ISEmax CAS40D. Technische Information

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1 Technische Information ISEmax CAS40D Online-Bestimmung von Nährstoffparametern Ionenselektiver Sensor zur kontinuierlichen Bestimmung von Ammonium, Nitrat und weiteren Ionen Anwendungsbereich Der ionenselektive Sensor arbeitet direkt im Belebungsbecken der Kläranlage ohne weitere Probenaufbereitung und Probenförderung. Eine komplette Messeinrichtung besteht aus Sensor mit Elektroden und Messumformer mit Anzeige- und Bedienelementen. Der Sensor wird eingesetzt zur Überwachung des Ammoniumund Nitratgehalts im Belebungsbecken im Auslauf der Vorklärung. Ihre Vorteile Zuverlässig und kostensparend: Direkte Messung von Ammonium bzw. Nitrat ohne aufwändige Probenaufbereitung Optionale Kalium- und/oder Chloridmessung, auch zur Kompensation hoher Konzentrationen an Störionen ph-messung als Standard Geringe Betriebskosten, da kein Reagenzienverbrauch Vielfältig und anpassbar: Großer Messbereich 0, mg/l NH 4 -N bzw. 0, mg/l NO 3 -N Einfach und sicher: Direkte Installation am Beckenrand, kein Messhaus und keine probenfördernde Pumpe erforderlich Geringster Wartungsaufwand durch Druckluftreinigung Membrankappentausch alle 6 Monate verlängert Elektrodenlebenszeit Standardisierte Kommunikation ermöglicht Plug&Play TI491C/07/DE/

2 Arbeitsweise und Systemaufbau Messprinzip Kern der ionenselektiven Elektrode (ISE) ist eine für das zu messende Ion selektive Membran. In die Membran ist ein sogenannter Ionophor eingearbeitet, der quasi die selektive "Wanderung" einer spezifischen Ionensorte (z.b. Ammonium oder Nitrat) in die Elektrode ermöglicht. Durch die Ionenwanderung entsteht eine Ladungsverschiebung, die zum Aufbau eines zum Logarithmus der Ionenkonzentration proportionalen Potenzials führt. Das Potenzial wird gegen eine Referenzelektrode mit konstantem Potenzial gemessenen und entsprechend der Nernst schen Gleichung in eine Konzentration umgerechnet. Farbe und Trübung haben beim potenziometrischen Messprinzip keinen Einfluss auf das Messergebnis. 1 A B 1 A B Referenzelektrode 1) Ionenselektive Elektrode Innere Ableitung Innenelektrolyt (Referenz) Diaphragma Innenelektrolyt (ISE) Ionenselektive Membran Allgemeines Messprinzip einer ionenselektiven Elektrode 5 a ) Beim Einsatz einer ph-einstabmesskette wie z.b. CPS11 ist deren Referenz gleichzeitig die Referenzelektrode für den gesamten Sensor und für die ph-elektrode selbst. Interferenzen Je nach der Selektivität der ionenselektiven Elektrode gegenüber anderen Ionen (Störionen) und der Konzentration dieser Ionen können diese ebenfalls zum Messsignal beitragen und damit Störungen (Messfehler) hervorrufen. Bei der Messung im Abwasser kann das dem Ammoniumion chemisch ähnliche Kaliumion zu erhöhten Messwerten führen. Die Nitrat-Messwerte können durch hohe Konzentrationen von Chlorid zu groß ausfallen. Um Messfehler durch derartige Querempfindlichkeiten zu reduzieren, kann die Konzentration des Störions Kalium bzw. Chlorid mit einer geeigneten zusätzlichen Elektrode gemessen und kompensiert werden. 2 Endress+Hauser

3 Messeinrichtung Eine vollständige Messeinrichtung umfasst: Sensor CAS40D ionenselektive Elektrode(n) für Ammonium, Nitrat, Kalium oder Chlorid ph-glaselektrode, Orbisint CPS11-1AT2GSA Temperatursensor, CTS1 Messumformer, z.b. Liquiline CM442 Optional Armaturenhalterung, z.b. CYH112 Wetterschutzdach - Zur Montage des Messumformers im Freien unbedingt erforderlich! Drucklufterzeuger (wenn vor Ort keine Druckluft verfügbar ist) Beispiel: Messeinrichtung am Beckenrand 1 Abwasserarmaturenhalter, Befestigung am Geländer, mit Querrohr und Kette 2 Messumformer, z.b. Liquiline CM442 (im Bild: wandmontiert mit Wetterschutzdach) 3 Geländer a Sensor CAS40D mit ionenselektiven Elektroden Anschluss für optionale Druckluftreinigung (nicht im Bild) Sensorkabel Endress+Hauser 3

4 Eingang Messgrößen Messbereiche Je nach Ausführung: Ammonium: NH 4 -N, NH 4 + [mg/l] Nitrat: NO 3 -N, NO 3 - [mg/l] Kalium, K + [mg/l] Chlorid, Cl - [mg/l] ph-wert Temperatur Ammonium: 0, mg/l (NH 4 -N) Nitrat: 0, mg/l (NO 3 -N) Kalium: mg/l Chlorid: mg/l Energieversorgung Elektrischer Anschluss Der Sensor wird folgendermaßen an den Messumformer Liquiline CM442 angeschlossen: Mit dem M12-Stecker (Ausführung: Festkabel, M12-Stecker) oder Mit dem Festkabel an den Klemmleisten (Ausführung: Festkabel, Adernendhülsen): Sensoranschluss a Die maximale Kabellänge beträgt 100 m (328 ft). 4 Endress+Hauser

5 Leistungsmerkmale Ansprechzeit t 90 1) Messabweichung Wiederholbarkeit Ammonium: < 2 min. Nitrat: < 2 min. Kalium: < 2 min. Chlorid: < 2 min. ± 5 % vom Messwert ± 0,2 mg/l ±3 % des Anzeigewertes Kompensation Sensor Temperatur ph Kalium 1)2) Chlorid 1)3) Ammonium ph mg/l (ppm) - Nitrat mg/l (ppm) C ( F) Kalium Chlorid ) nicht der Absolutwert, sondern die Konzentrationsschwankungen sind ausschlaggebend 2) Empfehlung: Verwendung als Kompensationselektrode bei Kaliumkonzentrationen > 40 mg/l bei gleichzeitig schwankenden Werten von ± 20 mg/l oder Anwendung eines Offsets bei nicht schwankenden Werten. 3) Empfehlung: Verwendung als Kompensationselektrode bei Chloridkonzentrationen > 500 mg/l bei gleichzeitig schwankenden Werten von ± 100 mg/l oder Anwendung eines Offsets bei nicht schwankenden Werten. Max. Lebensdauer Automatische Reinigung Membran und Elektrolyt Einsatz: ca. 0,5 Jahre Lagerung: 2 Jahre Reinigungsmedium: Luft Druck: ,5 bar ( psi) Erforderliche Luftmenge pro Reinigung: l (0, US gal) Reinigungsdauer: s Reinigungsintervalle (bei T > 10 C (50 F)): Zulauf Belebung: 15 s reinigen, 30 min Pause Belebung: 15 s reinigen, 1 h Pause 1) für einen Wechsel zwischen 0,5 und 1 mmol/l in beide Richtungen, bei 25 C (77 F) Endress+Hauser 5

6 Umgebung Umgebungstemperatur Lagerungstemperatur C ( F) C ( F) Schutzart IP 68 Elektromagnetische Verträglichkeit Störaussendung und Störfestigkeit nach EN 61326, Namur NE21 Prozess Prozesstemperatur Prozessdruck ph-wert des Mediums C ( F) 400 mbar (160 inh 2 O) max. zulässiger Überdruck Ammonium: ph ,3 (ohne ph-kompensation) ph (mit ph-kompensation) Nitrat: ph Kalium: ph Chlorid: ph Endress+Hauser

7 Konstruktiver Aufbau Abmessungen Abmessungen CAS40D a Gewicht ca. 3,5 kg (7,7 lbs) Werkstoffe Sensor - Schutzkorb: - Elektrodenhalter: - Flachdichtungen: - O-Ringe für Elektrodenhalter und Sensorkopf: - O-Ringe in der ISE-Aufnahme: - O-Ringe für Luftdüse: - Sensorrohr mit Überwurfmutter: - Haltebügel: - Sensorkopf: - Temperaturfühler: - ph-einstabmesskette mit Referenzelektrode: Ionenselektive Elektroden - Membrankappe: - Schaft: - Farbring: - Membran: - O-Ringe: POM POM Silikon EPDM EPDM Viton PP Edelstahl POM Glas Glas, PTFE POM POM PP PVC, Weichmacher EPDM Prozessanschluss Elektroden Pg 13,5 Druckluftanschluss für Schlauch AD 8 mm Endress+Hauser 7

8 Zertifikate und Zulassungen CE-Zeichen Konformitätserklärung Das Produkt erfüllt die Anforderungen der harmonisierten europäischen Normen. Damit erfüllt es die gesetzlichen Vorgaben der EG-Richtlinien. Der Hersteller bestätigt die erfolgreiche Prüfung des Produkts durch die Anbringung des 4-Zeichens. Bestellinformationen Produktstruktur Zulassung AA Ex-freier Bereich Ausführung 1 Eintauchbetrieb, ph-elektrode CPS11, Temperatursensor CTS1 ISE-Steckplatz 1 A1 Ammonium B1 Nitrat C1 Kalium D1 Chlorid Adaption Kabel A Festkabel, Adernendhülsen B Festkabel, M12-Stecker Kabellänge 1 3 m 2 7 m 3 15 m 7... m, Geben Sie die gewünschte Länge an ft, Geben Sie die gewünschte Länge an. CAS40D- F1 F2 F3 F4 G1 G2 G3 G4 Z1 vollständiger Bestellcode ISE-Steckplatz 2 (optional, nur Einfachauswahl) Ammonium Nitrat Kalium Chlorid ISE-Steckplatz 3 (optional, nur Einfachauswahl) Ammonium Nitrat Kalium Chlorid Kennzeichnung (optional, Mehrfachauswahl möglich) Messstelle (Tag), siehe Zusatzspez. Um einen gültigen Bestellcode zu erhalten, hängen Sie die optionalen Merkmale einfach an den Bestellcode an. Bei Fragen wenden Sie sich an Ihr Vertriebsbüro. Lieferumfang Der Lieferumfang besteht aus: 1 Sensor in bestellter Ausführung 1 Steckschlüssel 1 Betriebsanleitung 8 Endress+Hauser

9 Zubehör Nachfolgend finden Sie das wichtigste Zubehör zum Ausgabezeitpunkt dieser Dokumentation. Für Zubehör, das nicht hier aufgeführt ist, wenden Sie sich an Ihren Service oder Ihre Vertriebszentrale. Armaturenhalterung Wartungskits Halterung Flexdip CYH112 für Wasser- und Abwasserarmaturen Flexdip CYA112 Modulares Halterungssystem für Sensoren und Armaturen in offenen Becken, Gerinnen und Tanks Das Halterungssystem ist in seiner Befestigung beliebig variierbar - sei es die Montage auf dem Boden, auf der Mauerkrone, an der Wand oder direkt an einem Geländer. Edelstahlausführung Bestellung nach Produktstruktur (Technische Information TI430C/07/de) Membrankit 2 Membrankappen (außer Chlorid, dort nur eine, mit Kristall) Elektrolyt Bestellnummern: Ammonium: Nitrat: Kalium: Chlorid: Pflegeset für die Chloridelektrode Schleifpapier Elektrolyt Bestellnummer: Elektroden Ionenselektive Elektrode Elektrode, komplett, Baulänge 120 mm Bestellnummern: Ammonium: (Farbkennzeichnung rot) Nitrat: (Farbkennzeichnung blau) Kalium: (Farbkennzeichnung gelb) Chlorid: (Farbkennzeichnung grün) ph-elektrode mit Referenz Bestellnummer: CPS11-1AT2GSA Temperatursensor Bestellnummer: CTS1-A2GSA Blindelektrode Bestellnummer: Standardlösungen Ammonium, Nitrat, Kalium und Chlorid Standardlösung 1 Ammoniumnitrat, 1 molar 2 Kaliumchlorid, 1 molar Gebindegröße A 250 ml (8,45 fl.oz.) Transportpapiere 1 Standardpapiere 2 inkl. Gefahrgutblättern 3 Sicherheitsdatenblatt Zertifikat A ohne B Herstellerbescheinigung CAY40- vollständiger Bestellcode Endress+Hauser 9

10 ph Qualitätspuffer von Endress+Hauser - CPY20 Als sekundäre Referenzpufferlösungen werden Lösungen verwendet, die gemäß DIN von einem DKD (Deutscher Kalibrierdienst)-akkreditierten Labor auf primäres Referenzmaterial der PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) und auf Standard-Referenzmaterial von NIST (National Institute of Standards and Technology) zurückgeführt werden. ph-wert A ph 2,00 (Genauigkeit ± 0,02 ph) C ph 4,00 (Genauigkeit ± 0,02 ph) E ph 7,00 (Genauigkeit ± 0,02 ph) G ph 9,00 (Genauigkeit ± 0,02 ph) I ph 9,20 (Genauigkeit ± 0,02 ph) K ph 10,00 (Genauigkeit ± 0,05 ph) M ph 12,00 (Genauigkeit ± 0,05 ph) Menge x 18 ml (0,68 fl.oz) nur Puffer ph 4,00 und 7, ml (8,45 fl.oz) ml (0,26 US gal) ml (1,32 US gal) Kanister für Topcal S Zertifikat A Puffer Analysenzertifikat Ausführung 1 Standard CPY20- vollständiger Bestellcode Druckluftreinigung Nicht für Dauerbetrieb geeignet! Nutzungsintervall: max. 3 Minuten Reinigung, mindestens sechsfache Reinigungszeit Pause. Vermeiden Sie Kondensation in den druckführenden Leitungen. Reinigungseinheit im Gehäuse 230 V oder 115V, IP 65 Förderleistung bei atmosphärischem Druck: 50 l/min (13,2 gal/min) Leistungsaufnahme: 240 W Stromaufnahme: 1,3 A Überhitzungsschutz: automatische Abschaltung bei T > 130 C (266 F) Bestell-Nr. 230 V: V: Reduzierschlauchkupplung AD 8/6 mm: Endress+Hauser

11 Endress+Hauser 11

12 Deutschland Österreich Schweiz Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG Colmarer Straße Weil am Rhein Fax 0800 EHFAXEN Fax Vertrieb Beratung Information Auftrag Bestellung Tel EHVERTRIEB Tel info@de.endress.com Service Help-Desk Feldservice Ersatzteile/Reparatur Kalibrierung Tel EHSERVICE Tel service@de.endress.com Technische Büros Hamburg Berlin Hannover Ratingen Frankfurt Stuttgart München Endress+Hauser Ges.m.b.H. Lehnergasse Wien Tel Fax info@at.endress.com Endress+Hauser Metso AG Kägenstraße Reinach Tel Fax info@ch.endress.com TI491C/07/DE/ FM9