Technischer Kundendienst
und Entwicklung
Norbert Gerhardt

Spurenfeuchte-Messung

Elektrolyse-Hygrometerzelle

TKE bietet jetzt eine Komplettlösung für die Bestimmung von Spurenfeuchte in Gasen an, basierend auf dem coulometrischen Verfahren. Das Set besteht aus Elektrolysezelle, dem Messgerät und einer Auswertungssoftware. Und so funktioniert es:

Die Elektrolysezelle enthält einen Keramikstreifen mit aufgedruckten Platinelektroden. Diese sind mit einer hygroskopischen Schicht aus Phosphorpentoxid (P2O5) überzogen, welche dem Gas das Wasser entzieht, so dass es elektrolytisch zersetzt wird. In der Elektrolyse verhält sich der gemessene Strom streng proportional zur Anzahl der dissoziierten Moleküle pro Zeiteinheit. Aus diesem Grund liefert das Messverfahren Absolutwerte und benötigt keine Kalibrierung der Zelle.

Während die Gasprobe mit einer typischen Flussrate von 100ml/min durch die Zelle strömt, wird der Strom vom Messgerät erfasst. Mit dieser Technik können einzelne Wassermoleküle unter Millionen Gasmolekülen detektiert werden (ppm-Bereich). Ein Wassergehalt von 1 ppmV (Millionenanteile am Volumen) ergibt einen Strom von 13,14 µA.

TMM-1 Trace Moisture Meter

Zu kaufen ab Q4 2020
TMM-1 Trace Moisture Meter mit Tablet-PC

Das TMM-1 Trace Moisture Meter ist ein universelles Messgerät zum Betrieb mit Phosphorpentoxid-Elektrolysezellen. Zellen der meisten Hersteller können benutzt werden.

Im autonomen Betrieb zeigt das TMM-1 den Messwert auf dem Display an, gibt ein wählbares Signal über den 4-20mA-Ausgang aus und schaltet die Relais-Ausgänge. Nach einer Unterbrechung der Versorgungsspannung nimmt das Gerät seinen letzten Betriebszustand wieder auf.
Wenn das TMM-1 über USB an einen Computer angeschlossen ist, kann man es mit Hilfe der Q-Moisture-Software konfigurieren. Das Steuerprotokoll und die Software sind Open Source, Anwender sind eingeladen, das TMM-1 in eigene Anwendungen einzubinden.

Das TMM-1 hat einen eingebauten Datenlogger. Die Aufzeichnung startet und stoppt mit einem Knopfdruck an der Rückwand. Wird ein Computer zur Datenerfassung genutzt, setzt der Logger die Aufzeichnung fort, auch wenn der Computer herunterfährt oder die Verbindung verliert. Unterbrechungsfreie Langzeitmessungen sind damit sicher durchzuführen.

Hardware-Funktionen

TMM-1 Rückwand-Varianten

Anschlussplatten

Es stehen zwei Varianten der Rückwandplatte zur Auswahl:

Die Labor-Rückwand hat Schnellfederklemmen für den Zellenanschluss und eine Bananenbuchse für die Erdung.

Die Industrie-Rückwand hat steckbare Phoenixcontact-Klemmblöcke für Zelle und Spannungsversorgung. Das Gehäuse wird über eine Schraube geerdet.

Beide Rückwände verfügen über eine DC-Buchse zur Spannungsversorgung, eine USB-Buchse Typ B, einen isolierten 4-20mA-Ausgang und zwei separate Relaiskontake (Schließer).

Der Taster dient zum Weiterschalten der Display-Seite und zum Starten/Stoppen der Datenaufzeichnung.

TMM-1 Leiterplatte

Offene Leiterplatte

Die Leiterplatte im TMM-1 ist auch ohne Gehäuse und mit optionalem Display erhältlich.

Falls Sie das Messgerät in Ihren eigenen Analysator einbauen wollen, können Sie ggf. das Gehäuse einsparen. Alternativ zum USB-Anschluss befindet sich auf der Leiterplatte noch eine RS232-Stiftleiste, die zur Kommunikation mit Ihrem Steuergerät benutzt werden kann. Ein einfaches Datenprotokoll kann nach Wunsch implementiert werden.

Spannungsversorgung

Das TMM-1 Trace Moisture Meter kann sowohl über die DC-Buchse mit 5 ... 24V als auch über USB versorgt werden. Beide Eingänge sind redundant, der Betrieb wird nicht unterbrochen, wenn eine von beiden Spannungen ausfällt. Im Laboreinsatz können Sie ein Steckernetzteil benutzen, für eine feste Installation empfiehlt sich jedoch eine zuverlässigere Versorgung über die Klemmblöcke bei Benutzung der Industrie-Rückwand. Diese sind intern zur DC-Buchse parallel geschaltet.

Die Leistungsaufnahme beträgt nur 2,5 Watt bei maximaler Zellenlast, typisch um 1 Watt. Das Gerät kann daher mehrere Tage lang aus einer USB-Powerbank mit 100 Wh betrieben werden.

TMM-1 mit Zelle and USB-Powerbank

Technische Daten:

  • Abmessungen: H 52mm, B 90mm, T 113mm, Gewicht: 290g
  • Zellen-Betriebsspannung: 0 ... 25,0 V in 0,1 V-Schritten
  • Zellen-Strombegrenzung: 0 ... 100 mA in 0,1 mA-Schritten
  • Zellen-Leistungsbegrenzung: 1 Watt
  • Messrate: 1000 sec ... 1 kHz, 24 Bit ADC
  • Genauigkeit des Zellenstroms:
    ±0,1% oder ±0,01 ppmV @ 100 ml/min
  • Display-Auflösung: 6 Stellen mit Fließkomma

Q-Moisture Software

Die Q-Moisture Software is ein einfaches Tool zum Einstellen und Steuern des TMM-1. Mit ihr konfiguriert man das TMM-1 für den Feldeinsatz, im Labor dient Q-Moisture als Plotter und Steuerzentrale. Der Benutzer kann Messungen online durchführen und dokumentieren oder die aufgezeichneten Daten aus dem Gerät herunterladen und darstellen.
Die Software ist in Python geschrieben, Kunden können eigene Funktionen hinzufügen oder das Kommunikationsprotokoll in ihre eigene Anwendung übernehmen.

Screenshot der Q-Moisture-Software
Verfügbar ab Q4 2020

Features

  • Datenaufzeichnung starten und stoppen mit fortlaufendem Kurvenschrieb.
  • Messdaten-Files aus dem TMM-1 laden und darstellen.
  • Messdaten als csv- oder txt-Datei exportieren.
  • Zellenspannung, Strombegrenzung, Leistungsbegrenzung, Samplerate etc. einstellen.
  • Konfigurieren des 4-20mA-Signalausgangs.
  • Konfigurieren der Relais-Ausgänge und Schaltschwellen.
  • Festlegen des Betriebszustands nach dem Einschalten.
  • Kalibrieren der analogen Schaltungsteile des TMM-1.
jetzt lieferbar

TKE Spurenfeuchte-Messzelle

TKE P2O5 Trace moisture cell

Diese neuentwickelte P₂O₅-Elektrolysezelle ist eine kostensparende und vielseitige Lösung zur Messung der Wasserkonzentration in Gasen bis hinab zu 1 ppmV.

Die Zelle ist einfach zu öffnen, der Anwender kann sie daher leicht selbst viele Male reinigen und regenerieren, bevor ein Austausch notwendig wird.

Die Zelle eignet sich auch für den dauerhaften Einbau in Analysatoren von Ametek/Dupont, als Ersatz für die Original-Keidel-Zelle. Fragen Sie bei TKE nach einem Umbau Ihres Analysators, falls die Keidelzellen nicht mehr regenerierbar sein sollten.

TKE hält ständig frische und getestete Zellen auf Lager, Benutzer erhalten schnell Ersatz, falls der Keramikstreifen defekt sein sollte.

TKE empfiehlt zum Betrieb der Messzelle das TMM-1 Trace Moisture Meter, da es spezielle Funktionen zum Schutz des Sensors hat. Grundsätzlich funktioniert die Zelle aber auch mit anderen Messgeräten.

Geöffnete TKE P2O5-Messzelle

Regenerier-Service

Ametek/Dupont Keidel-Zellen

TKE bietet einen Regenerierservice für die Phosphorpentoxid-Feuchtemesszellen des MEA 902/903 und Ametek 303 an. Die Zellen werden nach der Standardvorschrift des Herstellers neu beschichtet und erhalten auf diese Weise die volle Funktionsfähigkeit zurück. Dies gilt jedoch nicht für Zellen mit internem Kurzschluss oder Glasbruch.

Der Regenerierservice umfasst:

Spurenfeuchte-Expertise

Michell QMA401
Michell Instruments QMA401

TKE hat jahrelange Erfahrung in der Entwicklung von Messlösungen im Bereich der Spurenfeuchte. Wir unterstützen Sie gerne bei Ihren Projekten.

Ein großes, von TKE durchgeführtes Projekt war die Entwicklung eines Analysators auf Grundlage der Quarz-Mikrowaagen-Technik (QMB, Quartz Crystal Microbalance). QMB arbeitet mit einem Schwingquarz, der mit einem hygroskopischen Polymer beschichtet ist. Wenn die Beschichtung Wasser aufnimmt, wird die Resonanzfrequenz des Quarzes zu einem tieferen wert verschoben, was leicht zu messen ist. Dies ermöglicht die Detektierung extrem geringer Wassermengen im Gas hinab bis 0,1 ppmV. Verglichen mit P₂O₅-Zellen können wesentlich mehr Gaszusammensetzungen untersucht werden, da die Polymerschicht für die meisten Substanzen unempfindlich ist.

Alle Rechte an Produktion und Marketing der QMB-Feuchteanalysatoren sind an Michell Instruments übergegangen. Erfahren Sie hier mehr über dieses Produkt:

www.michell.com/uk/products/qma401.htm

Analysator-Service

MEA903
Dupont 303

Wir führen Wartungsarbeiten für die Analysatoren Dupont 303, Ametek 303B, Dupont 902 / 903 und TA Instruments 903 durch: