Analisador paramagnético de oxigénio - ZAJ
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Uma medição precisa do oxigénio é essencial para controlar a combustão, monitorizar as emissões, proteger os processos industriais e verificar a composição das misturas gasosas. No entanto, cada aplicação apresenta requisitos diferentes no que diz respeito à faixa de O₂, ao tempo de resposta, à composição do gás e ao número de componentes a medir.
A tecnologia paramagnética da Fuji Electric está disponível em várias configurações:
Esta diversidade permite selecionar o analisador em função da aplicação no seu conjunto, e não apenas da concentração de oxigénio a medir.
Descarregue a brochura para saber mais sobre as soluções de análise multigás precisas e robustas para todas as suas aplicações industriais.

Um analisador de oxigénio paramagnético mede continuamente a concentração de oxigénio presente numa mistura gasosa, tirando partido das propriedades magnéticas das moléculas de O₂.
O oxigénio é mais fortemente atraído por um campo magnético do que a maioria dos outros gases. O analisador deteta o efeito físico produzido quando a amostra é exposta a esse campo e, em seguida, converte-o num sinal elétrico proporcional à concentração de oxigénio.
Dependendo da conceção do analisador, a medição paramagnética do O₂ pode basear-se em:
A tecnologia pode, assim, ser utilizada para medir apenas o oxigénio ou ser integrada num sistema completo de análise multigás.

Quando o gás amostrado entra na célula de medição, é exposto a um campo magnético controlado. As moléculas de oxigénio são atraídas para a zona onde esse campo é mais intenso, uma vez que a sua susceptibilidade magnética é superior à da maioria dos outros gases.
Esta atração gera uma força, uma diferença de pressão ou um movimento de gás no interior da célula. O analisador deteta essa variação e converte-a numa medição contínua da concentração de O₂.
O processo de medição pode ser resumido da seguinte forma:
Num analisador multigás, a mesma amostra passa também por células de medição por infravermelhos. Componentes como o CO, o CO₂, o NO, o SO₂ e o CH₄ são medidos através da tecnologia NDIR, enquanto o oxigénio é analisado separadamente pelo sensor paramagnético.

O oxigénio é paramagnético, uma vez que a sua estrutura molecular contém eletrões não emparelhados. Quando colocadas num campo magnético, as moléculas de oxigénio deslocam-se para a zona onde o campo é mais intenso.
A maioria dos gases industriais comuns possui propriedades magnéticas muito mais fracas. Assim, o analisador consegue distinguir o oxigénio dos outros componentes da mistura gasosa.
Alguns gases com elevada susceptibilidade magnética, em particular o monóxido de azoto, podem, no entanto, influenciar a medição. Por conseguinte, a composição completa do gás deve ser analisada aquando da seleção e da configuração do analisador.

O analisador de oxigénio paramagnético ZAJ foi especialmente concebido para garantir uma medição rápida e contínua do O₂. Utiliza um princípio paramagnético de deteção de pressão, associado a um medidor de caudal mássico de elevada sensibilidade.
As suas principais vantagens são as seguintes:
O analisador ZAJ é particularmente adequado quando o oxigénio é o único componente a medir e é necessário detetar rapidamente as variações do processo.

O analisador multigás ZKJ combina uma medição por infravermelhos de feixe duplo com um sensor de oxigénio paramagnético integrado. Pode medir continuamente até cinco componentes, incluindo o O₂.
Dependendo da sua configuração, permite medir:
O analisador ZKJ foi concebido para aplicações exigentes que requerem intervalos de medição baixos, elevada estabilidade e limitação das interferências cruzadas. É particularmente adequado para fornos industriais, caldeiras, instalações de combustão e sistemas de medição contínua de emissões.
Quando a aplicação assim o exigir, também é possível utilizar um analisador de oxigénio externo de zircónia em vez do sensor paramagnético integrado.

O modelo ZPA é um analisador de gases compacto, concebido para montagem em rack de 19 polegadas. Permite medir simultaneamente até cinco componentes.
O NO, o SO₂, o CO₂, o CO e o CH₄ são medidos através de tecnologia de infravermelhos de feixe único. O oxigénio pode ser medido através de um sensor paramagnético ou eletroquímico integrado, ou através de um analisador de zircónio externo.
A versão paramagnética é adequada para as seguintes aplicações:
Entre as funções disponíveis contam-se a calibração automática, a compensação da pressão atmosférica, os alarmes de concentração, a alteração da escala à distância e a comunicação RS-485.

O analisador de gases ZRE combina um detetor de infravermelhos de feixe único de alta sensibilidade com um sensor de oxigénio paramagnético integrado, disponível consoante a configuração.
Pode medir simultaneamente até quatro componentes infravermelhos, aos quais se junta o oxigénio:
O seu design compacto, a sua estabilidade a longo prazo e as suas funções de calibração automática tornam-no particularmente adequado para a monitorização das emissões provenientes de caldeiras, fornos industriais, motores e incineradores de resíduos.
O modelo ZRE é adequado quando é necessário medir várias concentrações de poluentes e o valor de referência de oxigénio associado com um único aparelho.

A versão marítima do ZPA foi concebida para monitorizar as emissões presentes nos gases de escape dos navios. Combina a medição por infravermelhos com diferentes tecnologias de medição de O₂: eletroquímica, paramagnética ou de zircónia.
Na sua configuração paramagnética, o analisador pode medir continuamente o oxigénio juntamente com o NO, o SO₂, o CO₂, o CO ou o CH₄.
As suas principais vantagens são:
Esta solução pode ser integrada num sistema de medição contínua das emissões marítimas.

O analisador portátil ZSVF combina um analisador de infravermelhos, um sensor de oxigénio e uma unidade completa de amostragem. Dependendo da sua configuração, o oxigénio pode ser medido através de um sensor eletroquímico ou paramagnético.
Pode medir até cinco componentes entre os seguintes:
Graças à sua bomba, aos seus filtros e ao seu sistema de controlo de caudal integrados, o analisador ZSVF é adequado para medições temporárias, controlo da combustão, fornos de tratamento térmico, aplicações de investigação e análises no local.

O ZSVS é um analisador portátil multigás concebido para efetuar medições pontuais ou temporárias diretamente no local. Combina uma tecnologia NDIR de feixe único para a medição de CO₂, CO e CH₄ com uma célula eletroquímica para a medição contínua de oxigénio.
Pode medir simultaneamente até quatro componentes:
O analisador dispõe de uma bomba, um filtro e um medidor de caudal integrados. O seu design compacto facilita o seu transporte e utilização durante operações de colocação em serviço, controlos de processos ou campanhas de medição temporárias.
As suas principais vantagens são:
Ao contrário dos modelos de analisadores de gás ZAJ, ZKJ, ZPA, ZRE e ZSVF nas suas configurações paramagnéticas, o ZSVS mede o oxigénio através de uma célula eletroquímica. É, portanto, adequado para aplicações portáteis em que a compacticidade e a facilidade de utilização se sobrepõem à vida útil do sensor ou à amplitude de medição de um analisador de oxigénio paramagnético.

A tecnologia paramagnética mede o oxigénio com base numa propriedade física da molécula. Não se baseia numa reação química que consuma progressivamente o elemento sensível.
Este princípio permite uma monitorização contínua, reduzindo simultaneamente a necessidade de substituição das células eletroquímicas consumíveis.

Os sensores paramagnéticos reagem rapidamente às variações na concentração de oxigénio. O analisador de oxigénio paramagnético ZAJ atinge 90 % do valor de medição em dois segundos ou menos, sem contar com o tempo de transporte do gás na linha de amostragem externa.
O tempo de resposta dos analisadores multigás depende também do número de células de medição, do caudal da amostra e da conceção do sistema de amostragem.

Uma das principais vantagens da gama da Fuji Electric reside na possibilidade de combinar a medição paramagnética do O₂ com uma análise por infravermelhos NDIR.
Um mesmo analisador pode, assim, indicar a concentração de oxigénio e medir vários gases de processo ou poluentes. Esta configuração simplifica a integração e permite utilizar o valor de O₂ para corrigir as concentrações das emissões.

Dependendo do analisador selecionado, a tecnologia paramagnética pode abranger baixas concentrações de oxigénio, os intervalos habituais de controlo da combustão e concentrações que podem atingir 100 % vol. de O₂.
O analisador de oxigénio paramagnético – ZAJ também suporta escalas invertidas para aplicações em que a medição começa com uma concentração elevada de oxigénio.

A medição baseia-se nas propriedades magnéticas estáveis do oxigénio. Um sensor paramagnético devidamente selecionado e instalado proporciona uma medição fiável ao longo do tempo, com um desvio limitado.
A ausência de reações eletroquímicas que consumam materiais contribui igualmente para manter um desempenho constante durante um longo período de utilização.

Os analisadores paramagnéticos são pouco afetados por muitos gases industriais comuns. São, por isso, adequados para misturas gasosas complexas e para certas amostras que contenham componentes combustíveis.
No entanto, a matriz gasosa, as potenciais interferências, a preparação da amostra e os requisitos de segurança devem ser analisados antes de qualquer instalação.
As aplicações dos analisadores de oxigénio paramagnéticos incluem, nomeadamente, a monitorização do rendimento da combustão, a pureza dos gases médicos e o acondicionamento de produtos alimentares.

A medição contínua do oxigénio permite controlar a relação ar-combustível, limitar o excesso de ar e estabilizar a combustão.
As principais aplicações incluem:
No caso de processos que decorrem a altas temperaturas ou sob pressão, o gás deve ser recolhido e tratado antes de chegar ao analisador.

A concentração de O₂ medida permite controlar as condições de combustão e corrigir as concentrações de poluentes de acordo com um valor de referência regulamentar para o oxigénio.
Os analisadores multigás ZKJ, ZPA e ZRE podem combinar a medição paramagnética do oxigénio com a monitorização do NO, do SO₂, do CO ou do CO₂.

A concentração de oxigénio influencia a oxidação dos materiais, a atmosfera do forno e a qualidade dos produtos acabados. Os analisadores paramagnéticos garantem um controlo contínuo em:

A medição paramagnética do O₂ permite detetar entradas indesejadas de oxigénio, monitorizar as atmosferas de processo e controlar a composição das misturas gasosas industriais.
No caso de amostras que contenham componentes inflamáveis ou corrosivos, o sistema de recolha e os dispositivos de segurança devem ser concebidos de acordo com as condições reais do processo.

As unidades de produção de gases industriais utilizam analisadores de oxigénio para monitorizar os processos de separação, controlar o enriquecimento em oxigénio e verificar a qualidade dos gases produzidos.
As escalas configuráveis permitem adaptar a medição tanto a concentrações baixas como a concentrações elevadas de O₂.

O ZPA Marine permite medir o oxigénio juntamente com vários outros componentes presentes nos gases de escape dos navios. Esta medição contribui para a monitorização das emissões, para a avaliação da combustão e para os cálculos de correção em função do O₂.

O analisador de gases – ZSVF é uma solução multigás portátil que dispõe do seu próprio sistema de amostragem. É adequado para a colocação em serviço, controlos de processos, ensaios laboratoriais e campanhas de medição temporárias.

O primeiro critério de seleção diz respeito ao número de componentes a medir.
Recomenda-se a utilização de um analisador específico, como o ZAJ, quando:
É preferível utilizar um analisador multigás quando:

As concentrações mínimas e máximas previstas determinam o tipo de sensor e a escala de medição. O controlo da combustão requer, geralmente, uma configuração diferente daquela utilizada para a separação de gases ou para a medição de uma concentração elevada de oxigénio.

A escolha entre os modelos de analisadores ZKJ, ZPA, ZRE e ZSVF depende, nomeadamente:

A Fuji Electric oferece soluções para montagem em rack, em painel ou sobre mesa, bem como versões marítimas e portáteis. A configuração mecânica deve ser escolhida de acordo com o local de instalação e a utilização prevista.

O pó, a humidade, os compostos corrosivos, a pressão e a temperatura do gás podem afetar o funcionamento do sistema de análise.
Dependendo da aplicação, a instalação pode exigir:
| Produto | Tipo de análise | Gases mensuráveis | Intervalo de medição paramagnética do O₂ | Tempo de resposta a 90 % | Instalação e amostragem | Utilização recomendada |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Analisador paramagnético de oxigénio - ZAJ | Analisador de O₂ específico | Apenas O₂ | Escalas configuráveis até 100 % vol. de O₂. Estão disponíveis concentrações baixas e escalas invertidas, consoante a configuração | ≤ 2 segundos, excluindo o transporte do gás na conduta externa | Recolha e embalagem externas. Montagem em rack de 19", num painel ou sobre uma mesa | Medição rápida de O₂, controlo de processos, fornos industriais e aplicações que requerem uma ampla gama de medição |
| Analisador de gases por infravermelhos - ZKJ | Analisador multigás NDIR de feixe duplo | Até 4 gases entre NO, SO₂, CO₂, CO, CH₄ e N₂O, além de O₂ | De 0–5 % vol. a 0–25 % vol. de O₂ | ≤ 60 segundos, incluindo o tempo de renovação da amostra | Embalagem externa. Montagem em rack de 19" e integração num armário de análise | Medição multigás de alto desempenho, baixas concentrações, caldeiras, incineradores, fornos e monitorização contínua das emissões |
| Analisador de gases por infravermelhos - ZPA | Analisador multigás NDIR de feixe único | Até 4 gases entre NO, SO₂, CO₂, CO e CH₄, além de O₂ | De 0–5 % vol. a 0–100 % vol. de O₂. Escala invertida disponível para medição exclusiva de O₂ | 10 a 30 segundos, incluindo a renovação da amostra | Embalagem exterior. Formato compacto para rack de 19" | Sistemas multigás compactos, controlo da combustão, caldeiras, incineradores e emissões industriais |
| Analisador de gases por infravermelhos - ZRE | Analisador multigás NDIR de feixe único | Até 4 gases entre NO, SO₂, CO₂, CO e CH₄, além de O₂ | Até 100 % vol. de O₂, consoante a configuração selecionada | ≤ 60 segundos, a um caudal de 0,5 L/min | Embalagem externa. Montagem em rack ou em painel, formato compacto | Monitorização contínua das emissões, integração num armário compacto e medição simultânea dos poluentes e do O₂ de referência |
| Analisador de gases por infravermelhos - ZPA - Aplicações navais | Analisador multigás NDIR para aplicações marítimas | Até 4 gases entre NO, SO₂, CO₂, CO e CH₄, além de O₂ | De 0–5 % vol. a 0–100 % vol. de O₂. Escala invertida disponível para medição exclusiva de O₂ | 10 a 30 segundos, incluindo a renovação da amostra | Integração em rack num sistema de análise marinha com tratamento de gás | Monitorização dos gases de escape dos navios, correção das emissões e controlo da combustão a bordo |
| Analisador de gases portátil por infravermelhos com amostragem - ZSVF | Analisador multigás NDIR com amostragem | Até 4 gases entre NOx, SO₂, CO₂, CO e CH₄, além de O₂ | De 0–5 % vol. a 0–25 % vol. de O₂ | ≤ 50 segundos a partir da introdução da amostra | Bomba, filtros e controlo de caudal integrados. Sonda fixa ou portátil, consoante a utilização | Medidas temporárias, controlos no local, colocação em funcionamento, investigação e monitorização contínua com um sistema de amostragem compacto |
| Analisador de gases portátil por infravermelhos - ZSVS | Analisador portátil de múltiplos gases NDIR | Até 3 gases entre CO₂, CO e CH₄, além de O₂ | De 0–5 %, 0–10 % ou 0–25 % vol. de O₂ | ≤ 50 segundos | Bomba, filtro e medidor de caudal integrados | Medições portáteis, controlos pontuais, colocação em funcionamento e diagnóstico de processos |

A escolha de um analisador de oxigénio paramagnético não se resume apenas a definir um intervalo de medição. É igualmente necessário ter em conta o número de componentes, a composição do gás, as condições de amostragem, o tempo de resposta, o ambiente de instalação e os meios de comunicação.
A Fuji Electric France apoia as empresas industriais na seleção de analisadores específicos ou multigás, na conceção de sistemas de amostragem e na integração de armários completos de análise de gases.
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