Serie industrial: ZS8100-C2H2

Analizador de acetileno de proceso ZS8100-C2H2

Analizador de acetileno TDLAS con láser de diodo sintonizable para verificar la pureza del gas de soldadura, controlar la alimentación de síntesis química (VAM / 1,4-BDO) y realizar análisis DGA extractivos de transformadores

Rango
0–100 / 0–1000 ppm / 0–5 %vol
Exactitud
±2 % FS o ±1 ppm
Respuesta (T90)
<5 s
Límite de detección
<0.5 ppm (útil para DGA)
Descripción del producto

Descripción general

El ZS8100-C2H2 es un analizador de acetileno TDLAS en línea diseñado para procesos industriales: verifica la pureza en colectores y patines de mezcla de gas de soldadura, realiza el control de calidad de precursores para CVD de semiconductores y controla la alimentación de las rutas de síntesis química de VAM y 1,4-BDO. La absorción con láser de diodo de línea estrecha ofrece selectividad frente a variaciones de hidrocarburos, humedad y presión de fondo que pueden limitar los sensores de banda ancha. Para DGA periódicos y confirmación en laboratorio, se puede definir mediante revisión del proyecto un flujo de trabajo TDLAS de sobremesa sin número de modelo; el DGA en línea de transformadores se ofrece como una opción condicional sujeta a revisión de ingeniería e incluye un módulo de extracción de gases del aceite.

Características principales
  • Absorción láser TDLAS de línea única: celda óptica sin reactivos; los filtros y el gas patrón siguen siendo elementos de servicio
  • El firmware de rangos múltiples cubre desde ppm para DGA hasta %vol para procesos, sin cambiar la óptica
  • Diseñado para circuitos de muestreo extractivo en matrices de hidrocarburos y gases de síntesis
  • La opción de revisión TDLAS de sobremesa permite confirmar resultados de DGA y laboratorio

Especificaciones técnicas completas

Rendimiento principal

Métricas de rendimiento principales del ZS8100-C2H2
Métrica Valor Estado
Rango 0–100 / 0–1000 ppm / 0–5%vol (rangos múltiples) condicional*
Exactitud ±2 % FS o ±1ppm (el valor que sea mayor) condicional*
Respuesta (T90) <5 s condicional*
Límite de detección <0.5ppm (útil para DGA) condicional*

* Valores TDLAS típicos de C₂H₂ en la industria; se muestran como alcance objetivo. Los valores confirmados se entregan con la ficha técnica final al cotizar.

Medición

Especificaciones de medición del ZS8100-C2H2
EspecificaciónValor
Principio de mediciónTDLAS (espectroscopia de absorción con láser de diodo sintonizable)
Longitud de onda objetivoInfrarrojo cercano ≈ 1.5 μm (línea de absorción del C2H2)
Rango de medición0–100 ppm / 0–1000 ppm / 0–5 %vol (rangos múltiples)
Límite inferior de detección<0.5 ppm (útil para DGA)
Exactitud±2 % FS o ±1 ppm (el valor que sea mayor)
Repetibilidad≤1 % FS
Tiempo de respuesta (T90)<5 s
Trayectoria ópticaCelda de absorción multipaso (tipo Herriott / White, 1–10 m efectivos)

Sistema de muestreo

Especificaciones del sistema de muestreo del ZS8100-C2H2
EspecificaciónValor
Modo de muestreoExtractivo (sonda calentada + sistema de acondicionamiento)
Temperatura de la muestraHasta 180 °C (con línea calentada; depende de la aplicación)
Presión de la muestra-30 a +500 mbar g
Acondicionamiento recomendadoZS-SCS-600 de enfriamiento y secado / ZS-SCS-800 calentado (según el proyecto)
DGA en líneaCondicional: requiere módulo de extracción de gases del aceite y confirmación del hardware

Ambientales

Especificaciones ambientales del ZS8100-C2H2
EspecificaciónValor
Temperatura de funcionamiento-20 °C a +50 °C
Temperatura de almacenamiento-40 °C a +70 °C
Humedad0–95 % RH (sin condensación)
Grado de protección contra ingresoIP65 (estándar) / IP66 (gabinete de campo)

Eléctricas

Especificaciones eléctricas del ZS8100-C2H2
EspecificaciónValor
Alimentación eléctrica100–240 VAC, 50/60 Hz, 80 W máx.
Salida analógica2 × 4–20 mA (aisladas, configurables)
Salida digitalRS-485 Modbus RTU / HART 7 (opcional)
Salidas de relé4 × SPDT (alarma, falla, mantenimiento, rango)
PantallaPantalla TFT a color de 5″ con interfaz HMI táctil local

Características físicas

Especificaciones físicas del ZS8100-C2H2
EspecificaciónValor
Dimensiones (An × Al × Pr)483 × 177 × 420 mm (rack de 19″) / gabinete de campo opcional
Peso≈15 kg (rack) / ≈32 kg (gabinete de campo)
Material de la carcasaGabinete de aluminio con recubrimiento en polvo; piezas en contacto con la muestra de SS316L
MontajeRack de 19″ (4U) / montaje en pared / gabinete de campo

Certificaciones

Especificaciones de certificación del ZS8100-C2H2
EspecificaciónValor
Marcado CECumplimiento de la directiva de equipos de la UE (alcance objetivo)
Área peligrosaATEX / IECEx: alcance condicional (se confirma según el proyecto)
Compatibilidad electromagnéticaEN 61326-1
Sistema de calidadFabricado bajo ISO 9001:2015
Normas de aplicaciónIEC 60599 / IEC 60567 / ASTM D3612 / IEEE C57.104 (DGA); CGA G-1.1 (soldadura)

Aplicaciones de este analizador

Este modelo se asocia con las siguientes aplicaciones industriales y condiciones de proceso.

DGA en transformadores
Control de calidad del gas de soldadura
CVD de semiconductores
Síntesis química

Entornos de implementación

Entornos de proceso habituales en los que se evalúa este modelo.

Verificación de la pureza en colectores y patines de mezcla de gas de soldadura metalúrgica
Monitoreo de la alimentación para síntesis química (VAM, 1,4-BDO) y control de sus condiciones de alimentación
Calificación de precursores para CVD de semiconductores antes de liberarlos del gabinete de gases
Análisis de gases disueltos (DGA) en transformadores con muestras extraídas

Alcance de las certificaciones

Las normas se presentan junto con su alcance y estado para que la revisión de ingeniería permita verificar el método de referencia de DGA aplicable, el contexto de pureza del gas de soldadura y las condiciones del área peligrosa. Las aprobaciones de rendimiento se indican como alcance objetivo; el estado de certificación vigente para su configuración se confirma al cotizar. El alcance para áreas peligrosas y normas DGA se gestiona como una opción condicional sujeta a revisión de ingeniería, no como una afirmación predeterminada del catálogo.

Matriz del alcance de certificación del ZS8100-C2H2
Norma Alcance Variante Estado Documento
CE (declaración UE de conformidad) El marcado CE forma parte del alcance objetivo; la declaración UE de conformidad de su configuración se confirma para cada proyecto y se entrega a solicitud una vez emitida. Variante del proyecto objetivo A solicitud
Área peligrosa ATEX Gabinete Ex d opcional, sujeto a la aplicación Variante del proyecto condicional A solicitud
IEC 60599 / IEC 60567 / ASTM D3612 Solo para DGA; la extracción de gases del aceite y el flujo de trabajo de laboratorio se confirman para cada proyecto. Variante del proyecto condicional A solicitud
CGA G-1.1 Contexto de pureza del gas de soldadura; el manejo de muestras del proyecto se confirma según la aplicación. Variante del proyecto condicional A solicitud
ISO 9001:2015 Sistema de gestión de calidad: fabricado bajo ISO 9001:2015 Variante del proyecto aprobado A solicitud
CE ATEX (opcional)

Solicitar documentación

Solicite fichas técnicas, manuales de usuario, certificados y notas de aplicación para este modelo.

Notas de evidencia

estudio de caso

Arquitectura DGA en fase gaseosa con C₂H₂ extraído

Para DGA en transformadores y procesos con acetileno, la arquitectura mide con TDLAS la fase gaseosa extraída y establece la extracción de gases del aceite, el fondo de hidrocarburos y el acondicionamiento de la muestra como límites definidos para cada proyecto, en lugar de afirmar que mide directamente el aceite.

Detalles técnicos y de ingeniería

Detalles técnicos y de ingeniería

Detalles de ingeniería complementarios: despliegue cada tema para consultar toda la información sobre medición, límites operativos, sistema de muestreo, calibración, integración, mantenimiento y aplicación.

01 Principio y límites de medición

Límites de la medición

TDLAS detecta una línea de absorción del C₂H₂ en una celda extractiva de fase gaseosa para analizar acetileno de proceso, verificar la calidad del gas de soldadura y realizar DGA en transformadores con muestras extraídas.

No admite

  • Afirmar en el catálogo que mide directamente el aceite de transformador con láser
  • DGA en línea sin módulo de extracción de gases del aceite
  • Usar la confirmación de laboratorio en sobremesa como flujo de trabajo continuo predeterminado

Requisitos

  • Muestra extractiva en fase gaseosa
  • Revisión de la matriz de hidrocarburos
  • Módulo de extracción de gases del aceite para DGA en línea de transformadores
  • Acondicionamiento ZS-SCS-600 o ZS-SCS-800, seleccionado según el riesgo de humedad y niebla de aceite

Interferencias y límites

  • Fondo de hidrocarburos C₂H₄ / C₂H₆ / CH₄
  • Deriva de fondo por humedad y presión
  • Niebla de aceite de colectores de gas de soldadura o módulos de extracción
  • Los fondos con alta concentración de CH₄ requieren calibración específica para la aplicación
02 Límites operativos

Use estos límites como criterios de selección y, antes de cotizar, confirme las condiciones de la muestra, la exposición ambiental y los materiales.

Temperatura de la muestra
hasta 180 C
opción de línea calentada; depende de la aplicación
Temperatura ambiente
-20-50 C
Materiales en contacto con la muestra
Trayectoria de muestreo de SS316L
Fuera de estos límites
  • Medición en fase de aceite sin extracción
  • Entrada de niebla de aceite sin acondicionar a la celda óptica
  • Alcance del gabinete para área peligrosa sin revisar
03 Límites del sistema de muestreo

El modo de muestreo, los componentes de acondicionamiento y las exclusiones definen dónde termina la responsabilidad del analizador y dónde comienza el sistema de muestreo.

Modo de muestreo
extractivo
Componentes del límite
  • Sonda calentada o acondicionamiento de enfriamiento y secado
  • Celda óptica multipaso
  • Opción ZS-SCS-600 de enfriamiento y secado
  • Opción ZS-SCS-800 calentada
  • Módulo de extracción de gases del aceite para DGA en línea, cuando se incluya en el alcance
Exclusiones del límite
  • Medición directa de aceite
  • Muestra de niebla de aceite sin filtrar
  • DGA en línea de transformadores sin módulo de extracción
04 Calibración y validación

Método de calibración, intervalo, trazabilidad y soporte de auditoría de este analizador.

Método de cero y span

Verificación automática del cero y verificación manual del span con una mezcla certificada de C₂H₂

Intervalo

Específico del sitio

Métodos de referencia

IEC 60599 / IEC 60567 / ASTM D3612 para DGA; CGA G-1.1 para control de calidad del gas de soldadura

Trazabilidad del gas span

Mezcla certificada de C₂H₂ seleccionada según el rango del proyecto

Soporte para auditorías

  • Contexto DGA de IEC 60599 / IEC 60567 / ASTM D3612
  • Contexto de control de calidad del gas de soldadura de CGA G-1.1
05 Entradas/salidas e integración

Salidas de señal e interfaces de comunicación para integrar con el sistema de control.

Salida

4–20 mA / RS-485 Modbus / HART

Salida analógica

2 × 4–20 mA (aisladas, configurables)

Salida digital

RS-485 Modbus RTU / HART 7 (opcional)

Salidas de relé

4 × SPDT (alarma, falla, mantenimiento, rango)

Nota de revisión del DAHS

Confirme el mapa de protocolos, los nombres de los canales, los estados de alarma y el formato de presentación de informes durante la revisión de integración del proyecto.

06 Mantenimiento y repuestos específico del sitio

Tareas de servicio rutinarias, consumibles y requisitos de acceso para este analizador; los intervalos exactos dependen del sitio.

Tareas de servicio
  • Revisar las ventanas de la celda óptica
  • Dar servicio a los filtros coalescentes y de partículas
  • Verificar la función de control del cero
  • Realizar la verificación del span de C₂H₂
Consumibles
  • Gas span certificado de C₂H₂
  • Elementos filtrantes coalescentes
  • Consumibles para purga de ventanas, si están instalados
07 Evidencia de aplicación

Contexto de aplicación en entornos industriales complejos.

Estudio de caso Transmisión de energía: DGA en transformadores

Contexto de aplicación

Los operadores de redes eléctricas provinciales que gestionan subestaciones de alta tensión necesitan detectar antes los gases disueltos (DGA) en transformadores principales antiguos. Los ciclos de DGA con resultados de laboratorio pueden pasar por alto la señal temprana de C₂H₂ que precede a la escalada de una falla térmica.

Respuesta de la arquitectura

Una red de analizadores TDLAS ZS8100-C2H2 conectados al lado de la fase gaseosa de módulos de extracción de gases del aceite suministrados por terceros, a través de bancos de transformadores principales, proporciona lecturas continuas de C₂H₂ en tiempo real. Así, la señal temprana de C₂H₂ se vuelve visible para el centro de control de la red en minutos en vez de días.

Arquitectura DGA para transformadores antiguos Red de analizadores TDLAS · detección temprana de C₂H₂ en tiempo real
Preguntas de selección

Preguntas frecuentes

¿Puede el ZS8100-C2H2 realizar DGA en línea de transformadores sin un módulo de extracción de gases del aceite?

IEC 60599 define el DGA en función de los gases disueltos en el aceite del transformador, no del espacio de cabeza libre. Por eso, el DGA en línea siempre requiere una etapa de extracción de aceite a gas —mediante equilibrio en el espacio de cabeza o una membrana polimérica— para separar el C2H2 disuelto y llevarlo a una corriente portadora que pueda medir TDLAS. La medición directa de la matriz de aceite con láser sigue siendo un concepto de investigación y no ha reemplazado a los módulos de extracción en el servicio de campo. El ZS8100-C2H2 se entrega configurado para el lado de la fase gaseosa del circuito. Por lo tanto, su combinación con un patín validado de extracción de gases del aceite requiere una revisión de ingeniería condicional; no es una capacidad lista para instalar. El flujo de trabajo principal sigue siendo el DGA de muestras extraídas según IEC 60567 / ASTM D3612.

¿Cómo separa el ZS8100-C2H2 las interferencias de C2H4 / C2H6 / CH4 en el espacio de cabeza durante el DGA?

La característica de armónico de C2H2 en el infrarrojo cercano, alrededor de ~1.5 μm, es más estrecha que cualquier señal que pueda detectar un fotómetro con filtro de banda ancha. El instrumento recorre el centro de la línea seleccionada, ajusta un perfil de Voigt y resta las bandas adyacentes de hidrocarburos. De este modo, C2H4, C2H6 y CH4 se tratan como parte del fondo DGA declarado, en vez de considerarse mezclas arbitrarias. La exactitud se especifica con un fondo de hidrocarburos representativo, según la preparación de muestras de IEC 60567. Los fondos inusualmente altos (por ejemplo, >5 %vol de CH4) requieren una calibración específica para la aplicación, en lugar de la calibración de fábrica predeterminada.

¿Qué acondicionamiento de la muestra requiere la aplicación en colectores de gas de soldadura?

La alimentación de acetileno metalúrgico llega seca, pero suele arrastrar niebla de aceite desde los colectores de cilindros y los patines de mezcla. Para el control de calidad en colectores y patines de mezcla, suele especificarse la cadena de enfriamiento y secado ZS-SCS-600 antes de la celda del analizador: filtro coalescente, enfriador para mantener un punto de rocío estable de 5 °C y retención de partículas de 2 μm. El muestreo calentado (ZS-SCS-800) se especifica solo cuando un lavador o trampa húmeda aguas arriba podría causar condensación en la ventana de la celda. La pureza del acetileno comercial se rige por CGA G-1.1; el analizador informa el C2H2 en %vol y las desviaciones de impurezas en ppm con respecto a esa especificación.

¿Con qué frecuencia debo calibrar el equipo para el funcionamiento rutinario del proceso?

Como parte del plan de mantenimiento de GESHINE, la cadena de señal TDLAS realiza controles automáticos del cero con una celda de referencia sellada a intervalos configurables por el usuario (normalmente diarios) y una verificación manual del span con una mezcla certificada de C2H2 cada 6 meses para procesos y cada trimestre para servicio con clasificación DGA. Como el principio es exclusivamente óptico (sin consumibles químicos), no hay que cambiar celdas electroquímicas ni reactivos. Los principales elementos de servicio son el módulo láser y la purga de la ventana; ambos se pueden reemplazar en campo sin realinear la celda.

¿Cuándo conviene usar un flujo de trabajo TDLAS de sobremesa en vez del ZS8100-C2H2 en línea?

El ZS8100-C2H2 está diseñado para operación continua en línea o sobre patín, con gabinete ATEX Ex d opcional, funcionamiento 24/7 y conexión de 4–20 mA / Modbus con SCADA. La opción de revisión TDLAS de sobremesa se utiliza para confirmar resultados de DGA en laboratorio, realizar comparaciones y auditar periódicamente mezclas de cilindros portátiles. A cambio de no estar diseñado para el funcionamiento continuo, ofrece una celda multipaso más precisa y reportes de calibración de grado metrológico. Para registrar en línea tendencias de DGA de transformadores, se utiliza el ZS8100; la aprobación de muestras de referencia corresponde al flujo de revisión TDLAS de sobremesa. Así se combina el monitoreo en línea con la confirmación de laboratorio.

Revise las condiciones del sitio para el ZS8100-C2H2

Envíe el rango de gas, la temperatura y presión de la muestra, la humedad y los requisitos de certificación antes de elegir el modelo definitivo. Confirmaremos las especificaciones y enviaremos una cotización en un plazo de 24 horas.