnen besprechen und Ihnen das System empfehlen, dasoptimal für Ihre Anforderungen geeignet ist.
In Anwendungen und Umgebungen, in denen physischeVerunreinigungen wie z.B. Staub, Ölnebel und Pollenvorhanden sind, wird die Verwendung einesProbennahmesystems mit einem Filtermedium empfohlen. DasFiltermedium muss hydrophob sein, damit Wasserdampf hierinnicht absorbiert wird, noch aus diesem in das zu messendeGas abgegeben wird. Mit der Zeit kann der Spiegel durchTeilchen verätzt oder verkratzt werden, wodurch sich dieLichtstreuungseigenschaften ändern. GE Spiegel können vorOrt ausgewechselt werden. Der Standard-Rhodiumspiegelkann für Industrieanwendungen durch einen Platinspiegelersetzt werden.
GE entwickelte ein patentiertes Verfahren, um Problemen mitVerunreinigungen zu überkommen. Dieses Verfahren, dasPACER® (Program Automatic Error Reduction) genannt wird, istStandard in allen Optica-Taupunktspiegel-Messgeräten. DerPACER-Zyklus kann manuell eingeleitet oder in zeitlichenVorgaben programmiert werden. Der Zyklus beginnt mit derDatenerfassung (während des PACER-Zyklus wird der in holdgegangene Wert übertragen) und der eigentliche Spiegel wirdweit unter den Taupunkt abgekühlt, damit sich eine starkeTau/Reifschicht auf dem Spiegel ausbilden kann. Anschließendwird der Spiegel rasch erhitzt. Während der Beheizung wird einbeträchtlicher Teil der löslichen und nicht löslichenVerunreinigungen verdampft und mit dem Messgasstrommitgerissen. Die auf dem Spiegel zurückgebliebenenVerunreinigungen neigen dazu, sich an trockenen Stellenanzusammeln (wie bei Gläsern aus einer Geschirrspülmaschine).Dieser Prozess reinigt etwa 85% der Spiegelfläche. Das vomFotodetektor erhaltene Lichtsignal wird mit dem Lichtsignaleiner Bezugs-LED und dessen zugehörigem Fotodetektorverglichen. Beide Signale werden elektronisch zueinander„abgeglichen“. Dadurch wird der Effekt der auf dem Spiegelzurückgebliebenen Verunreinigungen ausgeglichen. Der PACER-Zyklus funktioniert sehr gut; jedoch ist eine gelegentliiche,
Stephan Feilbach
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PACER-Zyklus
Vor PACER-Zyklus Nach PACER-Zyklus
Daten werden abgetastetund gesichert (3 Minuten)
Spiegeler-wärmung
bis trocken (90 Sekunden)
Spiegel kehrtzu Taupunkt zurück (60 Sekunden)
Spiegelabkühlung und Tropfenbildung
(30 Sekunden)
Optiksystem stellt das korrekteReflexionsvermögenautomatisch ein(5 Sekunden)
VorherrschenderTaupunkt
Kühlung
Beheizung
Endedes Zyklus
Startdes Zyklus
Typischer PACER- Zyklus
Anstiegsgeschwindigkeit
Taupunkt
Schwingung
Zeit
Tem
pera
tur
Analog-Regelung
Zeit
Tem
pera
tur
Digiloop-Regelung
Anstiegsgeschwindigkeit
Taupunkt
0,05°C Temperaturstufen
manuelle Reinigung dennoch angeraten. Alle Taupunktspiegelvon GE sind zur manuellen Reinigung zugänglich. DieReinigung ist ein einfacher Vorgang, bei dem der Spiegel miteinem in Reinigungslösung oder destilliertem Wasserangefeuchteten Wattestäbchen abgewischt wird. (DestilliertesWasser wird als letztes Reinigungsmittel empfohlen.)
GE entwickelte die Digiloop™-Regelung, um dieEinschränkungen herkömmlicher analoger PID-Regler(Proportional, Integral und Differential) zu überkommen. DieAnalogtemperaturregelung bedingt Oszillationen, besondersbei hohen oder extrem geringen Feuchtekonzentrationen. Sichselbst korrigierende oder PID-Konstanten können nur unterSchwierigkeiten auf analoge Regelungen angewandt werden,die zu stark oder zu schwach gedämpft sind. Digiloop nutzteine digitale Sampling- und Feed-Forward-Regelung, indemdie Signale (Samples) zeitlich abgetastet werden, sobald derTaupunkt innerhalb eines vorbestimmten Proportionalbandesliegt. Durch die Aufnahme der Schwingungen(Amplitudenhöhe-Oszillation) kann die Digitalregelung dieGrößenordnung der Veränderung effektiv vorhersehen und dieStromstärke zum thermoelektrischen Modul justieren, damitdie Spiegeltemperatur in Schritten von 0,05°C angepasstwerden kann. Das ergibt eine wesentlich bessere Regelungund höhere Taupunktpräzision.
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Modelle• Farb-VGA-Display mit Daten-Logger und Ethernet-
Kommunikation, erhältlich in Tisch-, Rack- oder Wand-montageausführungen
• 4 x 40 Punktmatrix-Anzeige, verfügbar in Tisch-, Rack- oderWandmontageausführungen
Netz95 bis 265 VAC, 50/60 Hz, 200 W
Elektrische Ein-/AusgängeIEC-Steckeraufnahme (Tischgerät), Klemmenleiste mitSchrauben (Wandmontage), mehrpolige Steckverbinder fürTaupunktspiegel-Sensor und Temperatursensor/Kabel,Schraubenklemmen für Analogausgänge, DB-9 für RS232 und10 base-T für Ethernet*
MessparameterTaupunkt, Temperatur und 4-20 mA/0-5 VDC
Berechnete ParameterRelative Feuchte, Feuchtkugeltemperatur,Massenmischungsverhältnis, Volumenmischungsverhältnis,absolute Feuchte, Wasserdampfdruck und Enthalpie inmetrischen Einheiten und US Einheiten sowiebenutzerdefinierten Einheiten
Eingänge1/3 Klasse A DIN 43760, 100 Ω RTD und Tau-/Gefrierpunktund Trockenthermometertemperatur. Schleifenversorgungfür 4-20 mA DC in max. Bürde von 500 Ω.
GenauigkeitSystemgenauigkeit ±0,15°C für Tau-/Gefrierpunkt, ±0,15°C fürTemperatur, 0,5% für Druck auf den Endwert (FS).
MessbereichSensor bestimmt
HystereseVernachlässigbar
Empfindlichkeit0,1% FS
A/D Auflösung16 Bit
Optica -Technische Daten
Daten-Logger-Speicher 6 MB*
Display1/4 Farb-VGA, ermöglicht die Anzeige von bis zu sechsParametern; 4 x 40 Punktmatrix, ermöglicht die Anzeige vondrei Parametern
Depression85°C bei 75°C Gehäusetemperatur undatmosphärischem Druck
Messbereich, typisch-10°C bis 75°C Tau-/Gefrierpunkt (Td) in Luft und bei 75°CGehäusetemperatur und 25°C Umgebungstemperatur undatmosphärischem Druck. Entspricht 0,7% bis 100% RH.
Andere, auf Berechnungen basierende Feuchteparameter.
HSS-12 Beheiztes Probennahmesystem, bestehend aus:SIM-12 beheizter Taupunktspiegel, SIM-HFTbeheiztes Filtermodul und SIM-HFM beheizterDurchflussmesser, alles montiert auf einerMontagetafel mit SIM-HSL beheizter Probenleitung.
102 mm
219 mm89 mm
6 mm Klemmringverschraubung
Stephan Feilbach
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Sensorelementvier Leiter 1/3 Klasse A DIN 43760 RPT, 100 Ω bei 0°C
Farb-VGA-Display mit Logger/EthernetA TischgerätB Tischgerät für RackmontageC Gerät für Wandmontage
Display mit vier Farben, 40 alphanummerische StellenD TischgerätE Tischgerät für RackmontageF Gerät für Wandmontage
Optica Einkanal-Ausführung1 Einheit mit neuem Taupunktspiegelsensor
(siehe Sensorabschnitt)2 Verwendung mit vorhandenem D2
(Konversionskabel 2160 erforderlich)3 Verwendung mit vorhandenem 1111H, 1211H,
SIM-12H und 1311DR(Konversionskabel 2160 erforderlich)
4 Verwendung mit vorhandenem 1311XR (Konversionskabel 2140 erforderlich)
Standardcode0 werksseitiger Code
Erläuterung derBestellcodes
Kabel für gekühlten Spiegel
Kabeltyp0 Kein Kabel erforderlichC Adapterkabel für vorhandenen Sensor/Kabel
Einbau 0,61 mA 3 m Standardlänge X Länge in m angeben
O P A 1 O A C 1 A O
2120 Zum Einsatz mit 1111H, 1211H, SIM12, HSS-12, 1311DR Sensoren
2130 Zum Einsatz mit D22140 Zum Einsatz mit 1311XR2150 Zum Einsatz mit Optica CCD-Sensor2160 Adapterkabel für Sensoren außer 1311XR, 0,7 m2170 Adapterkabel für 1311XR, 0,7 m
6 X/P/P erhöhte Genauigkeit, Platinspiegel, Dampfsperre aus rostfreiem Stahl
7 S/R/P Standardgenauigkeit, Rhodiumspiegel, Dampfsperre aus rostfreiem Stahl (D2)
8 X/R/P erhöhte Genauigkeit, Rhodiumspiegel, Dampfsperre aus rostfreiem Stahl (D2)
9 S/P/P Standardgenauigkeit, Platinspiegel,Dampfsperre aus rostfreiem Stahl (D2)
Erläuterung derBestellcodes
Temperatursensor
Sensor0 Kein TemperatursensorA T-100 mit 3 m Kabel
(Standardgenauigkeit)B T-100 mit 3 m Kabel
(erhöhte Genauigkeit)X T-100 mit angepasstem Kabel
(Standardgenauigkeit)Z T-100 mit angepasstem Kabel
(erhöhte Genauigkeit)
Drucksensoren0 Kein DrucksensorA PT-30A 3 m Kabel (Standard)B PT-30A mit angepasstem KabelX PT-300A 3 m Kabel (Standard)Z PT-300A mit angepasstem Kabel
Alle technischen Daten können zur Produktverbesserung ohne vorherige Bekanntmachunggeändert werden. Optica™ ist eine Marke von GE. GE® ist eine eingetragene Marke vonGeneral Electric Co. Andere Unternehmen oder Produktnamen, die in dieser Unterlageerwähnt werden, können Marken oder eingetragene Marken der jeweiligen Eigentümersein, die nicht mit GE verbunden sind.