Massendurchflussregler (MFC)/ Massendurchflussmesser (MFM) für Gase

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1 Massendurchflussregler (MFC)/ Massendurchflussmesser (MFM) für Gase Typ 8742 kombinierbar mit Direkte Durchflussmessung für Nenndurchflüsse von 1 ml N /min bis 8 l N /min (N 2 ) in MEMS-Technologie Hohe Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit Schutzart IP65 Feldbuskommunikation basierend auf CANopen Optional: ATEX II Kat. 3G/D Typ ME2X System-Steuereinheit mit Gateway-Funktionalität Typ 8742 kann nach Bedarf als MFC oder MFM konfiguriert werden und ist für die Nutzung in einem büs- oder CANopen-Netzwerk vorgesehen. Die büs- Netzwerktechnologie basiert auf CAN-Physik und wurde von Bürkert speziell für Anwendungen mit mehreren Regelkreisen entwickelt, die über Industrial Ethernet oder andere Feldbusse betrieben werden. Die System-Steuereinheit (SCU, System Control Unit) Typ ME2X (siehe Datenblatt) überträgt den Feldbus des Kunden in die proprietäre büs-kommunikation und betreibt alle verbundenen elektronischen Geräte. Die Kommunikation der Geräte kann zwischen büs und CANopen umgeschaltet werden. Dadurch kann Typ 8742 auch in bereits existierende CANopen-Infrastrukturen integriert werden. Typ 8742 misst (MFM) oder regelt (MFC) den Massendurchfluss von Gasen mithilfe eines MEMS-Sensors. Der Sensor befindet sich direkt Gas und erreicht deshalb sehr schnelle Reaktionszeiten von wenigen hundert Millisekunden. Zudem ist die Messung unabhängig von Druck- oder Temperaturschwankungen. Der MFC/MFM kann optional auf zwei verschiedene Gase kalibriert werden, zwischen denen der Benutzer umschalten kann. Ein direktwirkendes Proportionalventil der exzellenten 287x Serie von Bürkert gewährleistet als Stellglied eine hohe Ansprechempfindlichkeit und gute Regeleigenschaften des Geräts. Typ 8742 eignet sich speziell für den Einsatz in rauen Umgebungen, dank hohem IP- und Explosionsschutz (siehe S. 2). Technische Daten Nenndurchfluss bereich (Q nenn ) 1ml N /min bis 8 l N /min (N 2 ) Messspanne 5:1, optional 1:1 Betriebsmedien Neutrale, nicht kontaminierte Gase, andere auf Anfrage Kalibriermedium Betriebsgas oder Luft Max. Betriebsdruck 1 bar (145 psi), bei MFCs ist der max. Betriebsdruck abh. von der Ventilnennweite Mediumstemperatur -1 C bis +7 C (-1 C bis +6 C bei Sauerstoff) Umgebungstemperatur -1 C bis +5 C (höhere Temperaturen auf Anfrage) Messgenauigkeit ±.8% v.m. ±.3% v.e. (nach 1 min. Aufwärmzeit) Wiederholgenauigkeit ±,1% v.e. Ausregelzeit (MFC) / < 3 ms Antwortzeit (MFM) (t 95% ) Werkstoffe Grundblock Gehäuse Dichtungen Leitungsanschluss Edelstahl oder Aluminium Aluminium Druckguss (lackiert) FKM oder EPDM (gasabhängig) NPT 1/4, G 1/4, Einschraubverschraubung oder Flansch, andere auf Anfrage Technische Daten Stellglied (Proportionalventil) Ventil-Nennweiten k v s-werte Elektr. Anschluss Betriebsspannung stromlos geschlossen,5 bis 4 mm,6 bis,32 m 3 /h M12 Stecker, 5-polig 24V DC Spannungstoleranz ± 1% Leistungsaufnahme Max. 1 W (als MFM), Max. 3 bis 1 W (als MFC, abhängig vom Proportionalventil-Typ) Restwelligkeit ± 2% Digitale Komm. CANopen oder CAN-basierter büs Wechselspeicher EEPROM (SIM Karte: büs-relevante Daten und Regelkreis-spezifi sche Informationen um einen Geräteaustausch zu erleichtern) Ein-/ Ausgangssignale keine, Kommunikation über Bus Schutzart IP65 und IP67 ATEX Konformität II 3G Ex na IIC T* Gc X und II 3D Ex tc IIIC T*** C Dc X 1) Abmessungen siehe Zeichnungen S. 4-6 Gesamtmasse ca. 95 g (Edelstahl Grundblock) Einbaulage Horizontal oder vertikal Leuchtdioden anzeige RGB-LED angelehnt an NAMUR NE17 1) gemäß DIN EN 679- und DIN EN , T3/4 und T16 C/135 C je nach Gerätevariante p. 1/8

2 Nenndurchflussbereiche typischer Gase 2) Gas Min. Q Nenn [I N /min] Max. Q Nenn [I N /min] Argon.1 8 Helium.1 5 Kohlendioxid.2 4 Luft.1 8 Methan.1 8 Sauerstoff.1 8 Stickstoff.1 8 Wasserstoff.1 5 Propan ) Alle Werte bezüglich 1,13 bar(ü) und C (Index N) Maßnahmen zur Erfüllung der ATEX-Anforderungen Schlagschutzdeckel verhindert Beschädigung des M12-Steckers und aller damit verbundenen Bauteile bei mechanischer Belastung. Keine speziellen ATEX-Buchsen erforderlich. Normative Anforderungen für Kabel- und Leitungseinführungen werden bei Geräten mit externem Ventil erfüllt. Schrauben verhindern ein Lösen des M12- Anschlusses unter Spannung. Leuchtdiodenanzeige gegen mechanische Belastung geschützt. Druckgussgehäuse erhält IP-Schutz bei hoher mechanischer Belastung. M12-Stecker erfüllt auch ohne montiertem Gegenstück die Schutzart IP65 und IP67. Druckverlustdiagramm des MFMs (bezl. Luft, bei 25μm Eingangsfilter) Δp [mbar] G1/4 Flansch Das Diagramm stellt beispielhaft die Druckverlustkurven bei Durchströmung mit Luft dar. Zur Ermittlung des Druckverlustes eines anderen Gases muss zunächst auf den entsprechenden Luftdurchfluss umgerechnet und der beim anderen Gas verwendete Grundblock berücksichtigt werden Q [l N/min] Hinweise zur Geräteauswahl Zur optimalen Auslegung des Stellgliedes im MFC (Ventilnennweite) sollten neben dem geforderten Maximaldurchfluss Q Nenn die Druckwerte unmittelbar vor und nach dem MFC (p 1, p 2 ) bei diesem Durchfluss Q Nenn bekannt sein. Diese sind i.a. nicht identisch mit dem Ein- und Ausgangsdruck der gesamten Anlage, weil sowohl vor als auch nach dem MFC in der Regel zusätzliche Strömungswiderstände (Rohrleitungen, zusätzliche Absperrventile, Düsen etc) vorhanden sind. Im Spezifikationsblatt (S. 8) sind stets die Druckwerte unmittelbar vor und nach dem MFC anzugeben. Falls diese nicht bekannt oder durch Messung zugänglich sind, ist eine Abschätzung unter Berücksichtigung der ungefähren Druckabfälle über die Strömungswiderstände vor und nach dem MFC bei Q Nenn notwendig. Die Angabe des maximal zu erwartenden Eingangsdruck p 1max ist erforderlich, um die Dichtschließfunktion des Stellglieds in allen Betriebszuständen sicherzustellen. Bitte benutzen Sie für die Angaben zur Geräteauslegung das Formular auf Seite 8 und senden uns eine Kopie der Anfrage mit Informationen über die Applikation. p. 2/8

3 Funktionsprinzip der Messwerterfassung Die Messwerterfassung findet beim Typ 8742 direkt im Nebenkanal statt. Ein Laminar-Flow-Element im Hauptkanal erzeugt einen geringen Druckabfall, welcher einen kleinen Teil des Gesamtdurchflusses durch den Neben kanal treibt. Der dort sitzende Sensor erfasst den Massendurchfluss direkt als Temperaturunterschied. Die Messung erfolgt hier in einem speziell geformten Strömungskanal, dessen Wandung an einer Stelle einen Si-Chip mit einer freigeätzten Membran enthält. Auf dieser Membran sind ein Heizwiderstand sowie, symmetrisch zu diesem, stromaufwärts und stromabwärts, zwei Temperatursensoren aufgebracht. Wird der Heizwiderstand mit einer konstanten Spannung gespeist, ist die Differenzspannung der Temperatursensoren ein Maß für den Massendurchfluss des im Strömungskanal über den Chip strömenden Gases. Software Bürkert Communicator Der Bürkert Communicator ist Teil der neuen Geräteplattform EDIP (Efficient Device Integration Platform). Dieses auf MS-Windows basierende Softwaretool wird jedem Kunden kostenfrei zum Herunterladen von der Bürkert-Internetseite zur Verfügung gestellt. Es ermöglicht dem Nutzer komfortable System-Konfiguration und Parametrierung aller angeschlossen Feldgeräte. Die Verbindung vom PC zu den büs- Geräten erfolgt über einen USB-Adapter, dem sogenannten büs-stick. Dieser ist als Zubehör (siehe Bestell-Tabelle Zubehör) erhältlich. Der Communicator ermöglicht: - Diagnose - Parametrierung - Registrierung und Speicherung von Prozessdaten - Messwerterfassung - Grafische Überwachung der Prozessdaten - Firmware Update der angeschlossenen büs-geräte - Programmierbare Systemkontrolle über User-f(x) (z.b. Gasmischer) - Geführte Re-Kalibrierungsroutine - Pin-Belegung M12 Stecker, 5-polig (A-kodiert) Pin Belegung 1 SHIELD Kodierung 2 V+ 3 DGND 4 CAN_H 5 CAN_L p. 3/8

4 Abmessungen [mm] Standard-Ausführung 2 x M , ,5 7, ,5 A 28 A: G 1/4 oder NPT 1/4 Tiefe 12mm p. 4/8

5 Abmessungen [mm] Flansch-Ausführung 4 x 4,5 58,5 17, ,75 35,5 2 x 8,8 2 x 6 35, , , ,5 7, p. 5/8

6 Dimensions [mm] Ausführung mit externem Ventil, Typ x M ca ,3 84,5 1,8 7, ,5 A A: G 1/4 oder NPT 1/4 Tiefe 12mm p. 6/8

7 Bestell-Tabelle Zubehör Artikel büs-kabelverlängerung M12,1m büs-kabelverlängerung M12,2m büs-kabelverlängerung M12,5m büs-kabelverlängerung M12 1m büs-kabelverlängerung M12 3m Buchse M12 gerade (A-kodiert) 1) Stecker M12 gerade (A-kodiert) 1) Buchse M12 abgewinkelt (A-kodiert) 1) Stecker M12 abgewinkelt (A-kodiert) 1) Y-Verteiler Y-Verteiler für Vernetzung zweier getrennt versorgter Segmente eines büs-netzwerkes Abschlusswiderstand 12 Ohm Stecker M Abschlusswiderstand 12 Ohm Buchse M büs-stick Set 1 (inkl. Kabel (M12), Abschluss-Widerstand, Spannungsversorgung und Software) büs-stick Set 2 (inkl. Kabel (M12)) SIM-Karte auf Anfrage LabVIEW Gerätetreiber auf Anfrage EDS-File (CANopen) Download von Software Bürkert Communicator Download von 1) Aus Platzgründen eignen sich die M12-Einzelsteckverbinder möglicherweise nicht für deren gleichzeitige Verwendung auf derselben Seite eines Y-Verteilers. Bitte verwerden Sie in diesem Fall ein im Handel erhältliches umpritztes Kabel. Bestell- Nr. M12 - Stecker M12 - Buchse ODER Abschlusswiderstand, Stecker Abschlusswiderstand, Buchse Y-Verteiler Y-Verteiler Spannungsunterbrechung Die Kodierung des M12-Gerätesteckverbinders (siehe S.3) und das Gerätegehäuse begrenzen die Ausrichtungen der Y- und T-Verteiler. Bitte beachten Sie diese Einschränkung bei der Auswahl und Verwendung eigener Verteiler. M12-Buchse mit Kabel M12 - Buchse M12-Stecker mit Kabel p. 7/8

8 MFC/MFM-Applikationen - Angebotsanfrage Bitte ausfüllen und an Ihr nächstgelegenes Bürkert Vertriebs-Center senden* Firma Ansprechpartner Kunden-Nr. Abteilung Strasse PLZ-Ort Tel./Fax MFC-Applikaton MFM-Applikation Stückzahl Erforderlicher Liefertermin ATEX Konformität Mediumsangaben Gasart (bzw. Gasanteile bei Gemischen) Dichte kg/m 3 8) Medientemperatur [ºC oder ºF] ºC ºF Feuchtegehalt g/m 3 Abrasive Bestandteile/Festpartikel nein ja, folgende: Fluidische Daten Durchflussbereich Q nenn Min. l N /min 8) l S /min (slpm) 9) Max. m N3 /h 8) kg/h cm N3 /min 8) cm S3 /min (sccm) 9) l N /h 8) l S /h 9) 1) Eingangsdruck bei Q nenn p 1 = bar(ü) Ausgangsdruck bei Q nenn p 2 = bar(ü) Max. Eingangsdruck P 1max bar(ü) MFC/MFM-Leitungsanschluss ohne Einschraubverschraubung 1/4 G-Gewinde (DIN ISO 228/1) 1/4 NPT-Gewinde (ANSI B1.2) mit Einschraubverschraubung (gemäß Angabe bei Rohrleitung) mm Rohrleitung (Außen Ø) Zoll Rohrleitung (Außen Ø) Flanschausführung Einbaulage horizontal vertikal, Durchfluss nach oben Umgebungstemperatur C vertikal, Durchfluss nach unten Werkstoffangaben Grundblock Aluminium Edelstahl Dichtungen FKM EPDM Elektrische Daten Signale für Sollwerteingang/ CANopen oder büs Istwertausgang Bitte alle Druckwerte als Überdruck zum Atmosphärendruck [bar(ü)] angeben 8) bei: 1,13 bar(a) und ºC 9) bei: 1,13 bar(a) und 2ºC 1) entspricht dem Kalibrierdruck Klicken Sie bitte hier, um die für Sie zuständige Bürkert Niederlassung in Ihrer Nähe zu finden g Bei speziellen Anforderungen beraten wir Sie gerne. Änderungen vorbehalten Christian Bürkert GmbH & Co. KG 163/6_DE-de_ p. 8/8