OPTIFLUX 5000 Technisches Datenblatt Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät in Sandwich-Ausführung Hervorragende Langzeitstabilität und Genauigkeit Für hochgradig aggressive und abrasive Medien Absolut vakuumbeständig mit hoch entwickelter Keramikauskleidung Die Dokumentation ist nur komplett in Kombination mit der entsprechenden Dokumentation des Messumformers. KROHNE
INHALT OPTIFLUX 5000 1 Produkteigenschaften 3 1.1 Die Lösung mit Hochleistungskeramik... 3 1.2 Optionen und Varianten... 5 1.3 Messprinzip... 6 2 Technische Daten 7 2.1 Technische Daten... 7 2.2 Messgenauigkeit... 12 2.3 Abmessungen und Gewichte... 13 3 Installation 16 3.1 Hinweise zur Installation... 16 3.2 Bestimmungsgemäße Verwendung... 16 3.3 Einbaubedingungen... 16 3.3.1 Ein- und Auslaufstrecke... 16 3.3.2 Einbaulage... 16 3.3.3 Flanschversatz... 17 3.3.4 T-Stück... 17 3.3.5 Schwingungen... 17 3.3.6 Magnetfeld... 18 3.3.7 Krümmer... 18 3.3.8 Freier Auslauf... 19 3.3.9 Regelventil... 19 3.3.10 Entlüftung... 19 3.3.11 Pumpe... 20 4 Elektrische Anschlüsse 21 4.1 Sicherheitshinweise... 21 4.2 Erdung... 21 4.3 Virtuelle Referenz für IFC 300 (Ausführung C, W und F)... 22 5 Notizen 23 2
OPTIFLUX 5000 PRODUKTEIGENSCHAFTEN 1 1.1 Die Lösung mit Hochleistungskeramik Der OPTIFLUX 5000 ist eines der Geräte mit der höchsten Messgenauigkeit auf dem heutigen Markt. Dies ist der speziellen Konstruktion des Messrohrs mit konischer Form zu verdanken, die das Strömungsprofil optimiert. Führende metrologische Institute verwenden den OPTIFLUX 5000 als Referenzgerät in Kombination mit dem High-End Messumformer IFC 300. 1 Sandwichbauweise 2 Keramikauskleidung 3 Cermetelektroden 3
1 PRODUKTEIGENSCHAFTEN OPTIFLUX 5000 Highlights Hervorragende Langzeitstabilität und Genauigkeit Einzigartiges Durchflussrohr Mit eingesinterten Messelektroden aus Cermet bzw. Platin Transfer-Standard internationaler metrologischer Behörden Für hochgradig aggressive und abrasive Medien Absolut vakuumbeständig Hoch entwickelte Keramikauskleidung Unempfindlich gegen Temperaturstöße Branchen Chemie Papier & Zellstoff (Ab)wasser Minerale & Bergbau Lebensmittel & Getränke Maschinenbau Anwendungen Master-Transfer-Messgerät Genaue volumetrische Dosierung von Zusatzstoffen Dosierung von Chemikalien Für Säuren, Laugen, Pasten, Schlämme und viele weitere aggressive Medien, auch mit hohem Feststoffgehalt 4
OPTIFLUX 5000 PRODUKTEIGENSCHAFTEN 1 1.2 Optionen und Varianten Der OPTIFLUX 5000 steht mit einer Nennweite von DN2,5 bis DN100 zur Verfügung und ist mit dem IFC 100 und dem IFC 300 Messumformer erhältlich. Außerdem kann er optional auch für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen ausgelegt werden. Erdungsringe sind in hochlegierten Werkstoffen erhältlich. Darüber hinaus kann die Installation des OPTIFLUX 5000 SW mit der virtuellen Referenz noch weiter vereinfacht werden. In diesem Fall sind keine Erdungsringe erforderlich. Diese Ausführung steht nur in Kombination mit dem IFC 300 Messumformer zur Verfügung. 5
1 PRODUKTEIGENSCHAFTEN OPTIFLUX 5000 1.3 Messprinzip Eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit fließt in einem elektrisch isolierten Messrohr durch ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld wird von einem Strom erzeugt, der durch ein Feldspulenpaar fließt. In der Flüssigkeit wird eine Spannung U induziert: U = v * k * B * D Wobei: v = Durchflussgeschwindigkeit k = geometrischer Korrekturfaktor B = magnetische Feldstärke D = Innendurchmesser des Durchflussmessgeräts Die Signalspannung U wird von Elektroden aufgenommen und verhält sich proportional zur mittleren Fließgeschwindigkeit v und folglich zum Durchfluss q. Die Signalspannung ist relativ gering (normalerweise 1 mv bei v = 3 m/s / 10 ft/s und Feldspulenleistung von 1 W). Zum Schluss wird ein Signalumformer verwendet, um die Signalspannung zu verstärken, zu filtern (getrennt vom Rauschen) und sie in Signale zur Durchflusszählung, Aufzeichnung und Ausgangsverarbeitung umzuwandeln. 1 Induzierte Spannung (proportional zur Durchflussgeschwindigkeit) 2 Elektroden 3 Magnetfeld 4 Erregerspule 6
OPTIFLUX 5000 TECHNISCHE DATEN 2 2.1 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 (Download Center) herunterladen. Messsystem Messprinzip Anwendungsbereich Messgrösse Primäre Messgröße Sekundäre Messgröße Faradaysches Induktionsgesetz Elektrisch leitende Flüssigkeiten Durchflussgeschwindigkeit Volumendurchfluss, Massedurchfluss, elektrische Leitfähigkeit, Spulentemperatur Design Produkteigenschaften Sandwichausführung mit optimiertem Durchflussmessrohr Modularer Aufbau Das Messsystem besteht aus einem Messwertaufnehmer und einem Messumformer. Es steht als kompakte und als getrennte Ausführung zur Verfügung. Ausführlichere Informationen über den Messumformer finden Sie in der Dokumentation des Messumformers. Kompakt-Ausführung Mit IFC 100 Messumformer: OPTIFLUX 5100 C Mit IFC 300 Messumformer: OPTIFLUX 5300 C Getrennte Ausführung Wand-Ausführung (W) mit IFC 100 Messumformer: OPTIFLUX 5100 W Feld- (F), Wand- (W) oder Einschub- (R) Ausführung mit IFC 300 Messumformer: OPTIFLUX 5300 F, W oder R Nennweite DN2,5...100 / 1/10...4" Messbereich -12...+12 m/s / -40...+40 ft/s Messgenauigkeit Referenzbedingungen Maximale Messabweichung Medium: Wasser Temperatur: 20 C / 68 F Einlaufstrecke: 10 DN Auslaufstrecke: 5 DN Durchflussgeschwindigkeit: > 1 m/s / > 3 ft/s Betriebsdruck: 1 bar / 14,5 psig Wechsel der Ventilansprechzeit: < 1 ms Nasskalibriert auf nach EN 17025 akkreditierten Kalibrieranlagen durch direkten Volumenvergleich. Bezogen auf den Volumendurchfluss (MW = Messwert) Diese Werte beziehen sich auf den Puls-/Frequenz-Ausgang. Die zusätzliche typische Messabweichung für den Stromausgang beträgt ±10 μa. Detaillierte Informationen siehe Messgenauigkeit auf Seite 12. 7
2 TECHNISCHE DATEN OPTIFLUX 5000 Wiederholbarkeit Langzeitstabilität Sonderkalibrierung Betriebsbedingungen Temperatur Prozesstemperatur Maximaler Temperaturwechsel (-stoß) Umgebungstemperatur Lagertemperatur Druck Umgebung Nenndruck Flansch EN 1092-1 ASME B16.5 Vakuumbeständigkeit Druckbereiche für druckfestes Gehäuse Stoffdaten Aggregatzustand Elektrische Leitfähigkeit Zulässiger Gasanteil (Volumen) Zulässiger Feststoffgehalt (Volumen) Empfohlene Durchflussgeschwindigkeit ±0,1% vom MW, min. 1 mm/s ±0,1% vom MW Auf Anfrage Kompakt-Ausführung: -40...+140 C / -40...+284 F Getrennte Ausführung: -40...+180 C / -40...+356 F Für Ex-Ausführungen gelten andere Temperaturbereiche. Ausführlichere Informationen finden Sie in der Ex-Dokumentation. 120 C / 248 F -40 +65 C / -40 +149 F Für Ex-Ausführungen gelten andere Temperaturbereiche. Ausführlichere Informationen finden Sie in der Ex-Dokumentation. -50 +70 C / -58 +158 F Atmosphäre Standard: DN100: PN 16 DN2,5...80: PN 40 Option: DN100: PN 16 Standard: 1/10...4": 150 lb Option: 1/10...4": 300 lb 0 mbar / 0 psi Druckfest bis 40 bar / 580 psi Berstdruck bis ca. 160 bar / 2320 psi Flüssigkeiten Andere Flüssigkeiten: DN25...100: 1 μs/cm DN4...100: 5 μs/cm DN2,5: 10 μs/cm Demineralisiertes, kaltes Wasser: DN2,5...100: 20 μs/cm 5% IFC 100: 10% IFC 300: 70% -12...+12 m/s / -40...+40 ft/s 8
OPTIFLUX 5000 TECHNISCHE DATEN 2 Einbaubedingungen Installation Durchflussrichtung Einlaufstrecke Auslaufstrecke Abmessungen und Gewichte Achten Sie darauf, dass der Messwertaufnehmer stets komplett gefüllt ist. Detaillierte Informationen siehe Installation auf Seite 16. Vorwärts und rückwärts Der Pfeil am Messwertaufnehmer zeigt die positive Durchflussrichtung an. 5 DN (ohne Störung des Durchflusses, nach 90 -Einfachkrümmer) 10 DN (nach Doppelkrümmer 2x 90 ) 10 DN (nach Regelventil) 2 DN Detaillierte Informationen siehe Abmessungen und Gewichte auf Seite 13. Werkstoffe Sensorgehäuse DN2,5...15: Edelstahl 1.4408 DN25...100: Edelstahl 1.4306 Messrohr Keramik Anschlussdose Standard: (nur getrennte Ausführungen) Polyurethan-beschichter Aluminium-Druckguss Option: Erdungsringe Schraubenbolzen und Muttern Dichtungen Messelektroden Edelstahl Standard: Edelstahl Option: Hastelloy C, Titan, Tantal Andere Werkstoffe auf Anfrage. Erdungsringe sind dank der optionalen virtuellen Referenz für den IFC 300 Messumformer überflüssig. Standard: Stahl Option: Edelstahl, Gummi, Zentrierhülsen FPM / FKM, Gylon, EPDM, Kalrez, PTFE-PF 29, Chemotherm Andere Werkstoffe auf Anfrage. DN2,5...15: Cermet DN25...100: Platin 9
2 TECHNISCHE DATEN OPTIFLUX 5000 Prozessanschlüsse EN 1092-1 ASME JIS Standard: DN100: PN 16 DN2,5...80: PN 40 Option: DN100: PN 25 Standard: 1/10...4": 150 lb Option: 1/10...4": 300 lb DN2,5...100: 10...20 K Elektrische Anschlüsse Signalleitung Typ A Typ B Nur für getrennte Systeme. Standardleitung, doppelt abgeschirmt. Max. Länge: 600 m / 1950 ft (abhängig von elektrischer Leitfähigkeit und Messwertaufnehmer-Ausführung). Für mehr Informationen siehe Dokumentation des Messumformers. Optional verfügbar, dreifach abgeschirmte Leitung. Max. Länge: 600 m / 1950 ft (abhängig von elektrischer Leitfähigkeit und Messwertaufnehmer-Ausführung). Für mehr Informationen siehe Dokumentation des Messumformers. 10
OPTIFLUX 5000 TECHNISCHE DATEN 2 Zulassungen und Zertifizierungen CE Elektromagnetische Verträglichkeit Niederspannungsrichtlinie Druckgeräterichtlinie Dieses Messgerät erfüllt die gesetzlichen Anforderungen der EG- Richtlinien. Der Hersteller bescheinigt die erfolgreiche Prüfung durch das Anbringen des CE-Zeichens. Richtlinie: 2004/108/EG und A1, A2 NAMUR NE21/04 Harmonisierte Norm: EN 61326-1: 2006 Richtlinie: 2006/95/EG Harmonisierte Norm: EN 61010: 2001 Richtlinie: 97/23/EG Kategorie I, II oder SEP Flüssigkeitsgruppe 1 Fertigungsmodul H Weitere Richtlinien und Zulassungen Nicht-Ex Standard Explosionsgefährdete Bereiche ATEX KEMA 04 ATEX 2126 X ATEX II 2 GD EEx me ia IIC ATEX II 2 GD EEx de ia IIC T6...T3 Ausführlichere Informationen finden Sie in der Ex-Dokumentation des Messwertaufnehmers und des Messumformers. FM Klasse I, Div 2, Gruppen A, B, C und D Klasse II, Div 2, Gruppen F und G Klasse III, Div 2, Gruppen F und G CSA Klasse I, Div 2, Gruppen A, B, C und D Klasse II, Div 2, Gruppen F und G IEC-Ex in Vorbereitung NEPSI GYJ05240 Ex me ia IIC T6...T3 Ex de ia IIC T6...T3 Eichpflichtiger Verkehr Standard: Schutzart nach IEC 529 / EN 60529 Ohne Verifizierung Option: MI-001 Baumusterprüfbescheinigung für DN25...300 Nur in Kombination mit IFC 300 Messumformer. Standard: IP 66/67 (NEMA 4/4X/6) Option: IP 68 (NEMA 6P) IP 68 ist nur für die getrennte Ausführung und mit Anschlussdose aus Edelstahl erhältlich. Hygiene Das Keramikmessrohr ist FDA-zugelassen. Schwingungsfestigkeit IEC 68-2-6 11
2 TECHNISCHE DATEN OPTIFLUX 5000 2.2 Messgenauigkeit Jedes Messgerät wird vor Auslieferung standardmäßig anhand eines direkten Volumenvergleichs unter Referenzbedingungen nasskalibriert. Referenzbedingungen Medium: Wasser Temperatur: 20 C / 68 F Druck: 1 bar / 14,5 psi Abbildung 2-1: X [m/s]: Durchflussgeschwindigkeit Y [%]: Abweichung vom tatsächlichen Messwert (MW) In Kombination mit IFC 300 Genauigkeit Kurve DN2,5...6 / 1/10...1/4" 0,3% vom MW + 2 mm/s 3 DN10...100 / 3/8... 4" 0,15% vom MW + 1 mm/s 1 In Kombination mit IFC 100 Genauigkeit Kurve DN2,5...6 / 1/10...1/4" 0,4% of MW + 1 mm/s Wie 2 + 0,1% DN10...100 / 3/8...4" 0,3% of MW + 1 mm/s 2 12
OPTIFLUX 5000 TECHNISCHE DATEN 2 2.3 Abmessungen und Gewichte Getrennte Ausführung a = 77 mm / 3,1" b = 139 mm / 5,5" 1 c = 106 mm / 4,2" Gesamthöhe = H + a Kompakte Ausführung mit IFC 300 a = 155 mm / 6,1" b = 230 mm / 9,1" 1 c = 260 mm / 10,2" Gesamthöhe = H + a Kompakte Ausführung mit IFC 100 (0 ) a = 82 mm / 3,2" b = 161 mm / 6,3" c = 257 mm / 10,1" 1 Gesamthöhe = H + a Kompakte Ausführung mit IFC 100 (45 ) a = 186 mm / 7,3" b = 161 mm / 6,3" c = 184 mm / 2,7" 1 Gesamthöhe = H + a 1 Der Wert kann je nach verwendeten Kabeldurchführungen variieren. 13
2 TECHNISCHE DATEN OPTIFLUX 5000 Abbildung 2-2: Konstruktionsdetails DN2,5...15 1 O-Ring 2 Erdungsring Abbildung 2-3: Konstruktionsdetails DN25...100 1 Situation ohne Erdungsringe 2 Dichtung Die in den folgenden Tabellen angeführten Daten beziehen sich ausschließlich auf die Standardausführungen des Messwertaufnehmers. Insbesondere bei kleineren Nennweiten des Messwertaufnehmers kann der Umformer größer sein als der Messwertaufnehmer. Beachten Sie, dass die Abmessungen bei anderen als den angeführten Druckstufen variieren können. Ausführliche Informationen über die Abmessungen des Messumformers finden Sie in der Dokumentation des Messumformers. 14
OPTIFLUX 5000 TECHNISCHE DATEN 2 Abmessungen [mm] ca. Gewicht [kg] DN L H W D Ød1 Ød4 2,5 65 1 123 44 - - 1,6 4 65 1 123 44 - - 1,6 6 65 1 123 44 - - 1,6 10 65 1 123 44 - - 1,6 15 65 1 123 44 - - 1,6 25 58 2 116 68 20 26 46 1,6 40 83 2 131 83 30 39 62 2,4 50 103 2 149 101 40 51 74 2,9 80 153 2 181 133 60 80 106 6,4 100 203 2 206 158 80 101 133 8,8 1 Gesamte Einbaulänge des Durchflussmessgeräts mit eingebauten Ringen: Maß L + 2 x Dichtungsstärke. 2 Gesamte Einbaulänge des Durchflussmessgeräts ohne Ringe: nur Maß L. Nennweite Nennweite Abmessungen [Zoll] ca. Gewicht [lb] ASME L H W D Ød1 Ød4 1/10" 2,56 1 4,84 1,73 - - 3,53 1/8" 2,56 1 4,84 1,73 - - 3,53 ¼" 2,56 1 4,84 1,73 - - 3,53 3/8" 2,56 1 4,84 1,73 - - 3,53 ½" 2,56 1 4,84 1,73 - - 3,53 1" 2,28 2 4,57 2,68 0,79 1,02 1,81 3,53 1½" 3,27 2 5,16 3,27 1,18 1,54 2,44 5,29 2" 4,06 2 5,87 3,98 1,57 2,01 2,91 6,39 3" 6,02 2 7,13 5,24 2,36 3,15 4,17 14,11 4" 7,99 2 8,11 6,22 3,15 3,98 5,24 19,40 1 Gesamte Einbaulänge des Durchflussmessgeräts mit eingebauten Ringen: Maß L + 2 x Dichtungsstärke. 2 Gesamte Einbaulänge des Durchflussmessgeräts ohne Ringe: nur Maß L. Drücke bei 20 C / 68 F. Bei höheren Temperaturen gelten die Druckstufen und Temperaturbereiche gemäß ASME B16.5 15
3 INSTALLATION OPTIFLUX 5000 3.1 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. Prüfen Sie, ob auf dem Typenschild die korrekte Spannungsversorgung angegeben ist. 3.2 Bestimmungsgemäße Verwendung Das OPTIFLUX 5000 SW Durchflussmessgerät misst den Volumendurchfluss von elektrisch leitenden Flüssigkeiten, Säuren, alkalischen Lösungen, Pasten und Schlämmen auch mit sehr hohem Feststoffgehalt. 3.3 Einbaubedingungen 3.3.1 Ein- und Auslaufstrecke 3.3.2 Einbaulage Abbildung 3-1: Empfohlene Ein- und Auslaufstrecke 1 5 DN 2 2 DN Abbildung 3-2: Einbaulage 16
OPTIFLUX 5000 INSTALLATION 3 3.3.3 Flanschversatz Max. zulässiger Versatz der Flanschflächen: L max - L min 0,5mm / 0,02 3.3.4 T-Stück Abbildung 3-3: Flanschversatz 1 L max 2 L min Abbildung 3-4: Abstand nach T-Stücken 1 10 DN 3.3.5 Schwingungen Abbildung 3-5: Schwingungen vermeiden 17
3 INSTALLATION OPTIFLUX 5000 3.3.6 Magnetfeld 3.3.7 Krümmer Abbildung 3-6: Magnetfelder vermeiden Abbildung 3-7: Installation in Krümmerrohren Abbildung 3-8: Installation in Krümmerrohren 18
OPTIFLUX 5000 INSTALLATION 3 3.3.8 Freier Auslauf 3.3.9 Regelventil Abbildung 3-9: Installation vor einem freien Auslauf 3.3.10 Entlüftung Abbildung 3-10: Installation vor einem Regelventil Abbildung 3-11: Entlüftung 1 5 m 2 Entlüftungspunkt 19
3 INSTALLATION OPTIFLUX 5000 3.3.11 Pumpe Abbildung 3-12: Installation nach einer Pumpe 20
OPTIFLUX 5000 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE 4 4.1 Sicherheitshinweise 4.2 Erdung 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! Bei Geräten, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, gelten zusätzlich die sicherheitstechnischen Hinweise in der Ex-Dokumentation. 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. Prüfen Sie, ob auf dem Typenschild die korrekte Spannungsversorgung angegeben ist. Das Gerät muss vorschriftsmäßig geerdet sein, um das Bedienpersonal vor elektrischem Schlag zu schützen. Abbildung 4-1: Erdung 1 Metallrohrleitungen, nicht innenbeschichtet. Erdung ohne Erdungsringe! 2 Innenbeschichtete Metallrohrleitungen und nichtleitende Rohrleitungen. Erdung mit Erdungsringen! 21
4 ELEKTRISCHE ANSCHLÜSSE OPTIFLUX 5000 Abbildung 4-2: Erdungsring Nummer 1 Erdungsring Nummer 1 (optional für DN25...100): 3 mm / 0,1" dick (Tantal: 0,5 mm / 0,1") 4.3 Virtuelle Referenz für IFC 300 (Ausführung C, W und F) Die optionale virtuelle Referenz am OPTIFLUX IFC 300 Durchfluss-Messumformer gewährleistet eine komplette Isolierung der Messschaltung. Die Vorteile der virtuellen Referenz liegen darin, dass keine Erdungsringe oder -elektroden erforderlich sind, die Sicherheit durch eine geringere Anzahl potenzieller Leckagestellen erhöht und die Installation der Durchflussmessgeräte wesentlich vereinfacht wird. Abbildung 4-3: Virtuelle Referenz Möglich wenn: DN10 Elektrische Leitfähigkeit 200 µs/cm Elektrodenkabel max. 50m. 22
OPTIFLUX 5000 NOTIZEN 5 23
K K K KROHNE - Änderungen ohne vorherige Ankündigungen bleiben vorbehalten. KROHNE Produktübersicht Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte Schwebekörper-Durchflussmessgeräte Ultraschall-Durchflussmessgeräte Masse-Durchflussmessgeräte Wirbelfrequenz-Durchflussmessgeräte Durchflusskontrollgeräte Füllstandmessgeräte Temperaturmessgeräte Druckmessgeräte Analysenmesstechnik Messsysteme für die Öl- und Gasindustrie Messsysteme für seegehende Schiffe Hauptsitz KROHNE Messtechnik GmbH Ludwig-Krohne-Str. 5 D-47058 Duisburg (Deutschland) Tel.:+49 (0)203 301 0 Fax:+49 (0)203 301 10389 info@krohne.de Die aktuelle Liste aller KROHNE Kontakte und Adressen finden Sie unter: