SMARTPAT PH 2390 Technisches Datenblatt

Transkript

1 SMARTPAT PH 2390 Technisches Datenblatt Digitaler ph-sensor für die Abwasserindustrie Stromschleifengespeister 2-Leiter-Sensor mit integrierter Transmittertechnologie Spezielle Sensorausführung für raue Applikationen Geringe Wartungskosten und verlängerter Wartungszyklus KROHNE

2 INHALT SMARTPAT PH Produkteigenschaften SMARTPAT ph-sensor Design und Optionen ph-messung Technische Daten Technische Daten Abmessungen Installation Allgemeine Hinweise zur Installation Bestimmungsgemäße Verwendung Voraussetzungen vor der Installation Installation des Sensors Allgemeine Montagehinweise Elektrische Anschlüsse Sicherheitshinweise Anschluss des Kabels für die Verbindung mit dem Sensor Anschluss des Sensorkabels Anschlussschema Bestellinformationen Bestellschlüssel Verbrauchsmaterial und Zubehör

3 SMARTPAT PH 2390 PRODUKTEIGENSCHAFTEN SMARTPAT ph-sensor SMARTPAT Analysesensoren von KROHNE sind die erste und einzige Sensorlinie auf dem Markt mit integrierter Transmittertechnologie. Der gesamte Schaltkreis ist miniaturisiert und passt in den Sensorkopf. Diese technische Errungenschaft reduziert den Preis um die Hälfte, im Vergleich zu allen bisherigen Messsystemen ohne integrierter Transmittertechnologie. KROHNE bietet als einziger Anbieter einen echten offenen Standard ohne zusätzlichen externen Transmitter und mit direkter Verbindung per standardisiertem Feldbus vom Sensor zum Prozessleitsystem an. Der SMARTPAT Sensor speichert alle Daten und überträgt sie als bidirektionales digitales Signal mit ma / HART 7-Protokoll an die Kontroll- und Assetmanagement-Systeme, Handhelds, PC und andere Peripheriegeräte. Der SMARTPAT PH 2390 erfüllt alle Anforderungen der Abwasserindustrie. 1 Kabelanschlussstecker VarioPin 2.0 (VP2) 2 Ryton Körper 3 Diaphragma 4 Membranglas 3

4 1 PRODUKTEIGENSCHAFTEN SMARTPAT PH 2390 Highlights Großes PTFE Diaphragma für eine zuverlässige ph-messung Doppel-Referenzkammer für eine lange Lebensdauer und ein breites Anwendungsspektrum Wartungsarm - hohes Kosteneinsparungspotential durch die Offline-Kalibrierung unter kontrollierten Bedingungen Mit integriertem Pt1000 und standardisiertem VP2 Stecker Branchen Industrielles Abwasser Kommunales Abwasser Wasser Anwendungen Überwachung von Oberflächenwasser und Abwasser Überwachung der Biologie in Abwasser Neutralisation in kommunalen Abwasser Prozesssteuerung Dosierung von Flockungsmittel Ölige und fettige Messmedien 1.2 Design und Optionen Der Sensortyp ist ausgestattet mit einem PTFE Diaphragma, einem PT1000-Temperatursensor und einem Ryton Sensorkörper Der Sensor kann problemlos an verschiedene Applikationsanforderungen anpasst und mit einem 3/4" Prozessanschluss direkt in einem Rohr oder Tank montiert werden. Der Sensor kann in das Prozessleitsystem via PACTware TM (FDT/DTM) mit dem offenen Standard für Feldbussysteme, HART, integriert werden. Der SMARTPAT PH 2390 Sensor ist mit allen stromschleifengespeisten 2-Leiter Anzeigen kompatibel. 4

5 SMARTPAT PH 2390 PRODUKTEIGENSCHAFTEN 1 Einfach passend Armaturen der SENSOFIT Serie Als Komplettanbieter im Bereich Wasseranalytik bieten wir selbstverständlich auch ein vollständiges Programm an Armaturen wie Wechsel-, Eintauch-, und Durchflussarmaturen in den verschiedensten Werkstoffen an. Sonderausführungen für spezielle Einsatzbedingungen sind auf Anfrage ebenfalls erhältlich. Für den SMARTPAT PH 2390 Sensor sind das im Einzelnen folgende Armaturen: SENSOFIT IMM 2000 Serie Eintaucharmaturen Weitere Informationen finden Sie in den technischen Datenblättern. 5

6 1 PRODUKTEIGENSCHAFTEN SMARTPAT PH ph-messung Abbildung 1-1: Messprinzip für ph-messung 1 Referenzelektrode 2 Messelektrode 3 Diaphragma in Kontakt mit KCl-Lösung und Messmedium 4 Innenpuffer ph 7 5 Oberflächenpotenzial an der Innenseite (Kontakt mit Pufferlösung) 6 ph-sensitives Glas (Membranglas) 7 Oberflächenpotenzial an der Außenseite (Kontakt mit Messmedium) 8 Messmedium Das Messprinzip eines ph-sensors basiert auf ph-sensitivem Glas (Membranglas). Wenn dieses ph-sensitive Glas mit einer Flüssigkeit in Kontakt kommt, bildet sich an der Oberfläche eine dünne Gelschicht, die den Ionenaustausch zwischen der Glasoberfläche und der Flüssigkeit ermöglicht. Das sogenannte Nernst-Potenzial baut sich an der Glasoberfläche auf. Wenn beide Seiten des Glases mit Flüssigkeiten in Kontakt sind, kann zwischen den beiden Oberflächenpotenzialen eine Spannung gemessen werden. Die Spannung entspricht der Differenz in der H + Ionenkonzentration und damit der Differenz zwischen den ph-werten beider Flüssigkeiten. Der ph-sensor enthält einen Innenpuffer mit bekanntem ph-wert. Wenn der ph-wert des Messmediums an der Außenseite des Sensors dem ph-wert des Innenpuffers entspricht, beträgt die Spannung 0 V. Wenn sich der ph-wert des Messmediums dagegen vom ph-wert des Innenpuffers unterscheidet, kann eine Spannung zwischen der inneren und der äußeren Schicht gemessen werden. Ausgehend von dieser Spannung lässt sich die ph-differenz der beiden Flüssigkeiten berechnen. Die Spannung wird mit einer Messelektrode und einer Referenzelektrode gemessen, die beide in den Sensor integriert sind. Die Messelektrode ist in Kontakt mit der bekannten Pufferlösung im ph-sensitiven Glaskolben. Die Referenzelektrode wird in eine gesättigte Kaliumchloridlösung (KCl) eingetaucht. Die KCl-Lösung wiederum ist über ein Diaphragma in elektrischem Kontakt mit dem Messmedium. Das Diaphragma verhindert, dass das Messmedium in das Referenzsystem eindringt, ermöglicht jedoch den elektrischen Kontakt mit dem Messmedium. 6

7 SMARTPAT PH 2390 PRODUKTEIGENSCHAFTEN 1 Die Spannungsänderung eines ph-sensors bei 25 C/ 77 F beträgt circa -59 mv pro ph-einheit. Dies wird auch als Steilheit des ph-sensors bezeichnet. Diese Steilheit ist temperaturabhängig und nimmt über die Lebensdauer des Sensors ab. Abbildung 1-2: Optimale Steilheit bei 25 C/77 F Um die Temperaturabhängigkeit der ph-messung auszugleichen, kann die Temperatur des Messmediums gemessen und automatisch kompensiert werden. Abbildung 1-3: Temperaturabhängigkeit vom Nernst-Faktor (theoretische Steilheit eines ph-sensors) 7

8 2 TECHNISCHE DATEN SMARTPAT PH Technische Daten Die nachfolgenden Daten berücksichtigen allgemeingültige Applikationen. Wenn Sie Daten benötigen, die Ihre spezifische Anwendung betreffen, wenden Sie sich bitte an uns oder Ihren lokalen Vertreter. Zusätzliche Informationen (Zertifikate, Arbeitsmittel, Software,...) und die komplette Dokumentation zum Produkt können Sie kostenlos von der Internetseite (Downloadcenter) herunterladen. Messsystem Messprinzip Messbereich Potentiometrisch 0 14 ph Ausführung Schaftdurchmesser 20 mm / 0,79" Einbaulänge 23 mm / 0,91" Temperatursensor Pt1000 Steckverbinder VarioPin 2.0 (VP2) Betriebsbedingungen Prozesstemperatur Umgebungstemperatur Lagertemperatur Prozessdruck Leitfähigkeit C / F C / F C / F Max. 5,9 bar bei +60 C / 85 psi bei +140 F > 150 µs/cm Einbaubedingungen Schutzart Gewicht Prozessanschluss IP68 Ca. 193 g / 0,43 lb 3/4-14 NPT Außengewinde Werkstoffe Sensorschaft Ryton Membranglas Universalglas Innenpuffer ph 7,0 Referenz KCl-Gel Doppel-Referenzkammer Diaphragma PTFE Sensorkopf Vernickelter Messingkörper mit VP 2.0 Stecker 8

9 SMARTPAT PH 2390 TECHNISCHE DATEN 2 Kommunikation ph-messbereich Auflösung ph-bereich Ausgangssignal ph 0,01 ph Auflösung Ausgang 20 µa Feldkommunikation Zeitkonstante Elektrische Anschlüsse Spannungsversorgung Messbereich Bürde ma (passiv) HART 7 - FSK 1200 Physical Layer für die Definition der Bit-Übertragung Sekunden VDC stromschleifengespeist ma + HART -Protokoll Fehlersignal Nach NAMUR NE 43 HART Geräterevision 1 Physical Layer Gerätekategorie Systemvoraussetzungen Multidrop-Betrieb Zulassungen Minimal 0 Ω; maximal R L = ((U ext VDC) / 22 ma) Oberer Wert: 21,0 ma HART -Protokoll über Stromausgang FSK Sensor galvanisch getrennt 250 Ω Bürde für HART -Kommunikation 4mA In einem Multidrop-Kommunikationssystem können bis zu 32 Geräte angeschlossen werden. Beachten Sie bei der Installation in einem Multidrop- Kommunikationssystem bitte den Spannungsabfall für die 250 Ω Bürde für die HART -Kommunikation. Die Versorgungsspannung muss entsprechend angepasst werden. CE Dieses Messgerät erfüllt die gesetzlichen Anforderungen der EG-Richtlinien. Der Hersteller bescheinigt die erfolgreiche Prüfung durch das Anbringen des CE-Zeichens. Stoßfestigkeit: IEC , Umgebungstest Teil 2: Test Ec Elektromagnetische Verträglichkeit: Nach EN 61326, NAMUR NE 21 EMV-Richtlinie 2004/108/EG (Gültig bis 2016/04/19) bzw. EMV-Richtlinie 2014/30/EU (Gültig ab 2016/04/20) Bitte wenden Sie sich für weitere Informationen an Ihr regionales Vertriebsbüro. 9

10 2 TECHNISCHE DATEN SMARTPAT PH Abmessungen Abbildung 2-1: SMARTPAT PH 2390 mit VP2 Abmessungen [mm] Abmessungen [Zoll] a Ø 33 Ø 1,3 b 3/4" MNPT c 24 0,94 d 128 5,04 e 34 1,34 10

11 SMARTPAT PH 2390 INSTALLATION Allgemeine Hinweise zur Installation Bei Geräten, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, gelten zusätzlich die sicherheitstechnischen Hinweise in der Ex-Dokumentation. Arbeiten an den elektrischen Anschlüssen dürfen nur bei ausgeschalteter Spannungsversorgung durchgeführt werden. Beachten Sie die nationalen Installationsvorschriften! Stellen Sie während der Installation des Gerätes sicher, dass Sie eine ESD- (elektrostatische Entladung) Schutzausrüstung verwenden. Die örtlich geltenden Gesundheits- und Arbeitsschutzvorschriften müssen ausnahmslos eingehalten werden. Sämtliche Arbeiten am elektrischen Teil des Messgeräts dürfen nur von entsprechend ausgebildeten Fachkräften ausgeführt werden. Prüfen Sie die Verpackungen sorgfältig auf Schäden bzw. Anzeichen, die auf unsachgemäße Handhabung hinweisen. Melden Sie eventuelle Schäden beim Spediteur und beim örtlichen Vertreter des Herstellers. Prüfen Sie die Packliste, um festzustellen, ob Sie Ihre Bestellung komplett erhalten haben. Prüfen Sie anhand des Typenschilds, ob das gelieferte Gerät Ihrer Bestellung entspricht. 3.2 Bestimmungsgemäße Verwendung Die Verantwortung für den Einsatz der Messgeräte hinsichtlich Eignung, bestimmungsgemäßer Verwendung und Korrosionsbeständigkeit der verwendeten Werkstoffe gegenüber dem Messstoff liegt allein beim Betreiber. Der Hersteller haftet nicht für Schäden, die aus unsachgemäßem oder nicht bestimmungsgemäßem Gebrauch entstehen. Die bestimmungsgemäße Verwendung des Sensors SMARTPAT PH 2390 ist die Messung von ph in Flüssigkeiten. 11

12 3 INSTALLATION SMARTPAT PH Voraussetzungen vor der Installation Lassen Sie das Gerät nicht herunterfallen! Das Gerät ist vorsichtig zu handhaben! Achten Sie darauf, das ph Membranglas des Sensors nicht zu berühren oder zu verkratzen. Lagern Sie den Sensor in seiner Originalverpackung an einem trockenen, staubfreien Ort. Schützen Sie es vor Schmutz. Wenn notwendig, reinigen Sie den Sensor, wie es im Handbuch des Sensors beschrieben ist. Nehmen Sie keine mechanischen Änderungen am Sensor vor (Elektroden kürzen, anbohren, biegen oder verkratzen). Dies kann anderenfalls den Verlust der ordnungsgemäßen Funktionsweise sowie der Gewährleistungsansprüche für das Gerät zur Folge haben. Der Sensor muss sich für die Temperatur-, Druck- und Messstoffbedingungen eignen, die angegeben sind (einschließlich chemische Beständigkeit). Abbildung 3-1: Auspacken des Sensors Auspacken des Sensors Ziehen Sie die Schutzkappe vorsichtig von dem Sensor ab 1. Legen Sie den Sensor auf eine weiche Unterlage/ein weiches Tuch 2. Bewahren Sie die Schutzkappe in der Originalverpackung auf 3. 12

13 SMARTPAT PH 2390 INSTALLATION Installation des Sensors Allgemeine Montagehinweise Die Sensorspitze muss immer komplett mit dem Messmedium in Kontakt sein. Die Einbaulage des Sensors darf nicht mehr als 75 von der vertikalen Lage (nach unten zeigende Sensorspitze) abweichen. Anderenfalls besteht die Gefahr, dass innere Luftblasen in die Sensorspitze gelangen. Dies würde den elektrischen Kontakt zwischen dem Innenpuffer und der Glasoberfläche unterbrechen. Abbildung 3-2: Installationsanforderungen 1 Messmedium 2 Maximale Abweichung um 75 von der vertikalen Lage 13

14 4 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE SMARTPAT PH Sicherheitshinweise Arbeiten an den elektrischen Anschlüssen dürfen nur bei ausgeschalteter Spannungsversorgung durchgeführt werden. Beachten Sie die auf dem Typenschild angegebenen elektrischen Daten. Beachten Sie die nationalen Installationsvorschriften! Die örtlich geltenden Gesundheits- und Arbeitsschutzvorschriften müssen ausnahmslos eingehalten werden. Sämtliche Arbeiten am elektrischen Teil des Messgeräts dürfen nur von entsprechend ausgebildeten Fachkräften ausgeführt werden. Prüfen Sie anhand der Typenschilder, ob das gelieferte Gerät Ihrer Bestellung entspricht. Prüfen Sie, ob auf dem Typenschild die korrekte Spannungsversorgung angegeben ist. 4.2 Anschluss des Kabels für die Verbindung mit dem Sensor Stellen Sie während der Installation des Gerätes sicher, dass Sie eine ESD- (elektrostatische Entladung) Schutzausrüstung verwenden. Feuchtigkeit auf Steckverbinder des Sensors ist auf jeden Fall zu vermeiden! Feuchtigkeit kann zu einem Kurzschluss führen und damit zu einem Fehlverhalten des Sensors! Wenn Feuchtigkeit in den Steckverbinder eingedrungen ist, trocknen Sie ihn anschließend mit Luft (z. B. mit einem Fön). Abbildung 4-1: Anschluss des Kabels für die Verbindung mit dem Sensor Anschluss des Kabels für die Verbindung mit dem Sensor Vergewissern Sie sich, dass sowohl das Kabel als auch der Sensor-Steckverbinder absolut trocken sind 1. Schrauben Sie den Kabelstecker 2 auf den Sensor-Steckverbinder und ziehen Sie ihn von Hand fest. 14

15 SMARTPAT PH 2390 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE Anschluss des Sensorkabels Arbeiten an den elektrischen Anschlüssen dürfen nur bei ausgeschalteter Spannungsversorgung durchgeführt werden. Die vom Hersteller montierten Kabelverschraubungen sind für einen Leitungsdurchmesser von 8 mm...13 mm / 0,31"...0,51" ausgelegt. Bei Verwendung von Leitungen mit einem größeren Durchmesser müssen die werkseitig installierten Kabelverschraubungen durch passende Verschraubungen ersetzt werden. Der Bediener ist für die korrekte Abdichtung der Kabelverschraubungen verantwortlich. Kabel VP2-S Transparent-Schwarz (innere Koaxialabschirmung) Weiß Schirm Ub+ Ub- S Anschlussschema Anschluss an SJB 200 W-Ex Abbildung 4-2: Beispiel für den Anschluss mit einer SJB 200 W-Ex Verteilerdose 1 SJB 200 W-Ex Verteilerdose mit oder ohne Verwendung eines internen Widerstands 2 Sensor mit VP2-S Kabel 3 Anzeige oder anderes stromschleifengespeistes ma Gerät (z. B. Datenlogger) 4 Leitsystem ohne internen 250 Ω Widerstand angeschlossen an dem internen Widerstand der SJB 200 W-Ex 5 Leitsystem mit internem 250 Ω Widerstand angeschlossen an der SJB 200 W-Ex ohne Verwendung eines internen Widerstands SJB 200 W-Ex mit internen Widerstand SJB 200 W-Ex ohne internen Widerstand S Schirm S Schirm A Sensor + A Sensor + B Sensor - B Sensor - C Display + F Loop- w/o Display (ohne Anzeige) D Display - H Loop + E Loop- w/ Display (mit Anzeige) G Loop + [250Ω] 15

16 4 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE SMARTPAT PH 2390 HART -Schnittstelle in der SJB 200 W -HART+ Abbildung 4-3: Beispiel für einen HART -Handheld-Anschluss 1 Anschluss über Krokodilklemmen 2 Nur für Ex: M12-Steckverbinder für HART -Handheld-Anschlusskabel Anschluss des SMARTMAC 200 W und ein stromschleifengespeistes Gerät über die optionale SJB 200 W-Ex Verteilerdose an einen SMARTPAT Sensor. Abbildung 4-4: Beispiel für den Anschluss des SMARTMAC 200 W an ein Leitsystem ohne internen 250 Ω Widerstand und ein zusätzliches stromschleifengespeistes Gerät. 1 SMARTMAC 200 W 2 Sensor mit VP2-S Kabel 3 Kabelanschluss zwischen SJB 200 W-Ex und SMARTMAC 200 W 4 Anzeige oder anderes stromschleifengespeistes ma Gerät (z. B. Datenlogger) 5 Leitsystem ohne internen 250 Ω Widerstand 6 SJB 200 W-Ex Verteilerdose SMARTMAC 200 W mit internen Widerstand SJB 200 W-Ex ohne internen Widerstand S Schirm A Sensor + A Sensor + B Sensor - B Sensor - C Display + F Loop - D Display- G Loop + [250Ω] E Loop- w/ Display (mit Anzeige) H Loop + Mit der SJB 200 W kann über das HART -Handheld auf den Sensor zugegriffen werden. Weitere Informationen finden Sie im SJB 200 W Handbuch. 16

17 SMARTPAT PH 2390 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE 4 Anschluss an Sensor und Leitsystem Abbildung 4-5: Anschluss des SMARTMAC 200 W an ein Leitsystem mit internem 250 Ω Widerstand (linke Seite). Anschluss des SMARTMAC 200 W an ein Leitsystem ohne internen 250 Ω Widerstand (rechte Seite). 1 SMARTMAC 200 W 2 Sensor mit VP2-S Kabel 3 Leitsystem mit internem 250 Ω Widerstand 4 Leitsystem ohne internen 250 Ω Widerstand SMARTMAC 200 W ohne internen Widerstand SMARTMAC 200 W mit internen Widerstand S Schirm S Schirm A Sensor + A Sensor + B Sensor - B Sensor - F Loop - F Loop - H Loop + G Loop + [250Ω] 17

18 5 BESTELLINFORMATIONEN SMARTPAT PH Bestellschlüssel Die hellgrau hervorgehobenen Zeichen im Bestellschlüssel stellen den Standard dar. VGS U 4 Sensortyp 2 SMARTPAT PH 2390 Diaphragma 3 PTFE Referenz B KCl-Gel Doppel-Referenzkammer Prozessbedingungen C, 6,9 bar / F, 100 psi Einbaulänge A 23 mm / 0,9" Körperwerkstoff 2 Ryton Kommunikation A ma / HART nicht für SMARTMAC geeignet B ma / HART (SMARTMAC) Steckverbindertyp 4 VP2; Körper: Messing vernickelt Zertifikate 0 keine Dokumentation 0 keine 2 Englisch 3 Deutsch 4 Französisch 5 Spanisch 6 Italienisch 7 Türkisch VGS U 4 18

19 SMARTPAT PH 2390 BESTELLINFORMATIONEN Verbrauchsmaterial und Zubehör Zubehör Anzeige SD 200 W - Anzeige für SMARTPAT Sensoren, Wandmontage SD 200 R - Anzeige für SMARTPAT Sensoren, Schalttafeleinbau F400 (SD 200 W-EX) - Anzeiger für SMARTPAT Sensoren, Wandmontage, Ex D400 (SD 200 R-EX) - Anzeiger für SMARTPAT Sensoren, Schalttafeleinbau, Ex Bestellschlüssel VGSD 4 1A2A20x VGSD 4 2A3A00x VGSD 4 1A2A2Cx VGSD 4 2A3A0Cx USB-Schnittstellenkabel SMARTBRIDGE - USB-Schnittstellenkabel für SMARTPAT Sensoren XGA S FSK USBeX - USB-Schnittstellenkabel für SMARTPAT Sensoren, Ex (zusätzlicher Ex-Speisetrenner erforderlich) XGA S Anschlussdose SJB 200 W-Ex - Verteilerdose für die Verbindung des Sensors an das Prozessleitsystem, Ex XGA S Kabel für SMARTPAT Sensoren Verbrauchsmaterial Bestellschlüssel Kabel VP2-S-3 (3 m / 9,84 ft) XGA W Kabel VP2-S-5 (5 m / 16,4 ft) XGA W Kabel VP2-S-10 (10 m / 32,8 ft) XGA W Kabel VP2-S-15 (15 m / 49,2 ft) XGA W Kabel VP2-S-20 (20 m / 65,6 ft) XGA W Kabel VP2-S-30 (30 m / 98,4 ft) XGA W ph-pufferlösung zur Kalibrierung des Sensors Verbrauchsmaterial Bestellschlüssel 250 ml ph-pufferlösungen ph4 XGA S ml ph-pufferlösungen ph7 XGA S

20 K K K KROHNE - Änderungen ohne vorherige Ankündigungen bleiben vorbehalten. KROHNE Prozessinstrumentierung und Messlösungen Durchfluss Füllstand Temperatur Druck Prozessanalyse Services Hauptsitz KROHNE Messtechnik GmbH Ludwig-Krohne-Str Duisburg (Deutschland) Tel.: Fax: sales.de@krohne.com Die aktuelle Liste aller KROHNE Kontakte und Adressen finden Sie unter: