DIN EN 61207-7-2015 Expression of performance of gas analyzers - Part 7 Tuneable semiconductor laser gas analyzers (IEC 61207-7 2013) German version EN 61207-7 2013《气体分析器性能表示 第7部分 .pdf

1、Juli 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 71.

2、040.40!%A+“2309208www.din.deDDIN EN 61207-7Angabe zum Betriebsverhalten von Gasanalysatoren Teil 7: Gasanalysatoren mit abstimmbaren Halbleiterlasern(IEC 61207-7:2013);Deutsche Fassung EN 61207-7:2013Expression of performance of gas analyzers Part 7: Tuneable semiconductor laser gas analyzers (IEC 6

3、1207-7:2013);German version EN 61207-7:2013Expression des performances des analyseurs de gaz Partie 7: Analyseurs de gaz laser semiconducteurs accordables (CEI 61207-7:2013);Version allemande EN 61207-7:2013Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 26 Se

4、itenDIN EN 61207-7:2015-07 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2013-10-30 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-07-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 61207-7:2011-04. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 966 Stoffgren-Me

5、ssgerte fr Betrieb und Umwelt“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 65B Measurement and control devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikat

6、ion bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder ge

7、ndert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den

8、Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden

9、 IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. Das Original-Dokument enthlt Bilder in Farbe, die in der Papierversion in einer Graustufen-Darstellung wiedergegeben werden. Elektronische Vers

10、ionen dieses Dokuments enthalten die Bilder in der originalen Farbdarstellung. EUROPISCHE NORM EN 61207-7 Dezember 2013 EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE ICS 19.040; 71.040.40 Deutsche Fassung Angabe zum Betriebsverhalten von Gasanalysatoren Teil 7: Gasanalysatoren mit abstimmbaren Halbleiterlasern

11、(IEC 61207-7:2013) Expression of performance of gas analyzers Part 7: Tuneable semiconductor laser gas analyzers (IEC 61207-7:2013) Expression des performances des analyseurs de gaz Partie 7: Analyseurs de gaz laser semiconducteurs accordables (CEI 61207-7:2013) Diese Europische Norm wurde von CENEL

12、EC am 2013-10-30 angenommen. CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nati

13、onalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim CEN-CENELEC Management Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-M

14、itglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deu

15、tschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien,

16、der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-100

17、0 Brssel 2013 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61207-7:2013 DDIN EN 61207-7:2015-07 EN 61207-7:2013 Vorwort Der Text des Dokuments 65B/876/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe der IEC 61207-7

18、, erarbeitet vom SC 65B Measurement and control devices“ des IEC/TC 65 Industrial-process measurement, control and automation“, wurde zur parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung vorgelegt und von CENELEC als EN 61207-7:2013 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Do

19、kument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2014-07-30 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die diesem Dokument entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2016-10-30 Diese Norm muss zusammen mit EN

20、61207-1:2010 gelesen werden. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen N

21、orm IEC 61207-7:2013 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten Norm die nachstehende Anmerkung einzutragen: ISO 9001 ANMERKUNG Harmonisiert als EN ISO 9001. 2 DIN EN 61207-7:2015-07 EN 6120

22、7-7:2013 Inhalt SeiteVorwort . 2 Einleitung 5 1 Anwendungsbereich . 6 2 Normative Verweisungen . 6 3 Begriffe . 6 4 Festlegen technischer Daten . 9 4.1 Allgemeines 9 4.2 In-situ-Analysatoren . 10 4.2.1 Zustzliche Anforderungen an Betrieb und Wartung 10 4.2.2 Zustzliche Begriffe zur Spezifikation des

23、 Betriebsverhaltens . 10 4.2.3 Weitere Unsicherheitsgrenzen 11 4.3 Extraktive Analysatoren . 11 4.3.1 Zustzliche Anforderungen an Betrieb und Wartung 11 4.3.2 Zustzliche Begriffe zur Spezifikation des Betriebsverhaltens . 11 4.4 Empfohlene Referenzwerte und Bereiche von Einflussgren 12 4.5 Lasersich

24、erheit . 12 5 Verfahren von Konformittsprfungen . 12 5.1 In-situ-Analysatoren . 12 5.1.1 Allgemeines . 12 5.1.2 Einrichtung zur Nachbildung von Messbedingungen 12 5.1.3 Einrichtung zur Erzeugung von Prfgasmischungen 13 5.1.4 Einrichtung zur Untersuchung der Abschwchung durch opaken Staub, Trpfchen u

25、nd andere Partikel 13 5.1.5 Prfverfahren 13 5.2 Extraktive Analysatoren . 15 5.2.1 Allgemeines . 15 5.2.2 Einrichtung zur Erzeugung von Prfgasmischungen 16 5.2.3 Prfverfahren 16 Anhang A (informativ) Systeme von Gasanalysatoren mit abstimmbarem Halbleiterlaser 18 Anhang B (normativ) Beispiele von Pr

26、feinrichtungen 19 Literaturhinweise 23 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen 24 Bilder Bild A.1 Gasanalysatoren mit abstimmbarem Halbleiterlaser . 18 Bild B.1 Beispiel einer Testeinrichtung, um Messbedingungen

27、fr Cross-duct- und open-Path-Analysatoren nachzubilden 19 Bild B.2 Beispiel einer Testeinrichtung zur Nachbildung von Messverhltnissen fr Analysatoren mit Probeentnahme 20 3 DIN EN 61207-7:2015-07 EN 61207-7:2013 SeiteBild B.3 Beispiel einer Einrichtung zur Erzeugung von Prfgasmischungen . 20 Bild B

28、.4 Verzgerungszeit, Anstiegszeit und Abfallzeit 21 Bild B.5 Beispiel einer Einrichtung zur Nachbildung der Abschwchung durch Staub im optischen Weg . 22 4 DIN EN 61207-7:2015-07 EN 61207-7:2013 Einleitung Dieser Teil von IEC 61207 umfasst die Terminologie, die Definitionen, Aussagen und Prfungen, di

29、e spezifisch fr Gasanalysatoren mit abstimmbaren Halbleiterlasern gelten, welche das TSLAS-Verfahren (TSLAS en: tunable semiconductor laser absorption spectroscopy; dt: Absorptionsspektroskopie mittels abstimmbarer Halbleiterlaser) nutzen. Gasanalysatoren mit abstimmbaren Halbleiterlasern nutzen abs

30、timmbare Halbleiterlaser (z. B. Diodenlaser, Quantenkaskadenlaser, Interband-Kaskadenlaser) als Lichtquellen, deren Wellenlngen den ultravioletten, den sichtbaren und den Infrarot-Anteil des elektromagnetischen Spektrums zur Erfassung der Ab-sorptionsspektren abdecken, um daraus die Konzentration de

31、r zu analysierenden Gase zu bestimmen. Derartige Analysatoren knnen verschiedene TSLAS-Verfahren anwenden, wie die direkte Absorptionsspektroskopie, die Frequenzmodulationsspektroskopie (FMS) und die Wellenlngenmodulations-spektroskopie (WMS). Multipass-Absorptionsspektroskopie, photoakustische Spek

32、troskopie (PAS) und die Cavity-Enhanced-Absorptionsspektroskopie (CEAS), wie die Cavity-Ring-Down-Spektroskopie (CRDS) werden ebenso eingesetzt, um deren hohe Nachweisempfindlichkeit zu nutzen. Gasanalysatoren mit abstimmbaren Halbleiterlasern werden normalerweise zur Konzentrationsbestimmung von ni

33、edermolekularen Gasen eingesetzt, wie Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Schwefelwasser-stoff, Ammoniak, Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff, Stickstoffdioxid, Wasserdampf usw. Es gibt zwei Arten von Gasanalysatoren mit abstimmbaren Halbleiterlasern: Extraktive Analysatoren und In-situ-Analysat

34、oren. Extraktive Analysatoren messen das einem Prozess oder der Luft entnommene Proben-gas mittels einer Probenentnahmevorrichtung. In-situ-Analysatoren messen das Gas direkt an seinem Ursprungsort. Hierzu gehren Cross-Duct-, Sonden- und Open-Path-Analysatoren. Bei Cross-Duct-Analy-satoren sind entw

35、eder eine Laserquelle und ein Detektor an einander gegenber liegenden Seiten eines Kanals angebracht, oder es sind sowohl der Laser als auch der Detektor auf derselben Seite und ein Retro-reflektor auf der gegenber liegenden Seite eines Kanals angebracht. Sonden-Analysatoren umfassen eine in den Kan

36、al hineinragende Sonde, wobei das Messgas durch den optischen Messpfad im Innern der Sonde strmt oder in diesen hineindiffundiert. Open-Path-Analysatoren messen das Gas in einer offenen Umgebung mit einem Gerte-Konzept hnlich wie beim Cross-Duct-Analysator (Laserquelle und Detektor an einander gegen

37、ber liegenden Seiten eines freien Raums oder ein Retroreflektor auf einer Seite und Laserquelle und Detektor auf der anderen Seite), mit Ausnahme, dass sich die Probe in einer offenem Messstrecke und nicht in einem Durchfhrungsrohr befindet. ANMERKUNG 1 Herkmmlicherweise wurden ausschlielich Diodenl

38、aser eingesetzt, daher ist sowohl der Begriff TDL-Gasanalysator (en: tunable diode laser gas analyzer) als auch der Begriff TDLAS-Verfahren (en: tunable diode laser absorption spectroscopy) noch sehr gebruchlich. Mit der Weiterentwicklung der Lasertechnik sind jedoch zahlreiche andere Typen von Halb

39、leiterlasern, wie Quantenkaskadenlaser (QCL) und Interband-Kaskadenlaser (ICL) entwickelt und in Laser-Gasanalysatoren eingesetzt worden. In der vorliegenden Norm wird daher der Begriff Halbleiterlaser“ anstelle von Diodenlaser“ verwendet, um diesem technischen Fortschritt Rechnung zu tragen. ANMERK

40、UNG 2 Obwohl grundstzlich ein Unterschied zwischen der photoakustischen Spektroskopie (PAS) mittels ab-stimmbarer Halbleiterlaser und der Absorptionsspektroskopie besteht, die typischerweise bei Gasanalysatoren mit ab-stimmbaren Halbleiterlasern zum Einsatz kommt, sind die Hardware sowie die Datenre

41、duktionssoftware fr Gasanaly-satoren, die mit den genannten spektroskopischen Verfahren arbeiten, nahezu identisch. Das PAS-Verfahren wird daher hier als Variante der Absorptionsspektroskopie betrachtet, und die vorliegende Norm gilt gleichermaen fr Analysenge-rte, die auf dem PAS-Verfahren beruhen.

42、 5 DIN EN 61207-7:2015-07 EN 61207-7:2013 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von IEC 61207 gilt fr alle Aspekte von Gasanalysatoren, die das TSLAS-Verfahren zur Messung der Konzentration einer oder mehrerer Gaskomponenten nutzen, die in einem Gasgemisch oder in der Dampfphase vorliegen. Er gilt fr Anal

43、ysatoren, in denen abstimmbare Halbleiterlaser zum Einsatz kommen und die mit Verfahren der Absorptionsspektroskopie arbeiten, wie der direkten Absorptionsspektroskopie, FMS, WMS, der Multipass-Absorptionsspektroskopie, CRDS-, ICOS-, PAS- und CEAS-Techniken, usw. Dieser Teil gilt fr Analysatoren des

44、 In-situ-Typs und des extraktiven Typs. Zweck dieses Teils ist: die Terminologie und die Begriffe zum funktionalen Betriebsverhalten festzulegen fr Gasanalysatoren zur kontinuierliche Messung von Gas- oder Dampfkonzentration, bei denen die Gasabsorptions-spektroskopie mittels abstimmbarer Halbleiter

45、laser zum Einsatz kommt; die Methoden zu vereinheitlichen, die zur Formulierung und berprfung von Angaben zum funktionalen Betriebsverhalten dieser Gasanalysatoren dienen; die Angabe, welche Prfungen zur Bestimmung des funktionalen Betriebsverhaltens auszufhren und wie solche Prfungen durchzufhren s

46、ind; die Bereitstellung von Basisdokumenten fr den Nachweis der Einhaltung von Normen zur Qualittssicherung, wie in ISO 9001. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei da

47、tierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60654-1:1993, Industrial-process measurement and control equipment Operating conditions Part 1: Climatic condition

48、s IEC 60654-2:1979, Operating conditions for industrial-process measurement and control equipment Part 2: Power Amendment 1:1992 IEC 60654-3:1983, Operating conditions for industrial-process measurement and control equipment Part 3: Mechanical influences IEC 60825-1:2007, Safety of laser products Pa

49、rt 1: Equipment classification and requirements IEC 61207-1:2010, Expression of performance of gas analyzers Part 1: General3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Halbleiterlaser Festkrperlaser, in dem der Halbleiterwerkstoff als aktives Medium dient 3.2 Diodenlaser Halbleiterlaser in Form eines p-n-bergangs, der mit elektrischem Strom betrieben wird 6 DIN E