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ULTRAMAT 6气体分析仪采用交变红外双光束原理，并使用双层检测器和光耦合器来测量气体。
测量原理基于气体分子具有特定的红外光吸收波段。不同气体有各自的特征吸收波长，但可能有部分重叠。这导致产生交叉干扰。ULTRAMAT 6 通道采用以下措施来最大限度的降低这种交叉干扰：
滤波气室（分光器）
带有光耦合器的双层检测气室
必要时可使用特殊滤光片
右图出示了红外通道的测量原理。加热到大约 700 °C 且为了平衡系统而能够移动的一个红外光源 (1) 通过分光器 (3) 分为两个相等的光束（样气光束和参比光束）。红外光源可左右移动以平衡光路系统。
参比光束通过充满 N2（非吸收红外光气体）的参比气室（8），然后未经衰减地到达右侧检测器（11）。样气束会通过样本室（7），然后流到检测器（）左侧，根据样气的浓度不同有或多或少的衰减。检测气室内充满了特定浓度的待测气体组分。
检测器被设计成双层结构。谱吸收波段的中间位置的光优先被上层检测气室吸收，边缘波段的光几乎同样程度地被上层检测气室和下层检测气室吸收。上层检测气室和下层检测气室通过微流量传感器（12）连接在一起。这种耦合意味着吸收光谱的带宽很窄。
光耦合器（13）延长了下层检测气室的光程长度。改变滑动调节件（14）的位置，可以改变下层检测气室的红外吸收。因此，最大限度减少某个干扰组分的影响是可能的。
断束器（5）在射束分离器和样本室之间旋转，并周期性的交替中断两个气体射束。如果在样本室中发生吸收，就会在两个检测器电平间产生脉动流，并由微流量传感器（12）转换成电气信号。
微流量传感器中有两个被加热到大约 120 °C 的镀镍格栅，这两个镀镍格栅和两个电阻形成惠斯通电桥。脉动气流与镍格栅的稠密分布一起引起了格栅电阻变化。这回导致桥路中的偏移，偏移量取决于样气的浓度。
注意
进入到分析仪的样气必须不含灰尘。必须防止样品室中发生冷凝。因此，大多数应用中有必要对气体进行改性。
在分析仪所处的环境空气中不含有高浓度的被测组分。
流动型参比气室，带限流，不适用于有毒气体。
限流且 O2 含量 > 70% 的流动型参比气室仅可与 Y02 一起使用。（“清洁 O2"）
具有电子校正零点的通道与标准版的区别只是量程的参数化不同。
作为特殊应用，可以提供物理校正零点。
ULTRAMAT 6，工作原理
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1、信号模块
信号模块可以为CPU补充集成的IO口，模块型号名称一般是SM开头的。信号模块SM是连接在CPU右侧的，包括数字量 I/O、模拟量 I/O、热电阻和热电偶、SM 1278 IO-Link 主站等模块。注意CPU1211C不支持扩展信号模块，CPU1212C支持多扩展2个信号模块，其他型号CPU都可以多扩展8个信号模块。
数字量IO信号模块包括了以下这几种：
SM 1221 数字量输入模块、SM 1222 数字量输出模块、SM 1223 数字量直流输入 / 输出模块、SM 1223 数字量交流输入 / 输出模块。总结一下，从输入输出点数来看，有8个点的有16个点的，从输入的电源类型来看，有直流的也有交流的，从输出类型来看，有晶体管输出和继电器输出的。
模拟量IO信号模块包括以下这几种：
SM 1231 模拟量输入模块、SM 1232 模拟量输出模块、SM 1231 热电偶和热电阻模拟量输入模块、SM1234模拟量输入和输出混合模块。SM 1231、SM 1232和SM1234是用于接收或输出标准的电压信号和电流信号的，SM 1231是用于接热电阻或热电偶进行温度采集的。
2、信号板
CPU 支持扩展信号板，信号板是使用嵌入式的安装方式的，安装在CPU的正上方，安装不会占用空间，比如我们需要扩展少量IO点的时候，可以选择扩展数字量IO的信号板。除了数字量IO的信号板，还有模拟量的信号板，这些信号板一般型号是以SB开头的。此外，还有通信板CB，可以为CPU增加其它通信端口。电池板 BB可提供长期的实时时钟备份。
3、通信模块
通信相关的模块包括通信模块 (CM) 和通信处理器 (CP) ，用于增加 CPU 的通信接口，例如利用CM模块可以支持PROFIBUS 或 RS232/RS485 （支持 PtP通信、Modbus通信或USS通信）或者 AS-i 主站通信。利用CP 模块可以提供其它通信类型的功能，例如通过 GPRS、IEC、DNP3 或 WDC 网络连接到 CPU。S7-1200 CPU 的通信模块CM或通信处理器CP扩展在CPU的左侧（或连接到另一CM或CP的左侧），而且多支持三个CM或CP的扩展。
通信模块CM包括CM1241通信模块、CM1243-5 PROFIBUS-DP主站模块、CM1242-5 PROFIBUS-DP从站模块，通信处理器CP包括CP1242-7 GPRS模块、CP1243-1以太信处理器。
以CM1241通信模块举例，用于扩展RS232口或RS485口进行串行通信，这个模块可以支持ASCII协议、MODBUS协议、USS协议。当然除了这个模块可以扩展RS232或RS485通信接口之外，我们还可以使用前面所说的CB信号板，这样我们有了多个选择。
版本 — 与样气接触的部件，特殊应用（示例）
气路 |
19" 机架式装置 |
现场设备 |
现场设备 Ex |
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|---|---|---|---|---|
带硬管 |
衬套 |
如：哈氏合金 C22 |
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硬管 |
如：哈氏合金 C22， O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） |
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样本室： |
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如：哈氏合金 C22 |
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CaF2，不带粘合剂 O 型密封圈：FKM（如氟橡胶）或 FFKM（全氟橡胶） |
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气路（19" 机架单元）
ULTRAMAT 6 气路，单通道单元，19" 单元，带有流量型参考单元（可选）
ULTRAMAT 6 气路，双通道单元，19"
气路 (现场设备)
气路插图的图例 |
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|---|---|---|---|
1 |
样气进口 |
7 |
吹扫气路入口（分析仪一侧） |
2 |
样气出口 |
8 |
吹扫气路入口 (分析仪一侧) |
3 |
参考气体入口（可选） |
9 |
大气压传感器连接 |
4 |
参考气体出口（可选） |
10 |
IR 物理系统 |
5 |
吹扫气路入口（电子组件一侧） |
11 |
气压传感器 |
6 |
吹扫气路出口（电子组件一侧） |
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优势
气路采用耐腐蚀性材料（可选）
可用于测量强腐蚀性样气
可根据需要现场清洁样本室。
由于污染后可以重新使用，因此可节约成本
开放式接口体系结构（RS 485、RS 232、PROFIBUS）
用于维护和服务信息的 SIPROM GA 网络（可选）
ULTRAMAT 通道
双层检测器和光耦合器，选择性好
对复杂的气体混合物也能可靠测量
检测极限值低
可测低浓度
OXYMAT 通道
顺磁压力变化原理
小量程测量（0 ～ 0.5% 或 99.5 ～ 100%）O2）
*线性
检测单元与样气无接触
可用于测量腐蚀性气体
使用寿命长
通过选取合适的参比气体（空气或 O2），例如纯气体检测或空分中 O2 浓度 98 ～ 100%，可以实现零点自校正。
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