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Sensor

Sauerstoffsensormodul für die Industrie 4.0

| Redakteur: Katharina Juschkat

Sensoren, die sich aus der Distanz ansteuern lassen, spielen in intelligenten, vernetzten Anwendungen eine zunehmend wichtige Rolle. Sie entsprechen den Anforderungen der Industrie 4.0, in der vermehrt digitale Herstellungs- und Betriebsplattformen zum Einsatz kommen werden.

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( Pewatron )

Auch die Bedeutung von Sauerstoffsensoren nimmt in vielen anspruchsvollen Herstellungsprozessen weiter zu. So muss zum Beispiel bei der additiven Fertigung wie bei 3-Druckanwendungen, bei denen Metall, Legierungen oder technische Keramik schichtweise zusammengefügt werden, der Sauerstoffanteil der Umgebung genau reguliert werden. Weitere wichtige Anwendungen sind Feuerschutzgeräte, Zellinkubatoren, Produkte zur Nahrungsmittel-Konservierung und Früchte-/Gemüse-Reifung sowie Gasanalyseinstrumente und Messumformer.

Präziser und schneller Sauerstoffsensor

Pewatron bietet robuste und preiswerte OEM-Sauerstoffsensormodule, die sich für viele industrielle Anwendungen eignen, in denen eine kontrollierte Sauerstoffatmosphäre erforderlich ist. Herzstück der Module ist ein präziser und schneller Sauerstoffsensor mit langer Lebensdauer, der sich in einer Bandbreite von einigen wenigen ppm bis zu 95 % Sauerstoffanteil konfigurieren lässt.

Damit sie den zukünftigen Anforderungen der industriellen Produktion entsprechen, werden diese OEM-Module mit verschiedenen analogen und digitalen Standard-Ausgangssignalformaten angeboten. Viele Produkte werden als Standard serienmäßig hergestellt und können deswegen mit einer sehr kurzen Vorlaufzeit ausgeliefert werden. Es können aber auch kundenspezifische Varianten für die entsprechenden Anwendungen angefertigt werden.

Zirkonoxid-Sensoren für verschiedene Messbereiche

Die Sauerstoffsensoren der FCX-Serie sind für vier verschiedene Messbereiche erhältlich: 0 ppm – 1000 ppm, 0–5%, 0–25% sowie 0–95%. Alle Sensoren basieren auf dem Zirkonoxyd-Messprinzip. Das Ausgangssignal liegt jeweils im µA-Bereich und folgt mit zunehmendem Sauerstoffgehalt einer logarithmischen Kurve.

Die FCX-ULL-Sauerstoffsensoren messen den Sauerstoffpartialdruck in einem Bereich von 0 bis 1000 ppm pO2. Die Genauigkeit des Sensors kann sehr hoch sein, hängt jedoch stark von der jeweiligen Anwendung und insbesondere der Integration in den jeweiligen Prozessen ab. Für den Messbereich von 0 bis 5% O2 eignen sich die Sauerstoffsensoren vom Typ FCX-UL, die bei Sauerstoffkonzentrationen zwischen 0 und 10.000 ppm eine sehr hohe Präzision (+/–100 ppm) bieten. Für den Bereich über 10.000 ppm (d.h. zwischen 1% und 5%) beträgt die Genauigkeit +/–1 % des Signals. Bei diesen beiden Sensortypen verbessern sich Genauigkeit und Auflösung je nach verwendetem Messaufbau.

Sensor für nicht explosionsgeschützten Umgebungen

Die Sauerstoffsensoren vom Typ FCX-UC werden zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks im Messbereich von 0 bis 25 % O2 eingesetzt. Ihre Reaktion in Abhängigkeit der Sauerstoffkonzentration kann als quasilinear verstanden werden, mit einer Maximalabweichung von 5% des angezeigten Wertes bei einer Sauerstoffkonzentration von 13 bis 17 %. Durch die optionale Punkt-Kalibrierung ist dieser Sensor prädestiniert für Anwendungen in nicht explosionsgeschützten Umgebungen.

Anwendung in medizinischen Sauerstoffkonzentratoren

Die Sauerstoffsensoren vom Typ FCX-UWC schließlich eignen sich ideal für die Messung im Bereich von 0 bis 95 % O2. Bei diesem Modell handelt es sich um den mit Abstand meistgenutzten Sensor für die Anwendung in den medizinischen Sauerstoffkonzentratoren. Er wird jedoch auch zur Messung von Sauerstoff in Prozessen verwendet, in denen ein hoher Sauerstoffgehalt erforderlich ist, wie beispielsweise in kontrollierten Inkubator-Anwendungen in der Labor- und Biotechnik.

Sensor+Test 2016: Halle 1, Stand 333.

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