OPTISENS PH 9500 Technisches Datenblatt

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1 OPTISENS PH 9500 Technisches Datenblatt ph-sensor für die Wasserindustrie Hochwertiger und präziser Glassensor für den Einsatz in ionenarmen Medien Nachfüllbarer Sensor mit regelbarer Durchflussmenge Geringe Wartungskosten und lange Lebensdauer Die Dokumentation ist nur komplett in Kombination mit der entsprechenden Dokumentation des Messumformers. KROHNE

2 INHALT OPTISENS PH Produkteigenschaften ph-sensor für Wasseranwendungen 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 für die Verbindung mit dem MAC Anschluss des externen Temperatursensors Bestellinformationen Bestellschlüssel Zubehör Notizen 18 2

3 OPTISENS PH 9500 PRODUKTEIGENSCHAFTEN ph-sensor für Wasseranwendungen Der OPTISENS PH 9500 Sensor zeichnet sich durch ein standardisiertes Design, eine einfache Handhabung und eine lange Lebensdauer aus. In Kombination mit einem MAC 100 Messumformer kann ein äußerst zuverlässiges und kostengünstiges Messsystem zusammengestellt werden, das für eine Vielzahl an Messaufgaben in Wasser hervorragend geeignet ist. Konzipiert als Einstabsmesskette mit integrierter Referenzelektrode ist der OPTISENS PH 9500 mit 3 Keramikdiaphragmen ausgestattet. Der Sensor kann problemlos für verschiedene Applikationsanforderungen angepasst werden und ist außerdem extrem servicefreundlich und langlebig. 1 Kabelanschlussstecker DIN Koax 2 Glas 3 Diaphragma 4 Membranglas 3

4 1 PRODUKTEIGENSCHAFTEN OPTISENS PH 9500 Highlights Geeignet für den Einsatz in ionenarmen Medien 3 Keramikdiaphragmen für schnellere Ansprechzeiten und genauere Messresultate. Spezielles Referenzsystem für eine lange Lebensdauer und ein breites Anwendungsspektrum Geeignet zum Anschluss an den MAC 100 Messumformer. Zubehör wie PG 13.5 Montagesatz und KCl Nachfüllbehälter verfügbar Branchen Wasserindustrie Kraftwerke Anwendungen Kühlwasser Kesselspeisewasser Prozesswasser 4

5 OPTISENS PH 9500 PRODUKTEIGENSCHAFTEN Design und Optionen Der OPTISENS PH 9500 Sensor ist aus hochsensitivem Spezialglas gefertigt, das Dank seines breiten Temperaturbereichs in verschiedenen Anwendungen einsetzbar ist. Zubehör wie der PG 13.5 Montagesatz und der KCl Nachfüllbehälter sind ebenfalls erhältlich. MAC 100 Messumformer für verschiedene Analyseparameter Ein komplettes Messsystem besteht aus: MAC 100 Messumformer 1 oder 2 Sensoren Armaturen Bis zu 2 Sensoren (für gleiche oder unterschiedliche Parameter) können an den Messumformer angeschlossen werden. Der MAC 100 Messumformer lässt sich perfekt an Ihre individuellen Anforderungen anpassen. Sie haben die Auswahl zwischen 1 oder 2 Signaleingängen, 3 x Ausgänge, Relais, verschiedene Bediensprachen, Hilfsenergie und weitere zusätzliche Funktionen. Die standardisierte Benutzerschnittstelle beschleunigt darüber hinaus die Inbetriebnahme des Geräts. 5

6 1 PRODUKTEIGENSCHAFTEN OPTISENS PH 9500 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 OPTISENS PH 9500 Sensor sind das im Einzelnen folgende Armaturen: SENSOFIT FLOW 1000 Serie - Durchflussarmaturen (mit PG 13.5 Montagesatz) SENSOFIT IMM 2000 Serie - Eintaucharmaturen (mit PG 13.5 Montagesatz) Weitere Informationen finden Sie in den technischen Datenblättern. 6

7 OPTISENS PH 9500 PRODUKTEIGENSCHAFTEN 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 Membranglas (ph-sensitives Glas). Wenn das Membranglas 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. 7

8 1 PRODUKTEIGENSCHAFTEN OPTISENS PH 9500 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. Die 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 im Messumformer kompensiert werden. Abbildung 1-3: Temperaturabhängigkeit der Steilheit 8

9 OPTISENS PH 9500 TECHNISCHE DATEN 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. Ausführung Messprinzip Potentiometrisch Messbereich 0 14 ph Schaftdurchmesser Ø12 mm / 0,5" Einbaulänge 160 mm / 6,3" (w/o PG 13,5); 120 mm / 4,72" (w/ PG 13,5) Steckverbinder S7 DIN-Koax Messgenauigkeit Genauigkeit Reproduzierbarkeit 0,2% vom Messbereichsendwert 0,2% vom Messbereichsendwert Einsatzbedingungen Temperaturbereich Druckbereich Leitfähigkeit C / F Drucklos Min. 50 µs/cm Einbaubedingungen Gewicht ca. Prozessanschluss Ca. 60 g / 0,13 lb PG 13,5 (Montagesatz PG 13,5 optional) Werkstoffe Sensorschaft Glas Membranglas AH-Glas Innenpuffer ph 7,0 Referenz Ag/Ag/3M KCl Diaphragma Keramik 9

10 2 TECHNISCHE DATEN OPTISENS PH Abmessungen Abbildung 2-1: Abmessungen des ph Sensors Abmessungen [mm] Abmessungen [Zoll] a 31 1,2 b 160 6,3 c 120 4,7 d Ø12 Ø0,5 e 22 0,8 f Ø8 Ø0,3 10

11 OPTISENS PH 9500 INSTALLATION Allgemeine Hinweise zur Installation 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 der Typenschilder, 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 OPTISENS PH 9500 Sensors ist die Messung des ph- Werts in Wasser. Der Sensor ist für den Anschluss an den MAC 100 Messumformer geeignet. 3.3 Voraussetzungen vor der Installation 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. Abbildung 3-1: Handhabung des Sensors Auspacken des Sensors Schrauben Sie die auf das Plastikrohr 1 geschraubte und/oder gesteckte Aufbewahrungskappe auf. Ziehen Sie den Sensor vorsichtig aus dem Plastikrohr 2. Legen Sie den Sensor auf eine weiche Unterlage/ein weiches Tuch 3. 11

12 3 INSTALLATION OPTISENS PH 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 Glasspitze des Sensors 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 12

13 OPTISENS PH 9500 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE 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. 4.2 Anschluss des Kabels für die Verbindung mit dem Sensor Feuchtigkeit am 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 das Kabel und der Sensor-Steckverbinder absolut trocken sind 1. Schrauben Sie den Kabelstecker 2 auf den Sensor-Steckverbinder 3 und ziehen Sie ihn von Hand fest. 13

14 4 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE OPTISENS PH Anschluss des Sensorkabels für die Verbindung mit dem MAC 100 Arbeiten an den elektrischen Anschlüssen dürfen nur bei ausgeschalteter Spannungsversorgung durchgeführt werden. Beachten Sie die auf dem Typenschild angegebenen elektrischen Daten. Prüfen Sie anhand der Typenschilder, ob das gelieferte Gerät Ihrer Bestellung entspricht. Abbildung 4-2: Anschlussklemmen für den MAC 100 Messumformer in zwei-kanal-ausführung 1 Sensor-Anschlussklemmen 2 Klemmsockel S (Schutzleiter) 3 Klemmsockel Pos.A: Klemme für ph-sensor und Temperatursensor 4 Klemmsockel Pos.B: Klemme für ph-sensor und Temperatursensor Die Ein-Kanal-Ausführung des MAC 100 ist nur mit Klemmsockel A ausgestattet. Die Zwei-Kanal-Ausführung des MAC 100 ist mit Klemmsockel Pos. A und Pos. B ausgestattet. Leiter Rot (abgeschirmtes Koaxialkabel) Transparent (Koaxialader) Klemmsockel Pos.A/B N (Ref.) O (ph / Redox) 14

15 OPTISENS PH 9500 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE 4 Abbildung 4-3: Anschluss des Sensorkabels In der folgenden Anleitung ist der Anschluss der Sensorkabel beschrieben. Anschluss des Sensorkabels an den Messumformer Führen Sie das Sensorkabel durch die äußere rechte Kabelverschraubung 1. Stecken Sie den roten Draht (Koaxialabschirmung) 4 in Klemme N 2 und den transparenten Draht (Koaxialader) in Klemme O 3. Um einen Draht zu entfernen, drücken Sie den weißen Clip 5 an der zugehörigen Klemme nach unten und ziehen Sie den Draht heraus Anschluss des externen Temperatursensors Schließen Sie einen externen Pt100- oder Pt1000-Sensor an Klemmsockel Pos.A/B des Messumformers, wie auf den folgenden Abbildungen dargestellt ist, an: Abbildung 4-4: Anschluss eines externen Pt100/1000-Temperatursensors am Messumformer 1 2-Leiteranschluss 2 3-Leiteranschluss 15

16 5 BESTELLINFORMATIONEN OPTISENS PH Bestellschlüssel Die hellgrau hervorgehobenen Zeichen im Bestellschlüssel stellen den Standard dar. VGA P 4 Sensortyp E OPTISENS PH 9500 Messbereich ph Diaphragma 5 Keramik Referenz A Ag/AgCl/3M KCl Körperwerkstoff 1 Glas Glas 1 AH-Glas Prozessbedingungen A C / F, Drucklos Prozessanschluss 0 Ohne 6 PG 13,5 Montagesatz Einbaulänge mm / 4,7" Sensoreigenschaften B 1x KCl Nachfüllstutzen, 3x Keramikdiaphragma Sensor Option 0 Standard A inkl. KCl Nachfüllbehälter 50ml Steckverbindertyp 1 DIN-Koax Dokumentation 0 Ohne 1 Englisch 2 Deutsch 3 Französisch 4 Spanisch VGA P 4 16

17 OPTISENS PH 9500 BESTELLINFORMATIONEN Zubehör Verbrauchsmaterial Bestellschlüssel 250 ml Pufferlösungen ph4 XGA S ml Pufferlösungen ph7 XGA S Zubehör Bestellschlüssel SENSOFIT FLOW Durchflussarmatur Siehe technisches Datenblatt für SENSOFIT FLOW 1000 SENSOFIT IMM 1000 Eintaucharmatur Siehe technisches Datenblatt für SENSOFIT IMM 1000 PG 13,5 Montagesatz XGA S KCl Nachfüllbehälter 50ml XGA S OPTISENS Koaxialkabel 5 m / 16,5 ft. XGA W OPTISENS Koaxialkabel 10 m / 33 ft. XGA W OPTISENS Koaxialkabel 15 m / 49 ft. XGA W

18 6 NOTIZEN OPTISENS PH

19 OPTISENS PH 9500 NOTIZEN 6 19

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: