Série industrial: ZS8100-O2

Analisador de oxigênio de processo ZS8100-O2

Medição de O₂ paramagnética de alta exatidão para otimização de processos

Faixa de medição
0-25 %vol O₂
Exatidão
±0,05 %vol
Resposta
<5s T90
Saída
4-20mA, Modbus, HART
Visão geral do produto

Visão geral

O ZS8100-O2 oferece medições precisas de oxigênio com tecnologia de detecção paramagnética, ideal para controle da combustão, verificação da inertização e garantia da qualidade em processos químicos e petroquímicos.

Principais destaques
  • Opção com sensor duplo (paramagnético + zircônia)
  • Calibração automática com referência interna
  • Classificação SIL 2 para aplicações de segurança
  • O caminho aquecido da amostra evita a condensação

Especificações técnicas completas

Desempenho principal

Indicadores de desempenho principais do ZS8100-O2
Indicador Valor Status
Faixa de medição 0-25%vol O₂ confirmado
Exatidão ±0.05%vol confirmado
Resposta <5s T90 condicional*
Saída 4-20mA, Modbus, HART confirmado

* Resposta: base de sistema completo ou somente da célula confirmada na cotação

Medição

Especificações de medição do ZS8100-O2
EspecificaçãoValor
Princípio de mediçãoParamagnético (vento termomagnético) / óxido de zircônio
Faixa de medição0–25 %vol O₂ (configurável para 0–100 %vol)
Exatidão±0,05 %vol (paramagnético); ±0,1 %vol (zircônia)
Repetibilidade≤0,02 %vol
Tempo de resposta (T90)<5 s (paramagnético); <3 s (zircônia)

Características físicas

Especificações físicas do ZS8100-O2
EspecificaçãoValor
Dimensões (L×A×P)483 × 177 × 420 mm (rack de 19″)
Peso14,5 kg
Material do invólucroAlumínio com pintura a pó, peças em contato com o gás em SS316L
FixaçãoRack de 19″ (4U) / parede / invólucro de campo

Elétrica

Especificações elétricas do ZS8100-O2
EspecificaçãoValor
Alimentação100–240 VAC, 50/60 Hz, 80 W máx.
Saída analógica2 × 4–20 mA (isolada, configurável)
Saída digitalModbus RTU/TCP, HART 7, OPC-UA
Saídas a relé4 × SPDT (alarme, falha, manutenção, faixa de medição)
VisorTela sensível ao toque TFT colorida de 5″

Ambientais

Especificações ambientais do ZS8100-O2
EspecificaçãoValor
Temperatura de operação-20 °C a +50 °C
Temperatura de armazenamento-40 °C a +70 °C
Umidade0–95 % RH (sem condensação)
Temperatura da amostraAté 200 °C (com entrada aquecida)
Pressão da amostra-50 a +500 mbar

Certificações

Especificações de certificação do ZS8100-O2
EspecificaçãoValor
Área classificadaOpção ATEX / IECEx para área classificada — escopo para invólucro de campo na Zona 1 sujeito a condições; a marcação Ex db final, o grupo de gás, a classe de temperatura e o EPL são confirmados conforme o extrato do certificado fornecido
Segurança funcionalSIL 2 conforme IEC 61508 / IEC 61511
Grau de proteçãoIP66 (invólucro de campo)
Compatibilidade eletromagnéticaEN 61326-1:2021
QualidadeFabricado conforme a ISO 9001:2015

Aplicações adequadas para este analisador

Este modelo está associado às seguintes aplicações industriais e operações de processo.

Petroquímica
Usina termelétrica
Siderurgia e metalurgia
Separação de ar

Ambientes de aplicação

Ambientes de processo comuns em que este modelo é avaliado.

Otimização da combustão
Blanketing com gás inerte
Plantas de separação de ar
Monitoramento da fermentação

Escopo das certificações

As normas são listadas com o respectivo escopo e status para que a análise de engenharia possa verificar o invólucro, a área e os requisitos de segurança aplicáveis.

Matriz de escopo de certificação do ZS8100-O2
Norma Escopo Variante Status Documento
CE (declaração de conformidade da UE) Variante com invólucro de campo Variante específica do projeto aprovado Sob solicitação
SIL 2 conforme IEC 61508 / IEC 61511 Segurança funcional para controle de oxigênio instrumentado de segurança Variante específica do projeto aprovado Sob solicitação
Área classificada ATEX / IECEx Opção com invólucro de campo para Zona 1; a marcação Ex db final, o grupo de gás, a classe de temperatura, o EPL e o escopo para serviço com hidrogênio são confirmados conforme o extrato do certificado fornecido Variante com invólucro de campo específica do projeto condicional Extrato do certificado sob solicitação, quando incluído no escopo do pedido
CE SIL 2

Solicitar documentação

Solicite fichas técnicas, manuais do usuário, certificados e notas de aplicação deste modelo.

Notas de evidências

nota de aplicação

Controle do ar de combustão em linhas de fornos de craqueamento químico e petroquímico

Nota em nível de arquitetura que descreve como a detecção paramagnética/zircônia dupla permite um controle rigoroso do ar de combustão em gases de exaustão de alta temperatura, sem padrões de desligamento causados por deriva. Resultados específicos de clientes foram excluídos; os resultados variam conforme as condições da amostra e a frequência de calibração.

Detalhes técnicos e de engenharia

Detalhes técnicos e de engenharia

Detalhes complementares de engenharia — expanda cada tópico para consultar todas as evidências sobre medição, faixa operacional, sistema de amostragem, calibração, integração, manutenção e aplicações.

01 Princípio e limites da medição

Como os limites da medição são definidos

Opções de detecção paramagnética / zircônia — o método paramagnético mede O₂ por sua suscetibilidade magnética característica; a zircônia mede a pressão parcial de O₂ em alta temperatura.

Rejeita

  • A maioria dos gases não magnéticos na matriz especificada
  • A deriva de fundo é compensada pela calibração automática

Requer

  • Caminho aquecido da amostra para evitar condensação
  • Condições de processo e ambiente especificadas

Interferentes e limites

  • Gases fortemente paramagnéticos (NO, NO₂) quando presentes em alta concentração
  • Gás de chaminé com alta umidade, acima da margem especificada em relação ao ponto de orvalho
  • Temperaturas de processo fora da faixa operacional da zircônia
02 Faixa operacional

Use estes limites como dados para a seleção e, em seguida, confirme as condições da amostra, a exposição ao ambiente e os materiais antes da cotação.

Temperatura do processo
Até 200 C na entrada do analisador
entrada aquecida; processos com temperaturas mais altas são atendidos por meio do projeto da sonda e do condicionamento da amostra, avaliado para cada projeto
Temperatura ambiente
-20-55 C
Materiais em contato com o gás
Aço inoxidável 316L (célula paramagnética), cerâmica de alta temperatura (célula de zircônia)
Fora desta faixa operacional
  • Serviço contínuo acima da temperatura de processo especificada para a zircônia
  • Amostra abaixo do ponto de orvalho sem linha aquecida
03 Limites do sistema de amostragem

O modo de amostragem, os componentes de condicionamento e as exclusões definem onde termina a responsabilidade pelo analisador e começa a do sistema de amostragem.

Modo de amostragem
extrativo
Componentes incluídos
  • Caminho aquecido da amostra
  • Sistema de condicionamento ZS-SCS-600
Exclusões do escopo
  • Gás de chaminé úmido sem margem em relação ao ponto de orvalho
04 Calibração e validação

Método de calibração, intervalo, rastreabilidade e suporte a auditorias para este analisador.

Método de zero / span

Calibração automática com referência interna; verificação manual de span disponível

Intervalo

6 meses entre verificações manuais de span; recomenda-se verificação trimestral para serviço SIL 2

Verificação de linearidade

Verificação de linearidade multiponto disponível com gás span

Rastreabilidade do gás span

É necessário gás span rastreável específico do local

Suporte a auditorias

  • Alinhamento com os testes de prova da IEC 61511
05 Entradas/saídas e integração

Saídas de sinal e interfaces de comunicação para integração ao sistema de controle.

Saída

4-20mA, Modbus, HART

Saída analógica

2 × 4–20 mA (isolada, configurável)

Saída digital

Modbus RTU/TCP, HART 7, OPC-UA

Saídas a relé

4 × SPDT (alarme, falha, manutenção, faixa de medição)

Nota de análise do DAHS

Confirme o mapa de protocolos, os nomes dos canais, os estados de alarme e o formato de relatório durante a análise de integração do projeto.

06 Manutenção e peças de reposição específico do local

Tarefas de manutenção de rotina, consumíveis e requisitos de acesso para este analisador; os intervalos exatos variam conforme o local.

Tarefas de manutenção
  • Verificação manual de span conforme o intervalo especificado
  • Inspeção da linha de amostragem e do filtro conforme a frequência definida no local
  • Verificação das condições da célula do sensor conforme a frequência definida no local
Consumíveis
  • Elementos filtrantes da linha de amostragem
  • Cilindros de gás span
07 Evidências de aplicação

Contexto de aplicação em ambientes industriais complexos.

Estudo de caso Petroquímica

Contexto da aplicação

Operadores de fornos de craqueamento de etileno frequentemente enfrentam deriva nos analisadores de oxigênio em gases de exaustão de alta temperatura, nos quais o controle impreciso da combustão reduz a eficiência do combustível e aumenta o risco de desligamentos não planejados — um padrão que leva a análises antecipadas de custos para múltiplas linhas.

Resposta da arquitetura

Uma arquitetura com vários analisadores ZS8100-O2 — detecção paramagnética (±0,05 %vol; opção de zircônia ±0,1 %vol) com calibração automática, conduzindo o gás de exaustão quente por uma entrada de amostra aquecida e condicionada — permite controlar rigorosamente o ar de combustão em toda a linha do forno de craqueamento sem padrões de desligamento causados por deriva.

Arquitetura de referência Linha com vários analisadores · ±0,05 %vol O₂ (paramagnético)
Perguntas para seleção

Perguntas frequentes

Qual é o intervalo de calibração recomendado para o ZS8100-O2?

Com a calibração automática ativada, o ZS8100-O2 mantém a exatidão por 6 meses entre as verificações manuais de span. Para aplicações de segurança SIL 2, recomenda-se planejar verificações trimestrais conforme os requisitos de teste de prova da IEC 61511.

Posso instalar o ZS8100-O2 em uma área ATEX Zona 1?

Sim, quando o projeto inclui a variante com invólucro de campo para área classificada e o extrato do certificado fornecido corresponde à classificação do local. A marcação ATEX / IECEx final é definida pelo certificado; antes da aprovação da instalação, confirme no extrato do certificado fornecido o conceito de proteção Ex db, o grupo de gás, a classe de temperatura, o EPL e qualquer escopo para serviço com hidrogênio.

Qual é a diferença entre a medição paramagnética e a de zircônia?

A detecção paramagnética mede O₂ com base em suas propriedades magnéticas características — oferecendo alta exatidão em gás de amostra limpo e condicionado, com os efeitos de outros gases controlados pelo sistema de amostragem. A zircônia mede a pressão parcial de oxigênio em alta temperatura — proporcionando resposta mais rápida em aplicações de combustão. O ZS8100-O2 oferece ambos os métodos em uma configuração com sensor duplo.

Qual condicionamento da amostra é necessário?

O sensor paramagnético requer uma amostra limpa e seca; o condicionamento a frio e a seco ZS-SCS-600 é a combinação típica. A opção de zircônia aceita diretamente gás quente e úmido. Ambos os caminhos incluem filtros integrados de partículas e são compatíveis com o sistema de amostragem aquecida ZS-SCS-800.

O ZS8100-O2 é compatível com a integração a sistemas SCADA/DCS?

Sim. O analisador oferece saídas analógicas de 4–20 mA, Modbus RTU/TCP, protocolo HART 7 e OPC-UA para integração à Indústria 4.0. Todas as saídas podem ser configuradas pela tela sensível ao toque ou pela interface remota.

Qual é a vida útil esperada do sensor e o custo de substituição?

O sensor paramagnético não usa elemento sensor consumível e costuma durar 10+ anos com verificações programadas. A célula de zircônia opcional tem vida útil de 3–5 anos, dependendo das condições de aplicação. Ambos podem ser substituídos em campo em menos de 30 minutos, sem ferramentas especiais.

Avalie o ZS8100-O2 conforme as condições do local

Informe a faixa de gás, a temperatura da amostra, a pressão, a umidade e os requisitos de certificação antes da seleção final do modelo.