XRS-5 Sensor. Betriebsanleitung PL September Rev 1.0

Transkript

1 XRS-5 Sensor Betriebsanleitung PL September Rev 1.0

2 Ultraschalll Radar U m den Anforderungen unserer Kunden gerecht zu werden, bemühen wir uns ständig, einfach zu bedienende und zuverlässige Geräte zu entwickeln. Kapazitiv Grenzstand Seit 1954 entwickelt und produziert Milltronics elektronische Meßsysteme für den industriellen Einsatz.Wir liefern Ihnen Lösungen für Füllstandmessungen und Grenzstandsdetektion, Verwiegung und Dosierung sowie Prozeßkontrolle. Und das mit folgenden Technologien: Ultraschall, Kapazitiv und Radar. Kommunikation Dosierbandwaagen Bandwaagen Schüttstrommesser Durch Filialen, Kooperationspartner und Vertretungen ist Milltronics weltweit für Sie da. Ständige Strukturverbesser-ungen gewährleisten Ihnen beste Verkaufsinformationen, technischen Support und Kundendienst. Drehzahlwächter Akustische Sensoren Um ausführlichere Informationen zu unseren Produkten und Dienstleistungen zu erhalten, kontaktieren Sie uns bitte.wir geben Ihnen gerne die Adresse unserer Vertretungen in Ihrer Nähe.

3 Inhaltsverzeichnis Technische Daten...5 Der Ultraschallsensor...7 Allgemeine Richtlinien...8 Installation...9 Abmessungen...9 Montage...11 Empfehlungen...11 Applikationen...13 Messung im offenen Gerinne...13 Standrohre und Meßschächte...14 Wasser / Abwasser...15 Einbau des Sensors...16 Einbaustellen...16 Anschluß...19 Direkter Anschluß...19 Koaxialverlängerung Leiter Verlängerung (nur für den EnviroRanger ERS 500)...20 Wartung...20 Installationszeichnung für FM Klasse I Zone PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 3

4 Seite 4 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

5 Technische Daten Prozeßapplikation: { Flüssigkeiten und Schlämme { Meßbereich { 0,3 bis 5 m (1 bis 15 ft) typisch (applikationsabhängig) { Druck { drucklos Betrieb: { Schallkegel { 10 { Frequenz { 43 KHz { Temperaturfühler { integriert { Spannungsversorgung { nur von zugelassenen Milltronics Meßumformern Technische Daten Umgebung: { Montage { innen / im Freien { Umgebungstemp. { -20 bis 65 C (-4 bis 149 F) { Höhe { max m { Verschmutzungsgrad { 4 Bauart: { Gehäuse { Kynar Flex 1 Gehäuse und Sendefläche aus Hypalon 2 { Montage { Kabeleinführung 1 NPT Kabel: { 2-adrig geschirmt/verdrillt, 0,5 mm 2 (18 AWG) PVC Mantel Schutzart: { IP-68 Gewicht 3 : { 1,2 Kg (2,6 lb) Optionen: { Werkseitig geflanscht für ANSI, DIN oder JIS Konfiguration { Split Flansch (Montage vor Ort) für ANSI, DIN oder JIS Konfiguration { Überflutungsschutz (bei Applikationen mit Überflutungsgefahr) Kabel (maximale Länge): { 365 m (1200 ft) bei Verwendung von RG-62 A/U Koaxialkabel { 365 m (1200 ft) mit 2-adrig verdrilltem, foliengeschirmtem Paar, 20 AWG (0,5 mm 2 ), PVC Mantel (nur für den EnviroRanger ERS 500) Zulassungen: { CE 4, CSA, FM, CENELEC, ATEX, siehe Typenschild 1 Kynar Flex ist ein eingetragenes Warenzeichen von ELF Atochem 2 Hypalon ist ein eingetragenes Warenzeichen von Du Pont 3 Ungefähres Gewicht eines Sensors mit Standardkabellänge 4 EMC Bescheinigung auf Anfrage erhältlich PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 5

6 Technische Daten Seite 6 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

7 Der Ultraschallsensor Die Echomax Sensoren der Serie XRS-5 werden mit Milltronics Meßumformern verwendet. Sie liefern dem Meßumformer den benötigten Ultraschallimpuls sowie das Empfangsecho. Der Sensor wandelt die elektrischen Impulse vom Meßumformer in Ultraschallimpulse um, die für die Messung benötigt werden. Die Ultraschallechos werden dann wieder in elektrische Signale umgewandelt. Der Milltronics Meßumformer wertet die Signale mit den patentierten Algorithmen der Sonic Intelligence aus. Die Leistung des Ultraschalls nimmt um 3dB in einem 10 Schallkegel ab, der von der Sensorsendefläche ausgeht. Innerhalb dieses Schallkegels dürfen sich keine Gegenstände befinden, die als Störechos ausgewertet werden könnten. Die XRS-5 Sensoren sind mit einem internen Temperaturfühler ausgestattet. Dieser meldet dem Meßumformer die Temperatur am Ultraschallsensor. Der Anschluß ist transparent: sowohl Ultraschall- als auch Temperaturkomponenten des Sensors verwenden dieselben Leitungen. Dies ermöglicht dem Milltronics Meßumformer Sensor -3db Grenzlinie Sensorsendefläche Übertragungsachse, senkrecht zur Sensorsendefläche eine automatische Kompensation der Schallgeschwindigkeitskonstante bei Temperaturschwankungen. Der Ultraschallsensor PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 7

8 Allgemeine Richtlinien Der Sensor kann in allen explosionsgefährdeten Bereichen, in den Gase und Temperaturen der Klasse T1, T2, T3, T4, T5 und T6 vorhanden sind, eingesetzt werden. Das Gerät ist für eine Verwendung in einer Umgebungstemperatur von -20 C bis +65 C zugelassen. Diese Werte dürfen keinesfalls überschritten werden. Die Installation muß durch geschultes Personal und in Übereinstimmung mit den geltenden technischen Bestimmungen durchgeführt werden. Der Ultraschallsensor Das Gerät muß von einem Schaltkreis versorgt werden, der eine geeignete Sicherung mit einer Schaltleistung von 4000A besitzt. Eine solche Sicherung ist in den Milltronics Meßumformern integriert. Die Reparatur des Gerätes muß in Übereinstimmung mit den geltenden technischen Bestimmungen erfolgen. Die Zulassung des Gerätes richtet sich nach folgenden, verwendeten Materialien: Gehäuse: Kynar Flex (frühere Bezeichnung 2820) / Chlorsulfoniertes Polyethylen / Nitril / Ethylen-Propylen / Chloropren Vergußstoff: LA Der Leitungsschutzschalter, der in der Installation des zugehörigen Meßumformers geliefert ist, ermöglicht ein manuelles Abschalten. Seite 8 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

9 Installation Abmessungen Standard Flansch (Option) 127mm (5.0 ) 127mm (5.0 ) 89mm (3.5 ) Überflutungshülse ANSI, DIN oder JIS Standard Split Flansch (Option) 155mm (6.1 ) 133mm (5.2 ) nominal Installation ANSI, DIN oder JIS Standard 124mm (4.9 ) Siehe Milltronics Betriebsanleitung PL PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 9

10 Installation Seite 10 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

11 Montage Empfehlungen Um präzise Meßwerte zu erhalten, ist bei Montage des Sensors ein Mindestabstand zwischen Sendefläche und maximalem Materialfüllstand zu beachten. Dieser Abstand entspricht der Nahbereichsausblendung. Zu deren Einstellung schlagen Sie in der Betriebsanleitung des verwendeten Meßumformers nach. Der Sensor ist so anzubringen, daß die Übertragungsachse senkrecht zur zu messenden Flüssigkeitsoberfläche steht. Bei der Montage nicht zu stark anziehen. Handfest ist ausreichend. Ein Temperaturfühler (Option) kann bei Montage des Sensors installiert werden. Abgehängte Montage Halterung flexible Kabeleinführung Stahlhalterung Sensor Bei abgehängter Montage den Sensor keinem Wind oder Vibrationen aussetzen. Überflutungssicher Sperrholz festes Metallrohr Reduziermuffe Reduziermuffe Überflutungshülse Reduziermuffe Montage festes Metallrohr Reduziermuffe Sensor mit Überflutungshülse für Applikationen mit Überflutungsgefahr. Sperrholzmontage für ausgezeichnete Isolierung. Achten Sie darauf, daß es bei Belastung nicht zum Durchhängen kommt. PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 11

12 Blindflansch an den Blindflansch geschweißte Verschraubung Reduziermuffe Flanschmontage Reduziermuffe Sensor in Flanschausführung Schraube Dichtung Montage Gegenflansch vom Kunden Mutter Seite 12 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

13 Applikationen Hinweise: Der Sensor darf ausschließlich gemäß den Anweisungen in dieser Betriebsanleitung verwendet werden. Der Sensor ist wartungsfrei und wird nur für Applikationen mit Flüssigkeiten empfohlen. Messung im Offenen Gerinne Angaben zum minimalen Abstand über dem maximal zu messenden Füllstand finden Sie in der Betriebsanleitung des Milltronics Meßumformers. Kanal oder Wehr (typisch) Die genaue Stelle zur Messung der Überfallhöhe ist aus den Herstellerangaben des offenen Gerinnes zu entnehmen. Die Verwendung eines TS-3 Temperaturfühlers optimiert die Temperaturmessung bei Applikationen mit starken Temperaturschwankungen. Applikationen PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 13

14 Standrohre und Meßschächte In zahlreichen Applikationen erfolgt die Messung im Behälter über ein Standrohr. In diesen Fällen kann ein werkseitig geflanschter Sensor oder ein Split-Flansch von Milltronics zur Anpassung an das Standrohr mit Flansch verwendet werden. Der Sensor kann auch unter dem Blindflansch, im Standrohr montiert werden. Das Standrohr sollte so kurz und der Durchmesser so groß wie möglich sein. Als Faustformel gilt, daß sich der 3dB Kegel der Schallkeule nicht mit der Standrohrwand überschneiden soll, wenn das Standrohr über einem Behälter angebracht ist. Ansonsten muß die Nahbereichsausblendung vergrößert werden, um Störechos zu unterdrücken. Sensor mit Flansch Entlüfung keine Überschneidung kein Behälter Behälter keine zusätzliche Ausblendung notwendig keine zusätzliche Ausblendung notwendig Reflexion durch Öffnung im Überschneidungsbereich Blindflanschmontage Blindflanschmontage Sensor kann Füllstand in oder unter dem Standrohr erfassen Sensor Schallkegel trifft auf Standrohr Applikationen keine zusätzliche Ausblendung notwendig Behälter Standrohr in einem 45 Winkel abgeschnitten (typisch) evtl. 150 mm (6 ) Erweiterung der Ausblendung über Standrohrende hinaus. Seite 14 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

15 Wasser / Abwasser Differenzmessung Pumpensteuerung Abwasserhebewerk Applikationen PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 15

16 Einbau des Sensors Das folgende Schema veranschaulicht die beste Einbauposition für den XRS-5 Sensor. B A C Für die Kalibrierung des Vollpunkts, den Füllstand auf 100% halten. Das Material darf sich nicht im Ausblendungsbereich befinden. Schallkegel Meßbereich: Abstand zwischen 0 und 100% des Füllstands im Prozeß. Anstieg Füllstand 0% an der Position 'B'. Unterhalb dieses Füllstands kann sich das Echo vom Sensor verspiegeln. Reflektorplatte kann notwendig sein, um Nullpunkt stabil zu halten. Einbaustellen Auslauf Radius Füllstand 0% (Angabe des Herstellers) A. Bevorzugte Stelle. Der Sensor sollte nach Möglichkeit an dieser Stelle montiert werden. In der Behältermitte werden normal die zuverlässigsten Meßwerte erhalten, da es nur wenig störende Einbauten gibt, die Störechos erzeugen. Applikationen B. Optionale Stelle. Der Sensor kann hier angebracht werden, wenn die Behältermitte nicht zugänglich oder die Decke zu schwach ist, um eine sichere Sensormontage zu garantieren. C. Schlechte Stelle. Diese Einbaustelle ist nicht empfehlenswert, da die Echos vom Sensor weg verspiegelt werden. Seite 16 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

17 Hinweise 1. Der Schallkegel darf an dieser Stelle nicht auf den Behälterboden treffen. Wenn dies der Fall ist, verwenden Sie die Parameter zur Endbereichserweiterung (falls im Meßumformer vorhanden) zur Ausblendung von Störechos. Der XRS-5 Sensor arbeitet mit einem Schallkegel von 10. Dieser besitzt ein Verhältnis Anstieg:Radius von ca. 12:1. Das bedeutet, daß der Sensor bei 1 m (3.3 ) Behälterhöhe eine Kreisfläche von 83 mm (32.7 ) Radius auf die Materialoberfläche projeziert. Für optimale Genauigkeit ist der Sensor in den meisten Behältern so weit mittig wie möglich anzubringen (ohne Überschneidung mit der Befüllung). 1 m 83 mm 2. Der Schallkegel muß senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel stehen. Bei einer Montage mit Standrohr und Gegenflansch muß darauf geachtet werden, daß die Sensorsendefläche parallel zur Flüssigkeitsoberfläche ist. 3. Das Echo wird vom Sensor nicht erfaßt, weil dieser schlecht eingebaut ist. Wie unter Punkt 2 muß auch hier darauf geachtet werden, daß die Sensorsendefläche parallel zur Flüssigkeitsoberfläche steht. 4. Kalibrierung unter normalen Betriebsbedingungen. Bei einer Kalibrierung des Null- oder Vollpunkts muß der Behälter unter normalen Bedingungen (Dampf, Temperatur,...) betrieben werden. Siehe Wasser / Abwasser. Applikationen PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 17

18 Applikationen Seite 18 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

19 Anschluß Hinweis: Die Installation darf nur durch qualifiziertes Personal und unter Beachtung der einschlägigen technischen Bestimmungen erfolgen. Anschluss Empfehlungen Beachten Sie folgende Hinweise, um optimale Meßergebnisse zu erzielen: Kabel dürfen nicht offen verlegt werden, sondern getrennt in einem geerdeten Metallrohr (zur optimalen Störsicherheit). Alle Gewindeanschlüsse sind so abzudichten, daß das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert wird. Vermeiden Sie die Verlegung der Kabel in der Nähe von Hochspannungs-, Motorleitungen, Schaltschützen oder Frequenzumrichtern (SCR Steuerantriebe). Die Beschreibung der in den folgenden Beispielen gezeigten Klemmblöcke finden Sie in der Betriebsanleitung des verwendeten Meßumformers. Direkter Anschluß Direkter Anschluß des Sensors an den Milltronics Meßumformer über das geschirmte 2-Leiter Kabel. schwarz weiß Schirm Hinweis: Bei Anschluß an einen EnviroRanger ERS 500 werden die Kabel weiß, schwarz und die Abschirmung separat angeschlossen. Das weiße Kabel und die Abschirmung nicht verbinden. PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 19

20 Anschluss Koaxialverlängerung Den Sensor über einen Anschlußkasten mit Koaxialkabel Typ RG-62 A/U an den Milltronics Meßumformer anschließen. So ist eine Verlängerung bis zu 365 m (1200') möglich. Kabelverlängerung mit RG 62 A/U Koaxialkabel Hinweis: Bei Anschluß an einen EnviroRanger ERS 500 darf KEIN Koaxialkabel verwendet werden. Siehe Anschlußzeichnung unten. 2-Leiter Verlängerung (nur für den EnviroRanger ERS 500) weiß schwarz Anschlußkasten Schirm Kabelverlängerung mit 18 AWG geschirmtem/verdrilltem Paar Wartung Der XRS-5 erfordert keine spezielle Wartung. Seite 20 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

21 Installationszeichnung für FM Klasse I Zone 1 Installationszeichnung PL XRS-5 Ultraschallsensor Seite 21

22 Installationszeichnung Seite 22 XRS-5 Ultraschallsensor PL-590-3

23 R KANADA 1954 Technology Dr., P.O. Box 4225, Peterborough, Ontario, Kanada K9J 7B1 Tel.: (705) Fax: (705) AUSTRALIEN 182 Normanby Rd., Box 339, South Melbourne, Australien Tel.: Fax: BELGIEN August van de Wielelei 97, 2100 Deurne, Antwerp, Belgien Tel.: +32(0) Fax: +32(0) ENGLAND Century House, Bridgwater Road, Worcester, England WR4 9ZQ Tel: Fax: FRANKREICH Parc de la Sainte Victoire, Bât. 5, 13590, Meyreuil, Frankreich Tel.: Fax: DEUTSCHLAND Friedrichstrasse 69, D-76703, Kraichtal, Germany Tel: +49 (0) 7251/ Fax: +49 (0) 7251/ HONG KONG 1 Hoi Wan Street, Suite 602, Quarry Bay, Hong Kong Tel.: Fax: MEXIKO Amores No. 1155, Col. Del Valle, 03100, Mexico D.F., Mexiko Tel.: Fax: NIEDERLANDE Nikkelstraat 10, NL-4823 AB Breda, Niederlande Tel.: +31(0) Fax: +31(0) SCHWEIZ CP 168, Crêt de Plan 23, CH-1095 LUTRY Tel Fax USA 709 Stadium Drive, Arlington, Texas U.S.A Tel.: (817) Fax: (817) Ein Gemeinschaftsunternehmen in Singapur, ein Verkaufsbüro in Brasilien und Vertretungen in 56 Ländern. REGISTERED SYSTEM Besuchen Sie uns auf dem Web: QUALITY ISO 9001 Certificate # Peterborough, Ont., Canada Gedruckt in Kanada