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
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.
- 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
| 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
| Especificação | Valor |
|---|---|
| Princípio de medição | Paramagnético (vento termomagnético) / óxido de zircônio |
| Faixa de medição | 0–25 %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
| Especificação | Valor |
|---|---|
| Dimensões (L×A×P) | 483 × 177 × 420 mm (rack de 19″) |
| Peso | 14,5 kg |
| Material do invólucro | Alumínio com pintura a pó, peças em contato com o gás em SS316L |
| Fixação | Rack de 19″ (4U) / parede / invólucro de campo |
Elétrica
| Especificação | Valor |
|---|---|
| Alimentação | 100–240 VAC, 50/60 Hz, 80 W máx. |
| 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) |
| Visor | Tela sensível ao toque TFT colorida de 5″ |
Ambientais
| Especificação | Valor |
|---|---|
| Temperatura de operação | -20 °C a +50 °C |
| Temperatura de armazenamento | -40 °C a +70 °C |
| Umidade | 0–95 % RH (sem condensação) |
| Temperatura da amostra | Até 200 °C (com entrada aquecida) |
| Pressão da amostra | -50 a +500 mbar |
Certificações
| Especificação | Valor |
|---|---|
| Área classificada | Opção 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 funcional | SIL 2 conforme IEC 61508 / IEC 61511 |
| Grau de proteção | IP66 (invólucro de campo) |
| Compatibilidade eletromagnética | EN 61326-1:2021 |
| Qualidade | Fabricado conforme a ISO 9001:2015 |
Aplicações adequadas para este analisador
Este modelo está associado às seguintes aplicações industriais e operações de processo.
Ambientes de aplicação
Ambientes de processo comuns em que este modelo é avaliado.
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.
| 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 |
Solicitar documentação
Solicite fichas técnicas, manuais do usuário, certificados e notas de aplicação deste modelo.
Notas de evidências
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 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.
- 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.
- Caminho aquecido da amostra
- Sistema de condicionamento ZS-SCS-600
- 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.
- 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
- Elementos filtrantes da linha de amostragem
- Cilindros de gás span
07 Evidências de aplicação
Contexto de aplicação em ambientes industriais complexos.
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.
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.
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Quando este modelo é a opção preferida
Selecione o ZS8100-O2 quando o princípio de medição, a faixa e o formato corresponderem à aplicação do processo e ao escopo da certificação.
Quando considerar uma tecnologia alternativa
Considere outro analisador quando a matriz da amostra, a temperatura da amostra, o escopo para área classificada ou os requisitos de relatório estiverem fora da faixa especificada.
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.
