ULTRAMAT 通道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。这样，通过以下方式把交叉灵敏性降到了最低：

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（10）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

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模块：

性能分级的不同型号紧凑型控制器，以及丰富的交/直流控制器。

各种信号板卡（模拟量和数字量），用于在 CPU 上进行经济的模块化控制器扩展，同时节省安装空间。

各种数字量和模拟量信号模块。

各种通信模块和处理器。

带 4 个端口的以太网交换机，用于实现各种网络拓扑

SIWAREX 称重系统终端模块

PS 1207 稳压电源装置，电源电压 115/230 V AC，额定电压 24 VDC

机械特性

模块便于安装在标准 DIN 导轨上或控制柜中

坚固、紧凑的塑料机壳

连接和控制部件易于接触，并由前盖板提供保护

模拟量或数字量扩展模块也具有可拆卸的连接端子

设备特性

国际标准：
SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 类，类别 2；危险区组别 A、B、C 和 D，T4A）。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。

SIMATIC S7-1200 具有各种通信机制：

集成 PROFINET IO 控制器接口

带 PROFIBUS DP 主站接口的通信模块

带 PROFIBUS DP 从站接口的通信模块

GPRS 模块，用于连接到 GSM/G 移动电话网络

用于第 4 代移动电话网络通信的 LTE 模块（长期演进）

通信处理器，可通过以太网接口连接到 TeleControl Server Basic 控制中心软件，并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。

通信处理器，可连接到服务应用的控制中心。

RF120C，可连接到 SIMATIC Ident 系统。

模块 SM1278，用于连接 IO-Link 传感器和执行器。

通过通讯模板实现点对点连接

PROFINET 接口

通过集成 PROFINET 接口，可与以下设备通信：

编程设备

HMI 设备

其它 SIMATIC 控制器

PROFINET IO 自动化组件

支持以下协议：

TCP/IP

ISO-on-TCP

S7 通信

可连接以下设备：

通过标准 5 类电缆连接现场编程器和 PC。

编程器接口和 SIMATIC S7-1200 CPU

SIMATIC HMI 精简面板

精简型面板和 SIMATIC S7-1200-CPU

更多的 SIMATIC S7-1200 控制器

通过 CSM 1277 以太网交换机连接多台设备

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

进入到分析仪的样气必须不含灰尘。要防止样本室内发生冷凝。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，不适用于易燃气体有毒气体。

流量降低且 O2 含量 > 70% 的流动式基准面仅可与 Y02 一起使用。

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。

和绝大多数气体相比，氧具有顺磁性。OXYMAT 通道正是利用了这一特性来测量氧气浓度的。

在不均匀磁场中，氧分子由于其顺磁性，朝强磁场方向移动。当两种具有不同氧含量的���体在磁场中相遇时，它们之间会产生压力差。

OXYMAT 中，这两种气体一种 (1) 是参比气（N2、 O2 或者空气），另一种是样气（5）。参比气经过两个参比气通道（3）进入样气室（6）。其中一路参比气在磁场区域（7）和样气相遇。由于两个通道是相连的，与氧含量成正比的压力会引起交叉流动。微流量传感器（4）将该气流脉动转变为电信号。

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。脉动气流使镍格栅的电阻发生变化。这导致了电桥发生偏移，偏移量取决于样气中的氧含量。

微流量传感器位于参比气路中，不直接接触样气，所以样气的热导率、温度和样气的内部摩擦对测量结果都不产生任何影响。由于微流量传感器不会受到样气的直接影响，所以该设备还具有高度的抗腐蚀性。

通过使用强度交变的电场（8），微流量传感器不会检测背景气流，因此测量与仪器的工作位置无关。

样本室直接处于样气路径上，且容量很小，同时微流量传感器是一个低延迟传感器。这使得仪器的响应时间非常短。

由于在测量地点存在振动并可能因此产生测量误差（噪音）。所以可额外增加一个传感器（10）作为振动补偿传感器。该传感器中不通过气体。其信号可用来对测量结果进行补偿。

如果样气与参比气的密度偏差超过参比气密度的 50 %，则补偿微流量传感器（10）也需要像测量传感器（4）（选件）一样由参比气吹扫。