Übersicht
Das optische Sauerstoffmessgerät (basierend auf der Lumineszenzlöschung) arbeitet nach dem Prinzip der dynamischen Photolumineszenzlöschung (Messung der Fluoreszenzlebensdauer bzw. Phasenverschiebung). Da es keinen Sauerstoff verbraucht und unempfindlich gegenüber Störeinflüssen durch Hintergrundgase (wie CO2, CH4, H2S und hohe Feuchtigkeit) ist, zeichnet es sich durch außergewöhnliche Stabilität und eine wartungsarme Langlebigkeit aus. Dieses optische Messgerät findet breite Anwendung in der Erdgasaufbereitung, bei Sicherheitsanwendungen in der Biogasaufbereitung, bei der Inertisierung von Lagertanks in der Petrochemie sowie bei der Online-Qualitätskontrolle von Verpackungen unter Schutzatmosphäre (MAP) in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
Prinzip
Diese optische Technologie basiert auf einem hoch sauerstoffempfindlichen, lumineszierenden Indikatormaterial mit hervorragender Helligkeit. Das Messprinzip beruht auf der Lumineszenz-Quenchung: Sauerstoffmoleküle stoßen mit dem an der Sensorspitze oder -oberfläche immobilisierten Indikator zusammen, was zu einer Verringerung der Emissionsintensität führt, die von der Sauerstoffkonzentration abhängt. Die Phasenverschiebung wird anschließend auf der Grundlage der Stern-Vollmer-Theorie in Sauerstoffeinheiten umgerechnet.
Anwendungen
• Feinchemikalien, Biochemikalien, pharmazeutische Chemikalien und Petrochemie – Inertisierung, Schutzgasüberlagerung (Blanketing) & Rückgewinnung von Dämpfen
Steuerung der Schutzgasüberlagerung mit Stickstoff: Online-O2-Messung in Kohlenwasserstoff-Lagertanks, Zentrifugen und Behältern zur Lösungsmittelrückgewinnung, um eine ordnungsgemäße Stickstoffspülung zu gewährleisten und den O2-Gehalt weit unter den Explosionsgrenzen zu halten.
Anlagen zur Dampfrückgewinnung (VRU): Überwachung der Sauerstoffkonzentration in Dampfleitungen für flüchtige organische Verbindungen (VOC), um Zündgefahren in Destillationskreisläufen zu vermeiden.
• Sicherheit bei Erdgasverarbeitung und -transport
Vermeidung von Sauerstoffeintritt: Kontinuierliche Echtzeitüberwachung von O2-Leckagen (im Prozentbereich) in Erdgaspipelines, um interne Rohrkorrosion zu verhindern und Verbrennungsrisiken zu minimieren.
Sammel- und Verdichterstationen: Zuverlässige O2-Überwachung bei Vorhandensein von Sauergasen wie feuchtem H2S und hohen CO2-Konzentrationen, die herkömmliche elektrochemische Zellen typischerweise deaktivieren oder beschädigen.
• Biogas, Biomethan & Deponiegas
Optimierung der biologischen Entschwefelung: Präzise Steuerung der Sauerstoffdosierung (von Spurenkonzentrationen bis zu 5 %) in Rohbiogas, um schwefeloxidierende Bakterien zu versorgen und gleichzeitig strikt unter der unteren Explosionsgrenze (UEG) zu bleiben.
Überprüfung der Aufbereitung für die Netzeinspeisung: Überwachung der reinen Biomethan-Produktströme in Aufbereitungsanlagen, um sicherzustellen, dass die O2-Konzentrationen den strengen Pipelinespezifikationen entsprechen.
• Lebensmittel- und Pharmaindustrie: Verpackung unter Schutzatmosphäre (MAP)
Inline-Qualitätssicherung bei Verpackungen: Schnelle Überwachung des Sauerstoffgehalts (0,1 % bis 25 %) in Verpackungen für Lebensmittel (z. B. Fleisch, Snacks) und sterile Arzneimittel, um Oxidation zu verhindern und die Haltbarkeit zu verlängern.
Headspace-Prüfung bei Vials und Blisterverpackungen: Einsatz sondenbasierter Fluoreszenzsensoren zur schnellen Messung kleiner Gasvolumina im Kopfraum (Headspace), ohne die Verpackungsversiegelung zu beschädigen.
• Arbeitssicherheit & Laborumgebungen
Diagnose bei Gloveboxen und anaeroben Kammern: Überwachung des O2-Gehalts (im Prozentbereich) in hermetisch abgeschlossenen Gloveboxen (z. B. für Halbleiterfertigung oder biologische Anwendungen), um eine präzise Inertatmosphäre aufrechtzuerhalten.
In-situ-Überwachung der Abluft bei Bioprozessen: Verfolgung der Sauerstoffkonzentration in der Abluft von Bioreaktoren und Fermentern ohne Sensordrift durch Kondensation oder mikrobielle Aerosole.
Vorteile
★ Druckkompensation oder interne barometrische Kompensation
Die integrierte Kompensation des atmosphärischen Drucks rechnet den Sauerstoffpartialdruck automatisch in die tatsächliche Volumenkonzentration um und eliminiert so Messabweichungen, die durch Schwankungen des Umgebungsdrucks entstehen. Ohne Kompensation führt eine Druckänderung von 1 % zu einer Messabweichung von 1 %; tägliche Schwankungen des Luftdrucks können 2–3 % betragen, bei Unwetterlagen 5–7 % und unter extremen Bedingungen sogar mehr als 11 %. Die Kompensationsfunktion gewährleistet stabile und zuverlässige Messwerte ohne häufige Neukalibrierung.
Messkomponenten und Messbereiche
• O2: 0 ~ 1% / 10% / 25% / 100%
Weitere Informationen finden Sie im Optischer Sauerstoffanalysator (ATEX / IECEx).