Analizador de oxígeno de proceso ZS8100-O2
Medición de O₂ paramagnética de alta exactitud para optimizar procesos
- Rango
- 0-25 %vol O₂
- Exactitud
- ±0.05 %vol
- Respuesta
- <5s T90
- Salida
- 4-20mA, Modbus, HART
Descripción general
El ZS8100-O2 ofrece mediciones precisas de oxígeno mediante tecnología de detección paramagnética. Es ideal para el control de combustión, la verificación de la inertización y el aseguramiento de la calidad en procesos químicos y petroquímicos.
- Opción de sensor dual (paramagnético + zirconia)
- Calibración automática con referencia interna
- Clasificación SIL 2 para aplicaciones de seguridad
- La trayectoria de la muestra calentada evita la condensación
Especificaciones técnicas completas
Rendimiento clave
| Parámetro | Valor | Estado |
|---|---|---|
| Rango | 0-25%vol O₂ | confirmado |
| Exactitud | ±0.05%vol | confirmado |
| Respuesta | <5s T90 | condicionado* |
| Salida | 4-20mA, Modbus, HART | confirmado |
* Respuesta: la base (sistema completo o solo celda) se confirma al cotizar
Medición
| Especificación | Valor |
|---|---|
| Principio de medición | Paramagnético (viento termomagnético) / óxido de zirconia |
| Rango de medición | 0–25 %vol O₂ (configurable hasta 0–100 %vol) |
| Exactitud | ±0.05 %vol (paramagnético); ±0.1 %vol (zirconia) |
| Repetibilidad | ≤0.02 %vol |
| Tiempo de respuesta (T90) | <5 s (paramagnético); <3 s (zirconia) |
Características físicas
| Especificación | Valor |
|---|---|
| Dimensiones (ancho × alto × profundidad) | 483 × 177 × 420 mm (rack de 19″) |
| Peso | 14.5 kg |
| Material de la carcasa | Aluminio con recubrimiento en polvo, piezas en contacto con el gas de acero inoxidable SS316L |
| Montaje | Rack de 19″ (4U) / montaje en pared / gabinete de campo |
Características eléctricas
| Especificación | Valor |
|---|---|
| Alimentación eléctrica | 100–240 VAC, 50/60 Hz, 80 W máx. |
| Salida analógica | 2 × 4–20 mA (aisladas, configurables) |
| Salida digital | Modbus RTU/TCP, HART 7, OPC-UA |
| Salidas de relé | 4 × SPDT (alarma, falla, mantenimiento, rango) |
| Pantalla | Pantalla táctil TFT a color de 5″ |
Características ambientales
| Especificación | Valor |
|---|---|
| Temperatura de operación | -20 °C a +50 °C |
| Temperatura de almacenamiento | -40 °C a +70 °C |
| Humedad | 0–95 % RH (sin condensación) |
| Temperatura de la muestra | Hasta 200 °C (con entrada calentada) |
| Presión de la muestra | -50 a +500 mbar |
Certificaciones
| Especificación | Valor |
|---|---|
| Área peligrosa | Opción ATEX / IECEx para área peligrosa — alcance condicionado para la versión con gabinete de campo en Zona 1; el marcado Ex db final, el grupo de gas, la clase de temperatura y el EPL se confirman según el extracto del certificado entregado |
| Seguridad funcional | SIL 2 según IEC 61508 / IEC 61511 |
| Grado de protección | IP66 (gabinete de campo) |
| Compatibilidad electromagnética | EN 61326-1:2021 |
| Calidad | Fabricado conforme a ISO 9001:2015 |
Aplicaciones adecuadas para este analizador
Este modelo se asigna a las siguientes aplicaciones industriales y tareas de proceso.
Entornos de operación
Entornos de proceso habituales en los que se evalúa este modelo.
Alcance de las certificaciones
Las normas se presentan con su alcance y estado para que la revisión de ingeniería permita verificar el gabinete, el área y el análisis de seguridad aplicables.
| Norma | Alcance | Variante | Estado | Documento |
|---|---|---|---|---|
| CE (declaración de conformidad de la UE) | Variante con gabinete de campo | Variante específica del proyecto | aprobado | A solicitud |
| SIL 2 según IEC 61508 / IEC 61511 | Seguridad funcional para el control de oxígeno instrumentado para seguridad | Variante específica del proyecto | aprobado | A solicitud |
| Área peligrosa ATEX / IECEx | Opción con gabinete de campo para Zona 1; el marcado Ex db final, el grupo de gas, la clase de temperatura, el EPL y el alcance para servicio con hidrógeno se confirman según el extracto del certificado entregado | Variante de gabinete de campo específica del proyecto | condicionado | Extracto del certificado disponible a solicitud cuando esté incluido en el alcance de la orden |
Solicitar documentación
Solicite fichas técnicas, manuales de usuario, certificados y notas de aplicación para este modelo.
Notas de evidencia
Control del aire de combustión en trenes de craqueo químico y petroquímico
Nota a nivel de arquitectura que describe cómo la detección dual paramagnética y de zirconia permite un control preciso del aire de combustión en gases de escape a alta temperatura, sin patrones de parada causados por la deriva. Se excluyen los resultados específicos de cada cliente; los resultados en planta varían según las condiciones de la muestra y la frecuencia de calibración.
Detalles técnicos y de ingeniería
Información de ingeniería complementaria: expanda cada tema para consultar la evidencia completa sobre medición, límites operativos, sistema de muestreo, calibración, integración, mantenimiento y aplicaciones.
01 Principio y límites de medición
Límites de la medición
Opciones de detección paramagnética / zirconia — la opción paramagnética mide O₂ según su susceptibilidad magnética característica; la zirconia mide la presión parcial de O₂ a alta temperatura.
No es sensible a
- La mayoría de los gases no magnéticos según la matriz indicada
- La calibración automática compensa la deriva de fondo
Requisitos
- Trayectoria de la muestra calentada para evitar la condensación
- Condiciones de proceso y ambientales especificadas
Interferentes y límites
- Gases fuertemente paramagnéticos (NO, NO₂) presentes en altas concentraciones
- Gas de chimenea con alta humedad que supera el margen indicado respecto al punto de rocío
- Temperaturas de proceso fuera del rango de operación de la zirconia
02 Límites de operación
Use estos límites como criterios de selección y, antes de cotizar, confirme las condiciones de la muestra, la exposición ambiental y los materiales.
- Servicio continuo por encima de la temperatura de proceso especificada para la zirconia
- Muestra por debajo del punto de rocío sin línea calentada
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 la del sistema de muestreo.
- trayectoria de la muestra calentada
- sistema de acondicionamiento ZS-SCS-600
- Gas de chimenea húmedo sin margen respecto al punto de rocío
04 Calibración y validación
Método, intervalo y trazabilidad de calibración, y soporte para auditorías de este analizador.
Método de cero / span
Calibración automática con referencia interna; admite verificación manual del span
Intervalo
6 meses entre verificaciones manuales del span; se recomienda una verificación trimestral para el servicio SIL 2
Verificación de linealidad
Admite verificación multipunto de linealidad mediante gas span
Trazabilidad del gas span
Se requiere gas span trazable específico para cada sitio
Soporte para auditorías
- Alineación con las pruebas de verificación de IEC 61511
05 Entradas/salidas e integración
Salidas de señal e interfaces de comunicación para integrar con el sistema de control.
Salida
4-20mA, Modbus, HART
Salida analógica
2 × 4–20 mA (aisladas, configurables)
Salida digital
Modbus RTU/TCP, HART 7, OPC-UA
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 mantenimiento periódico, consumibles y requisitos de acceso para este analizador; los intervalos exactos dependen del sitio.
- Verificación manual del span según el intervalo indicado
- Inspección de la línea de muestreo y el filtro según la frecuencia establecida en el sitio
- Revisión del estado de la celda del sensor según la frecuencia establecida en el sitio
- Elementos filtrantes de la línea de muestreo
- Cilindros de gas span
07 Evidencia de aplicación
Contexto de aplicación en entornos industriales complejos.
Contexto de aplicación
Los operadores de hornos de craqueo de etileno suelen enfrentar deriva en los analizadores de oxígeno de gases de escape a alta temperatura, donde un control de combustión impreciso reduce la eficiencia del combustible y aumenta el riesgo de paradas no programadas; este tipo de situación impulsa las revisiones anticipadas de costos para varios trenes.
Respuesta de la arquitectura
Una arquitectura con varios analizadores ZS8100-O2 —detección paramagnética (±0.05 %vol; opción de zirconia ±0.1 %vol) y calibración automática, que extrae los gases de escape calientes por una entrada de muestra calentada y acondicionada— permite controlar con precisión el aire de combustión en todo el tren de craqueo, sin patrones de parada causados por la deriva.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el intervalo de calibración recomendado para el ZS8100-O2?
Con la calibración automática activada, el ZS8100-O2 mantiene su exactitud durante 6 meses entre verificaciones manuales del span. Para aplicaciones de seguridad SIL 2, se recomienda planificar verificaciones trimestrales conforme a los requisitos de prueba de verificación de IEC 61511.
¿Puedo instalar el ZS8100-O2 en un área ATEX Zona 1?
Sí, si el proyecto incluye la variante con gabinete de campo para área peligrosa y el extracto del certificado entregado corresponde a la clasificación del sitio. El marcado ATEX / IECEx final se rige por el certificado; antes de aprobar la instalación, confirme en el extracto entregado el concepto de protección Ex db, el grupo de gas, la clase de temperatura, el EPL y cualquier alcance para servicio con hidrógeno.
¿Cuál es la diferencia entre la medición paramagnética y la de zirconia?
La detección paramagnética mide O₂ según sus propiedades magnéticas características y ofrece alta exactitud con muestras de gas limpias y acondicionadas, cuando el sistema de muestreo controla los efectos de otros gases. La zirconia mide la presión parcial de oxígeno a alta temperatura y ofrece una respuesta más rápida en aplicaciones de combustión. El ZS8100-O2 ofrece ambas tecnologías en una configuración con sensor dual.
¿Qué acondicionamiento de la muestra se requiere?
El sensor paramagnético requiere una muestra limpia y seca; suele combinarse con el sistema de acondicionamiento en frío y seco ZS-SCS-600. La opción de zirconia admite directamente gas caliente y húmedo. Ambas trayectorias incluyen filtros de partículas integrados y son compatibles con el sistema de muestreo calentado ZS-SCS-800.
¿El ZS8100-O2 admite integración con sistemas SCADA/DCS?
Sí. El analizador ofrece salidas analógicas de 4–20 mA, Modbus RTU/TCP, protocolo HART 7 y OPC-UA para la integración con la Industria 4.0. Todas las salidas se pueden configurar desde la pantalla táctil o la interfaz remota.
¿Cuál es la vida útil prevista del sensor y el costo de reemplazo?
El sensor paramagnético no utiliza un elemento sensor consumible y suele durar más de 10 años con revisiones programadas. La celda de zirconia opcional tiene una vida útil de 3–5 años, según las condiciones de aplicación. Ambos sensores se pueden reemplazar en campo en menos de 30 minutos y sin herramientas especiales.
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Cuándo elegir este modelo
Elija el ZS8100-O2 cuando su principio de medición, rango y formato se ajusten a las tareas del proceso y al alcance de certificación.
Cuándo considerar otra tecnología
Considere otro analizador si la matriz de gas, la temperatura de la muestra, el alcance para áreas peligrosas o los requisitos de presentación de informes exceden los límites indicados.
Evalúe el ZS8100-O2 según las condiciones del sitio
Antes de seleccionar el modelo final, envíe el rango del gas, la temperatura y presión de la muestra, la humedad y los requisitos de certificación.
