Temposonics. Magnetostriktive lineare Positionssensoren. DATENBLATT TH Analog

Transkript

1 Temposonics Magnetostriktive lineare Positionssensoren DATENBLATT TH Analog ATEX und IECEx-zertifiziert Dauerbetrieb im rauen industriellen Umfeld Druckfeste Kapselung / Erhöhte Sicherheit Der messbare Unterschied

2 MESSVERFAHREN Die absoluten, linearen Temposonics Positionssensoren nutzen zur Positionsbestimmung die Eigenschaften des speziell entwickelten magnetostriktiven Wellenleiters. Zwei Magnetfelder verursachen durch kurzfristige Interaktion einen Torsionsimpuls im Wellenleiter, der als akustische Welle am Sensor entlangläuft und von der Auswerteelektronik im Sensorelektronikgehäuse erfasst wird. Eines der Felder wird durch den Positionsmagneten hervorgerufen, der sich berührungslos am Sensorstab mit dem Wellenleiter entlang bewegt. Das andere Feld entsteht im Wellenleiter durch einen induzierten Stromimpuls. Die Position des beweglichen Magneten lässt sich durch Messung der abgelaufenen Zeit zwischen dem Auslösen des Stromimpulses und dem Eintreffen der akustischen Welle am Sensorelektronikgehäuse präzise bestimmen. So entsteht ein zuverlässiges Positionsmesssystem mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit. Magnetfeld Stromimpuls Bewegter Positionsmagnet Abb. 1: Messprinzip Mechanischer Torsionsimpuls Torsions- Impulswandler Magnetfeld Positionsmagnet Magnetostriktives Messelement (Wellenleiter) Stromimpuls PRODUKTÜBERSICHT Das Sensormodell TH der T-Serie ist äußerst robust und daher ideal für den Dauerbetrieb unter harten industriellen Bedingungen geeignet. Die Sensoren der T-Serie sind ATEX- und IECEx-zertifiziert für explosionsgefährdete Bereiche in der Zone 0/1, Zone 1, Zone 2, Zone 21 und Zone 22 (druckfeste Kapselung/erhöhte Sicherheit). Die T-Serie von MTS Sensors wird als Stabversion mit einem Durchmesser von 10 mm und einer von mm geliefert. Das Stabgehäuse ist druckbeständig in Hydraulikzylindern und eignet sich zudem für den Einsatz bei Anwendungen im Freien, in der petrochemischen Industrie sowie bei Anwendungen, bei denen ätzende Substanzen verwendet werden. Die Elektronikschnittstelle und die aktive Signalverarbeitung sind vollständig im Sensorelektronikgehäuse integriert. ZÜNDSCHUTZARTEN Zündschutzart D Druckfestes Gehäuse mit Anschlussraum in druckfester Kapselung: IBExU 14 ATEX 1232X IECEx IBE X II 1/2G II 1G/2D Zündschutzart E Ex db IIC T4 Ga/Gb Ex tb IIIC T130 C Ga/Db Druckfestes Gehäuse mit Anschlussraum in erhöhter Sicherheit: IBExU 14 ATEX 1232X IECEx IBE X II 1/2G II 1G/2D Ex db e IIC T4 Ga/Gb Ex tb IIIC T130 C Ga/Db Zündschutzart N Keine Zulassung: IP66, IP67, IP68, IP69K, NEMA 4X I 2 I

3 TECHNISCHE DATEN Eingang Messgröße Ausgang Strom Messgenauigkeit Nullpunkt/Endpunkt einstellen Auflösung Linearität 1 Messwiederholgenauigkeit Zykluszeit Position Hysterese < 4 µm Betriebsbedingungen Magnetverfahrgeschwindigkeit mm 4(0) 20 ma, 20 4(0) ma (min./max. Bürde 0/500 Ohm) 100 % des Messbereichs. Min. Abstand zwischen Setzpunkten: 25 mm 16 bit; 0,0015 % (Minimum 1 µm) < ±0,01 % F.S. (Minimum ±50 µm) < ±0,001 % F.S. (Minimum ±2,5 µm) 0,5 ms bis 1200 mm, 1,0 ms bis 2400 mm, 2,0 ms bis 4800 mm, 5,0 ms bis 7600 mm Beliebig Betriebstemperatur C Temperaturkoeffizient < 30 ppm / C Feuchte Betriebsdruck Schutzart 90 % rel. Feuchte, keine Betauung 350 bar statisch (5000 psi statisch) IP66/IP67 für Zündschutzarten D und E IP66, IP67, IP68, IP69K, NEMA 4X für Zündschutzart N, abhängig von der Kabelverschraubung Schockprüfung 100 g (Einzelschock) / IEC Standard Vibrationsprüfung 15 g / Hz, ausgenommen Resonanzstellen, IEC Standard EMV-Prüfung Design/Material Sensorelektronikgehäuse Sensorstab Positionsmagnete Einbau Einbaulage Montage Typ. Anzugsmoment Elektrischer Anschluss Anschlussart Elektromagnetische Störaussendung gemäß IEC/EN A1 Class B Elektromagnetische Störfestigkeit gemäß IEC/EN / AISI 303; / AISI 316L / AISI 304L; / AISI 316L Ringmagnet, U-Magnet oder Schwimmer Beliebig Flansch mit Dichtleiste und flache Flanschfläche M18 1,5 6 g; 3/4"-16 UNF-3A 45 Nm T-Serie Anschlussklemmen Betriebsspannung +24 VDC ( 15 / +20 %) Stromaufnahme Restwelligkeit Spannungsfestigkeit Verpolungsschutz Überspannungsschutz Typ. 100 ma 0,28 Vpp 700 VDC (0 V gegen Gehäuse) Bis 30 VDC Bis 36 VDC 1/ Mit Positionsmagnet # I 3 I

4 TECHNISCHE ZEICHNUNG Typ E & Typ N Flansch mit Dichtleiste 83,8 112,5 Startposition Endposition 63,5 / 66 * 2,5 Einbauzone Ringmagnet Inaktive Zone Sensorelektronikgehäuse Flanschgewinde siehe Tabelle 1 Sensorstab * > 5000 mm Ø 10 Typ D Flansch mit Dichtleiste 83,8 132,5 Startposition Endposition 63,5 / 66 * 2,5 Einbauzone Ringmagnet Inaktive Zone Sensorelektronikgehäuse Flanschgewinde siehe Tabelle 1 Sensorstab * > 5000 mm Ø 10 Optionaler Anschluss von oben M10 / N10 / C10 (s. Bestellschlüssel) Stecker auf 6 verschiedenen Positionen, jeweils bei 60 Optionaler Anschluss Anschlusslänge 18 Optionaler Anschluss Alle Maße in mm I 4 I

5 Typ E & Typ N mit flacher Flanschfläche 83,8 Startposition 112, Endposition 63,5 / 66* Einbauzone Ringmagnet Inaktive Zone Sensorelektronikgehäuse Flanschgewinde siehe Tabelle 1 Sensorstab Ø 10 * > 5000 mm Typ D mit flacher Flanschfläche 83,8 132,5 Startposition Endposition 63,5 / 66* Einbauzone Ringmagnet Inaktive Zone Sensorelektronikgehäuse Flanschgewinde siehe Tabelle 1 Sensorstab Ø 10 * > 5000 mm Alle Maße in mm Gehäuse Flanschtyp F G M N S T W Beschreibung Gewinde mit flacher Flanschfläche / AISI 316L Flansch mit Dichtleiste / AISI 316L Gewinde mit flacher Flanschfläche / AISI 303 Flansch mit Dichtleiste / AISI 303 Gewinde mit flacher Flanschfläche / AISI 303 Flansch mit Dichtleiste / AISI 303 Gewinde mit flacher Flanschfläche / AISI 316L Flanschgewinde 3/4"-16 UNF-3A 3/4"-16 UNF-3A M18 1,5 6 g M18 1,5 6 g 3/4"-16 UNF-3A 3/4"-16 UNF-3A M18 1,5 6 g Tabelle 1: TH Stabsensor Gehäuse und Flanschgewinde I 5 I

6 ZONEN-UNTERTEILUNG Typ E Druckfestes Gehäuse mit Anschlussraum in erhöhter Sicherheit ATEX / IECEx Ex db e / Ex tb Zone 1 Zone 0 Typ D Druckfestes Gehäuse mit Anschlussraum in druckfester Kapselung ATEX / IECEx Ex db / Ex tb Zone 1 Zone 0 HINWEIS Sensor zwischen Zone 0 und Zone 1 gemäß Schutzart IP67 abdichten. I 6 I

7 Datenblatt Temposonics TH Analog ANSCHLUSSBELEGUNG TH (Typ E & N) Anschlussdiagramm (1,5 mm2 Einzeladerquerschnitt) Geeignet für die Anschlussarten: C01, C10, M01, M10, N01, N10 Pin Beschreibung 1 Ausgang 1 2 DC Ground 3 Ausgang 2 4 DC Ground VDC ( 15 / +20 %) 6 DC Ground (0 V) 7 Schutzerdung Erdanschluss 2 TH (Typ E & N) Anschlussdiagramm Externer (2,5 mm Einzeladerquerschnitt) Geeignet für die Anschlussart: NF1 Pin Beschreibung 1 Ausgang 2 DC Ground 3 Ausgang VDC ( 15 / +20 %) 5 DC Ground (0 V) 6 Schutzerdung TH (Typ D) Anschlussdiagramm (2,5 mm2 Einzeladerquerschnitt) Geeignet für die Anschlussarten: C01, C10, N01, N10 I7I Pin Beschreibung 1 Ausgang 1 2 DC Ground 3 Ausgang 2 4 DC Ground VDC ( 15 / +20 %) 6 DC Ground (0 V) 7 Schutzerdung

8 Datenblatt MONTAGE VON STABSENSOR TH TANKMONTAGE Um ein korrektes Sensorausgangssignal zu gewährleisten, ist zwischen Positionsmagnet und Eisenmetallteilen ein Mindestabstand einzuhalten. Der Mindestabstand zwischen der Magnetvorderseite und dem Verschlussdeckel des Zylinders beträgt 15 mm. Der Mindestabstand zwischen Magnetunterseite und Kolbenboden beträgt 3,2 mm. Um ein sicheres Ausgangssignal zu erzielen, empfehlen wir jedoch, einen Abstand von 5 mm einzuhalten. Der nicht eisenhaltige Abstandshalter gewährleistet diesen Mindestabstand in Verbindung mit dem Standardringmagneten (Artikelnr ) dargestellt in Abbildung 2. T-Series T Temposonics A B Messbereich: 7600 mm Inaktive Zone: 63,5 mm / 66 mm* C Schwimmer D Stoppkragen * > 5000 mm C Zylinder-Verschlussdeckel Temposonics T-Series T Ringmagnet Kolbenboden A > 15 mm Abstandshalter aus eisenfreiem enfre Material C Min. 3,2 mm B D Abb. 2: Montage von Stabsensor TH Abb. 4: Tankmontage INSTALLATION VON STABSENSOR TH IN ZYLINDER Bei direkter Hubmessung in Fluidzylindern wird der hochdruckbeständige Edelstahlstab des Sensors in die aufgebohrte Kolbenstange eingeschoben (siehe Abbildung 3). Diese Methode gewährleistet einen langlebigen und störungsfreien Betrieb. MTS Sensors bietet die Sensoren der T-Serie in Edelstahl für Flüssigkeitsmessungen an. Ein Stoppkragen kann mit dem Schwimmer bestellt werden. Dieser besteht aus Material, welches unterhalb der speziellen Schwerkraft der Flüssigkeit liegt. Der Stoppkragen bewirkt, dass der Schwimmer nicht in die inaktive Zone des Sensors gerät. Die Platzierung des Stoppers hängt vom Schwimmer und der Position des Magnets ab. Für Füllstandsmessungen nahe am Boden des Tanks / Flüssigkeitsbehälters, kontaktieren Sie MTS Sensors bezüglich niedriger / flacher Schwimmer. Abb. 3: Zylinder Installation I 8 I

9 ZUBEHÖR Die beschriebenen Leistungs- und Sicherheitsstandards sind nur bei der Verwendung von MTS Sensors Magneten oder von MTS Sensors genehmigten Magneten gewährleistet. Positionsmagnete (alle Maße in mm) Ø 32,8 Ø 23,8 Ø 13,5 7,9 Ø 4,3 Ø 25,4 Ø 13,5 7,9 Ø 32,8 Ø 4,3 Ø 23,8 Ø 13, ,9 Ringmagnet OD33 Artikelnr Material: PA-Ferrit-GF20 Gewicht: ca. 14 g Betriebstemperatur: C Flächenpressung: max. 40 N/mm 2 Anzugsmoment für M4 Schrauben: max. 1 Nm Ringmagnet OD25,4 Artikelnr Material: PA-Ferrit Gewicht: ca. 10 g Betriebstemperatur: C Flächenpressung: max. 40 N/mm 2 U-Magnet OD33 Artikelnr Material: PA-Ferrit-GF20 Gewicht: ca. 11 g Betriebstemperatur: C Flächenpressung: max. 40 N/mm 2 Anzugsmoment für M4 Schrauben: max. 1 Nm Schwimmer 2 (alle Maße in mm) Ø 47 Ø 59 Ø 41 Ø 89 Schwimmer Artikelnr Schwimmer Artikelnr Schwimmer Artikelnr Schwimmer Artikelnr Druck: 29,3 bar (425 psi) Magnet-Offset: nein Spezifisches Gewicht: 0,67 Druck: 22,4 bar (325 psi) Magnet-Offset: nein Spezifisches Gewicht: 0,48 Druck: 8,6 bar (125 psi) Magnet-Offset: nein Spezifisches Gewicht: 0,74 Druck: 29,3 bar (425 psi) Magnet-Offset: nein Spezifisches Gewicht: 0,45 2/ Stellen Sie sicher, dass das schwimmerspezifische Gewicht mindestens 0,05 weniger beträgt als das der Flüssigkeit, die als Sicherheitsspanne den Schwimmer bei Umgebungstemperatur umgibt. Für Schnittstellenmessung: Ein minimales spezifisches Schwerkraftdifferential von 0,05 ist zwischen den oberen und unteren Flüssigkeiten erforderlich. Wenn der Magnet nicht dargestellt ist, befindet er sich auf der Schwimmer-Mittellinie. Mit Hilfe eines Gewichts lässt sich der auf dem Sensorstab installierte Schwimmer schräg stellen/neigen. Damit bleibt der Schwimmer zu jeder Zeit mit dem Sensorstab in elektrischem Kontakt um einen Potenzialausgleich des Schwimmers sicherzustellen. Der Offset ist für Anlagen erforderlich, die den ATEX-Richtlinien entsprechen. I 9 I

10 Schwimmer 3 Standard Schwimmer 3 (alle Maße in mm) Ø 47 Ø 47 Ø 47 Ø 47 Schwimmer 4 Artikelnr Schwimmer 4 Artikelnr Schwimmer Artikelnr Schwimmer Artikelnr Druck: 4 bar (60 psi) Magnet-Offset: ja Spezifisches Gewicht: 0,6 Druck: 4 bar (60 psi) Magnet-Offset: ja Spezifisches Gewicht: 0,93 Druck: 29,3 bar (425 psi) Magnet-Offset: nein Spezifisches Gewicht: 0,90 0,96 Druck: 29,3 bar (425 psi) Magnet-Offset: nein Spezifisches Gewicht: 1,03 1,10 Stoppkragen Programmier-Werkzeuge (alle Maße in mm) 4 Ø 27 Ø Gewinde 8 9 Stoppkragen Artikelnr Analoger Handprogrammer Artikelnr Programmier-Kit Artikelnr Analoger Einbau-Programmierer Artikelnr / AISI 304 Gewicht: ca. 30 g 7 64 " Inbusschlüssel notwendig Zum Einstellen von und Messrichtung über ein einfach anzuwendendes Teach-In-Verfahren. Für den ersten Ausgang. Das Kit beinhaltet: Schnittstellenwandler, Stromversorgung, Setup-Software und Kabel, sowie Software zum Programmieren von Sensoren der T-Serie. Zum Befestigen auf DIN-Standardschienen 35 mm. Dieser Programmierer ist für die dauerhafte Schaltschrankmontage geeignet und verfügt über einen Programm-/Betriebsschalter. Für den ersten Ausgang. 3/ Stellen Sie sicher, dass das schwimmerspezifische Gewicht mindestens 0,05 weniger beträgt als das der Flüssigkeit, die als Sicherheitsspanne den Schwimmer bei Umgebungstemperatur umgibt. Für Schnittstellenmessung: Ein minimales spezifisches Schwerkraftdifferential von 0,05 ist zwischen den oberen und unteren Flüssigkeiten erforderlich. Wenn der Magnet nicht dargestellt ist, befindet er sich auf der Schwimmer-Mittellinie. Mit Hilfe eines Gewichts lässt sich der auf dem Sensorstab installierte Schwimmer schräg stellen/neigen. Damit bleibt der Schwimmer zu jeder Zeit mit dem Sensorstab in elektrischem Kontakt um einen Potenzialausgleich des Schwimmers sicherzustellen. Der Offset ist für Anlagen erforderlich, die den ATEX-Richtlinien entsprechen. 4/ Standardschwimmer, der beschleunigt werden kann. I 10 I

11 BESTELLSCHLÜSSEL T H M 1 N N a b c d e f g h i a Gehäusetyp T H Hydraulische Stabform e Betriebsspannung VDC ( 15 / +20 %) b Flanschtyp TH Stabsensor mit / AISI 303 Gehäuse (hydraulische Stabform, Material / AISI 304L) M Gewinde mit flacher Flanschfläche (M18 1,5 6 g) N Flansch mit Dichtleiste (M18 1,5 6 g) S T Gewinde mit flacher Flanschfläche (3/4"-16 UNF-3A) Flansch mit Dichtleiste (3/4"-16 UNF-3A) TH Stabsensor mit / AISI 316L Gehäuse (hydraulische Stabform, Material / AISI 316L) F G Gewinde mit flacher Flanschfläche (3/4"-16 UNF-3A) Flansch mit Dichtleiste (3/4"-16 UNF-3A) W Gewinde mit flacher Flanschfläche (M18 1,5 6 g) c X X X X mm d Anschlussart C 0 1 Seitlicher Einbau 1 Flansch ½" NPT (Zündschutzart E & D & N) [Einzeladerquerschnitt max. 1,5 mm² (16 AWG) oder 2,5 mm² (13 AWG)] C 1 0 Einbau von oben 1 Flansch ½" NPT (Zündschutzart E & D & N) [Einzeladerquerschnitt max. 1,5 mm² (16 AWG) oder 2,5 mm² (13 AWG)] M 0 1 Seitlicher Einbau 1 Flansch M16 1,5 (Zündschutzart E & N) [Einzeladerquerschnitt max. 1,5 mm² (16 AWG)] M 1 0 Einbau von oben 1 Flansch M16 1,5 (Zündschutzart E & N) [Einzeladerquerschnitt max. 1,5 mm² (16 AWG)] N 0 1 Seitlicher Einbau 1 Flansch M20 1,5 (Zündschutzart E & D & N) [Einzeladerquerschnitt max. 1,5 mm² (16 AWG) oder 2,5 mm² (13 AWG)] N 1 0 Einbau von oben 1 Flansch M20 1,5 (Zündschutzart E & D & N) [Einzeladerquerschnitt max. 1,5 mm² (16 AWG) oder 2,5 mm² (13 AWG)] N F 1 Seitlicher Einbau 1 Flansch M20 1,5 (Zündschutzart E & N) [Einzeladerquerschnitt max. 2,5 mm² (13 AWG)] f D E N g N h N i Zündschutzarten Ex db und Ex tb Ex db e und Ex tb Nicht zugelassen Funktionaler Sicherheitstyp Nicht zugelassen Zusätzliche Optionen Keine Ausgang 1 Ausgang mit 1 Magnet Ausgang 1 (Positionsmagnet 1) A ma A ma A ma A ma 2 Ausgänge mit 1 Magneten Ausgang 1 (Positionsmagnet 1) + Ausgang 2 (Positionsmagnet 1) A ma 20 4 ma LIEFERUMFANG Sensor STANDARD MESSLÄNGE TH Zubehör separat bestellen Bestellschritte < 500 mm 5 mm mm 10 mm mm 25 mm mm 50 mm mm 100 mm mm 250 mm I 11 I

12 Dokumentennummer: Revision A (DE) 01/2015 STANDORTE DEUTSCHLAND MTS Sensor Technologie GmbH & Co. KG Auf dem Schüffel Lüdenscheid, Germany Tel Fax info.de@mtssensors.com USA MTS Systems Corporation Sensors Division 3001 Sheldon Drive Cary, N.C , USA Tel Fax info.us@mtssensors.com FRANKREICH MTS Systems SAS Zone EUROPARC Bâtiment EXA 16 16/18, rue Eugène Dupuis Creteil, France Tel Fax info.fr@mtssensors.com ITALIEN MTS Systems Srl.Sensor Division Via Diaz, Provaglio d Iseo (BS), Italy Tel Fax info.it@mtssensors.com RECHTLICHE HINWEISE MTS und Temposonics sind eingetragene Warenzeichen der MTS Systems Corporation. Alle anderen Warenzeichen sind im Besitz des jeweiligen Eigentümers. Gedruckt in Deutschland. Copyright 2015 MTS Sensor Technologie GmbH & Co. KG. Alle Rechte und Medienrechte vorbehalten. Keine Vergabe von Lizenzen an geistigem Eigentum. Änderungen unterliegen keiner Hinweispflicht oder Ankündigung und ersetzen vollständig jegliche vorangegangenen Datenblätter. Die Verfügbarkeit von Bauteilen auf dem Markt unterliegt starken Schwankungen und raschem technischen Fortschritt. Wir behalten uns deshalb vor, Bauteile unserer Produkte in Abhängigkeit von ihrer Marktverfügbarkeit zu ändern. Sollten Approbationsverfahren oder andere Umstände Ihrer Anwendung es ausschließen, dass Komponenten geändert werden, so bedarf die Belieferung mit unveränderten Bauteilen einer ausdrücklichen Vereinbarung. Reg.-No QN JAPAN MTS Sensors Technology Corp. 737 Aihara-machi, Machida-shi, Tokyo , Japan Tel Fax info.jp@mtssensors.com CHINA MTS Sensors Room 504, Huajing Commercial Center, No. 188, North Qinzhou Road Shanghai, China Tel Fax info.cn@mtssensors.com