Einfluss der Länge der Gaszuführung auf die Reaktionszeit eines Gasmesssystems

Die Reaktionszeit T90 ist die Zeit, die ein Messsystem benötigt, um 90% der Änderung des Messwertes anzuzeigen.

In einem extraktiven Gasanalysesystem hängt die Zeitkonstante von folgenden Faktoren ab: ƒ

  • Reaktionszeit des Analysators ƒAbbildung 1
  • Länge der Gaszuführung

Die Reaktionszeit des Analysators basiert auf dem Gasfluss im Analysator und der Reaktionszeit des Sensors selbst. Letzterer Wert ist dem Datenblatt des Sensors zu entnehmen. Gasanalysatoren der Serie INFRALYT 80 mit NDIR-Messbank haben eine typische Reaktionszeit um die 15s.

Die Gaszufuhr zum Analysator macht einen großen Anteil an der Reaktionszeit aus.

Ein typischer Gasschlauch DN 6/4 hat einen Innendurchmesser von 6mm. In einem Teilstück von einem Meter Länge befinden sich somit 0,0283l Gas. Bei einem üblichen Gasfluss von 90l/h und unter Vernachlässigung der unterschiedlichen Stömungsverhältnisse über den Querschnitt des Schlauches braucht das Gas für einen Meter 1,13s. Rund 15m Gaszuführung verdoppeln also die Reaktionszeit auf 30s.

Viele Prozesse benötigen keine schnellen Reaktionszeiten. So verlangt die EN 15267-3 (Luftbeschaffenheit ― Zertifizierung von Abbildung 2automatischen Messeinrichtungen) unter Punkt 8.2.1. (Mindestanforderungen) eine Einstellzeit T90 von maximal 200s. Allerdings gibt es auch Prozesse, die als Prozessparameter eine möglichst schnelle Reaktion auf veränderte Gaszusammensetzungen verlangen.

Folgende Massnahmen verringern die Reaktionszeit des Gesamtsystems: ƒ

  • Platzierung des Gasanalysators möglichst nahe an der Entnahmestelle und Weiterleitung der Daten als elektrische Signale ƒ
  • Erhöhung des Gasdurchflusses (Hinweis: Da diese Maßnahme Einfluss auf die Genauigkeit der Messung haben kann, sollte sie vorab mit uns besprochen werden.) ƒ
  • Gasaufbereitungen, Kondensatabscheider und Filter verändern auf Grund des Gasvolumens ebenfalls die Zeitkonstante. Hier muss die Auswahl nach mehreren Kriterien (T90, Wasseranteil/Taupunkt, Querempfindlichkeiten) erfolgen. ƒ
  • Unsere Analysatoren arbeiten mit einem Softwarefilter, welches besonders in kleinen Messbereichen für stabile Messwerte sorgt. Nach Rücksprache mit unserer Entwicklung kann dieses deaktiviert und so die Zeitkonstante des Analysators selbst auf 5s verringert werden.