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Datenblatt - Füllstandmessung in Flüssigkeiten

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Technisches Datenblatt
© KROHNE 10/2005
7.02536.12.00
GR
OPTISOUND 3010 C - 3030 C
Ultraschall
Füllstandmessgerät
für Flüssigkeiten
Magnetisch-Induktive Durchflussmessgeräte
Schwebekörper-Durchflussmessgeräte
Masse-Durchflussmessgeräte
Ultraschall-Durchflussmessgeräte
Wirbelfrequenz-Durchflussmessgeräte
Durchflusskontrollgeräte
Füllstand-Messgeräte
Druck und Temperatur
Energie
Kommunikationstechnik
Schaltgeräte, Zähler, Anzeiger und Schreiber
Engineering-Systeme & -Lösungen
Änderungen vorbehalten.
●
Füllstandmessung von Flüssigkeiten bei
gleichzeitigem Prozessablauf oder Lagerung
●
Sammelbehälter, Wasser- und
Abwasserbassins
●
Berührungslose Durchflussmengenmessung
und -erkennung in offenen Gerinnen
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Beschreibung des Messprinzips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Typenübersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3 Montagehinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4 Elektrischer Anschluss
4.1 Voraussetzungen allgemein. . . .
4.2 Spannungsversorgung . . . . . . .
4.3 Anschlusskabel und Installation .
4.4 Kabelschirmung und Erdung . . .
4.5 Anschlusspläne . . . . . . . . . . . .
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14
14
14
14
15
5 Bedienung
5.1 Bedienung allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.2 Kompatibilität nach NAMUR NE 53 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.3 Bedienung mit dem Anzeige-/Bedienmodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
7 Maße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2
Beachten Sie bei Ex-Anwendungen die Ex-spezifischen Sicherheitshinweise, die Sie
auf unserer Homepage www.krohne-mar.com finden und die jedem Gerät beiliegen.
In explosionsgefährdeten Bereichen müssen die entsprechenden Vorschriften, Konformitäts- und Baumusterprüfbescheinigungen der Sensoren und der Versorgungsgeräte beachtet werden. Die Sensoren dürfen nur an eigensicheren Stromkreisen
betrieben werden. Die zulässigen elektrischen Werte sind der Bescheinigung zu
entnehmen.
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
30600-DE-050816
Sicherheitshinweise
für Ex-Anwendungen
beachten
Beschreibung des Messprinzips
1
Beschreibung des Messprinzips
Messprinzip
Kurze Ultraschallimpulse im Bereich von 35 kHz bis 70 kHz werden vom Schallwandler auf das zu messende Produkt abgestrahlt, von der Füllgutoberfläche reflektiert
und vom Schallwandler wieder empfangen. Die Impulse breiten sich mit Schallgeschwindigkeit aus, die Zeit vom Senden bis zum Empfangen der Signale hängt vom
Füllstand im Behälter ab.
Neueste Mikroprozessortechnologie und die bewährte Auswert-Software wählen
das Füllstandecho auch bei Störreflektionen sicher heraus und berechnen die exakte
Distanz zur Füllgutoberfläche. Ein integrierter Temperaturfühler erfasst die Temperatur im Behälter, Einflüsse auf die Schalllaufzeit können so kompensiert werden.
Durch einfache Eingabe der Behälterabmessungen wird aus der Distanz ein füllstandproportionales Signal gebildet. Eine Befüllung des Behälters ist für den Abgleich
nicht notwendig.
Großer Einsatzbereich
Die Ultraschall-Sensoren OPTISOUND 3010 C, 3020 C und 3030 C sind zur Füllstandmessung besonders von Flüssigkeiten, aber auch von Schüttgütern geeignet.
Die Geräte unterscheiden sich im Messbereich, in der Bauform ihrer Schallwandler
und im Prozessanschluss. Durch unterschiedliche, angepasste Sendefrequenzen
können Füllstände in einem Messbereich von 5 … 15 m (16.4 … 49.2 ft) gemessen
werden. Beständige Werkstoffe bei Schallwandler und Prozessanschluss lassen je
nach Ausführung auch Anwendungen in aggressiven Medien zu. Beim OPTISOUND
3030 C ermöglicht ein praktischer Montagebügel (Option) die einfache Ausrichtung
des Sensors.
Unabhängig von den Produkteigenschaften
Schwankungen in der Produktzusammensetzung oder komplette Füllgutwechsel haben keinen Einfluss auf das Messergebnis. Ein erneuter Abgleich ist nicht notwendig.
30600-DE-050816
Service- und wartungsfreundlich
Durch das berührungslose Messverfahren sind die OPTISOUND-Sensoren besonders service- und wartungsfreundlich.
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
3
Beschreibung des Messprinzips
1.1
Anwendungsbeispiele
Offene Becken
Abb. 1: Füllstandmessung in einem offenen Becken mit OPTISOUND
3010 C
Eine typische Anwendung für den OPTISOUND 3010 C ist die Füllstandmessung an
offenen Becken. Medien sind Regenwasser oder Abwasser, also mit Schmutzfrachten belastet. Hier kommen die Vorteile der berührungslosen Messung mit OPTISOUND klar zur Geltung: einfach und wartungsfrei. Der Verschmutzungsgrad des
Wassers oder eine Verschlammung des Beckens hat keine Bedeutung, da der OPTISOUND auf die Oberfläche misst.
Schlammcontainer
Abb. 2: Füllstandmessung in einem Container mit OPTISOUND 3030 C
4
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
30600-DE-050816
Im Abwasserbereich wird anfallender Klärschlamm entwässert und über Förderbänder in Container transportiert. Der OPTISOUND 3030 C misst die Befüllung des
Containers. Rechtzeitig vor der maximal möglichen Befüllung kann so ein leerer
Container bereitgestellt werden. Die Funktion der Messung ist dank der metallenen
Schallwandlermembran auch bei schwankenden Temperaturen und Dampfbildung
sichergestellt.
Typenübersicht
2
Typenübersicht
OPTISOUND 3010 C
OPTISOUND 3020 C
Anwendungen:
Flüssigkeiten und Schüttgüter in nahezu wie OPTISOUND 3010 C
allen Industriebereichen, besonders in
der Wasser- und Abwasserwirtschaft
Messbereich:
Flüssigkeiten: 0,25 ... 5 m (0,8 ... 16.4 ft) Flüssigkeiten: 0,4 ... 8 m (1.3 ... 26.2 ft)
Schüttgüter: 0,25 ... 2 m (0,8 ... 6.6 ft)
Schüttgüter: 0,4 ... 3,5 m (1.3 ... 11.5 ft)
Prozessanschluss:
G1½A aus PVDF
G2A aus PVDF
Prozesstemperatur:
-40 ... 80°C (-40 … +176°F)
-40 ... 80°C (-40 … +176°F)
Prozessdruck:
-0,2 ... 2 bar (-20 ... 200 kPa)
-0,2 ... 2 bar (-20 ... 200 kPa)
(-2.9 ... 29 psi)
(-2.9 ... 29 psi)
Zweileiter/Vierleiter 4 … 20 mA/HART
Zweileiter/Vierleiter 4 … 20 mA/HART
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Signalausgang
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
5
Typenübersicht
OPTISOUND 3030 C
Anwendungen:
Flüssigkeiten und Schüttgüter in nahezu
allen Industriebereichen
Messbereich:
Flüssigkeiten: 0,6 ... 15 m (2 ... 49.2 ft)
Schüttgüter: 0,6 ... 7 m (2 ... 23 ft)
Prozessanschluss:
Überwurfflansch DN 100 oder
Montagebügel
Prozesstemperatur:
-40 ... 80°C (-40 … +176°F)
Prozessdruck:
-0,2 ... 1,0 bar (-20 ... 100 kPa)
(-2.9 ... 14.5 psi)
Signalausgang
Zweileiter/Vierleiter 4 … 20 mA/HART
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6
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
Typenübersicht
Anzeige- und
Bedienmodul
Gehäuse
Kunststoff
Edelstahl
4 … 20 mA/
HART
4 … 20 mA/
HART - Vierleiter
Schallwandler
1½"
Schallwandler
2"
Aluminium
Aluminium
(Zweikammer)
Elektronik
Sensorik
Schallwandler
4"
Zulassungen
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Gas-Explosionsschutz
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
7
Montagehinweise
3
Messbereich
Montagehinweise
Die Bezugsebene für die Messung ist die Unterseite des Schallwandlers. Alle Angaben zum Messbereich sowie die interne Signalauswertung beziehen sich darauf.
Bei allen Geräten muss ein Mindestabstand von der Unterseite des Schallwandlers der so genannte Totbereich - eingehalten werden, in dem keine Messung möglich ist.
Der genaue Wert des Totbereichs ist je nach Gerät in den Technischen Daten aufgeführt.
2
1
Abb. 3: Mindestabstand zur maximalen Füllhöhe
1
2
Totbereich
Bezugsebene für die Messung
Hinweis:
Wenn das Füllgut bis an den Schallwandler gelangt, können sich langfristig Anhaftungen am Schallwandler bilden, die später zu Fehlmessungen führen können.
1
2
3
100%
0%
Abb. 4: Messbereich und maximale Messdistanz
1
2
3
voll
leer (maximale Messdistanz)
max. Messbereich
Überdruck im Behälter beeinflusst den OPTISOUND nicht. Unterdruck oder Vakuum
bedämpfen Ultraschallimpulse. Dies beeinflusst das Messergebnis, vor allem, wenn
der Füllstand sehr niedrig ist. Ab -0,2 bar (-20 kPa) ist ein anderes Messprinzip zu
verwenden, z.B. Radar oder geführtes Radar (TDR).
Montageposition
Die Montageposition des OPTISOUND muss mindestens 200 mm von der Behälterwand entfernt sein. Wenn der Sensor in Behältern mit Klöpper- oder Runddecken
mittig montiert wird, können Vielfachechos entstehen, die durch einen entsprechenden Abgleich ausgeblendet werden sollten.
8
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
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Druck/Vakuum
Montagehinweise
Wenn dieser Abstand nicht eingehalten werden kann, sollte bei der Inbetriebnahme
eine Störechospeicherung durchgeführt werden. Dies gilt vor allem, wenn Anhaftungen an der Behälterwand zu erwarten sind. In diesem Fall empfiehlt es sich, die
Störechospeicherung zu einem späteren Zeitpunkt mit vorhandenen Anhaftungen
zu wiederholen.
2
1
> 200 mm
Abb. 5: Montage an runden Behälterdecken
1
2
Bezugsebene
Behältermitte bzw. Symmetrieachse
Bei Behältern mit konischem Behälterboden kann es vorteilhaft sein, den Sensor in
Behältermitte zu montieren, da die Messung dann bis zum Behälterboden möglich ist.
Abb. 6: Behälter mit konischem Behälterboden
Bevorzugt sollte der Rohrstutzen so dimensioniert werden, dass die Unterseite des
Schallwandlers min. 10 mm aus dem Stutzen herausragt.
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Stutzen
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
9
ca. 10 mm
Montagehinweise
Abb. 7: Empfehlenswerte Rohrstutzenmontage
h
> 10 mm
Bei guten Reflexionseigenschaften des Füllguts kann der OPTISOUND auch auf
Rohrstutzen montiert werden, die länger als die Schallwandler sind. Richtwerte der
Stutzenhöhen finden sich in den nachfolgenden Abbildungen. Das Stutzenende sollte in diesem Fall glatt und gratfrei, wenn möglich sogar abgerundet sein. Eine Störechospeicherung ist empfehlenswert.
d
100 mm/4"
150 mm/6"
h
300 mm/12"
400 mm/16"
d
h
> 10 mm
Abb. 8: Abweichende Rohrstutzenmaße bei OPTISOUND 3010 C
d
100 mm/4"
150 mm/6"
200 mm/8"
h
300 mm/12"
400 mm/16"
500 mm/20"
d
Abb. 9: Abweichende Rohrstutzenmaße bei OPTISOUND 3020 C
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10
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
Montagehinweise
h max.
d
100 mm/4"
150 mm/6"
200 mm/8"
250 mm/10"
45°
h max.
300 mm
400 mm
500 mm
600 mm
d
Abb. 10: Abweichende Rohrstutzenmaße bei OPTISOUND 3030 C
Sensorausrichtung
Der Sensor muss in Flüssigkeiten möglichst senkrecht auf die Füllgutoberfläche gerichtet sein, um optimale Messergebnisse zu erzielen.
Abb. 11: Ausrichtung in Flüssigkeiten
00
x4
00
~4
45°
Um den Mindestabstand zum Füllgut zu verringern, kann der OPTISOUND auch mit
einem Umlenkspiegel aus korrosionsfestem Material montiert werden. Dadurch kann
der Behälter fast vollständig befüllt werden. Diese Anordnung eignet sich in erster
Linie für offene Behälter wie z.B. Regenüberlaufbecken.
~200
Abb. 12: Umlenkspiegel
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Behältereinbauten
Der Einbauort des Ultraschall-Sensors sollte so gewählt werden, dass keine Einbauten die Ultraschallsignale kreuzen.
Behältereinbauten, wie z.B. Leitern, Grenzschalter, Heizschlangen, Behälterverstrebungen etc. können Störechos verursachen und das Nutzecho überlagern. Bei der
Projektierung der Messstelle ist auf eine möglichst "freie Sicht" der Ultraschallsignale
zum Füllgut zu achten.
Bei vorhandenen Behältereinbauten sollten Sie bei der Inbetriebnahme eine Störechospeicherung durchführen.
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
11
Montagehinweise
Wenn große Behältereinbauten wie Streben und Träger zu Störechos führen, können
diese durch zusätzliche Maßnahmen abgeschwächt werden. Kleine, schräg angebaute Blenden aus Blech oder Kunststoff über den Einbauten "streuen" die Ultraschallsignale und verhindern so wirkungsvoll eine direkte Störechoreflexion.
Abb. 13: Glatte Profile mit Streublenden abdecken
Einströmendes Füllgut
Die Geräte dürfen nicht über oder in den Befüllstrom montiert werden. Es ist sicherzustellen, dass die Füllgutoberfläche und nicht das einströmende Füllgut erfasst wird.
Abb. 14: Einströmende Flüssigkeit
Schaum
Durch Befüllung, Rührwerke oder andere Prozesse im Behälter, können sich zum Teil
sehr konsistente Schäume auf der Füllgutoberfläche bilden, die das Sendesignal
sehr stark dämpfen.
Wenn Schäume zu Messfehlern führen, sollte der Sensor in einem Standrohr eingesetzt werden oder die dafür besser geeigneten Sensoren mit geführtem Radar (TDR)
verwenden werden.
Geführtes Radar ist unbeeinflusst von Schaumbildung und eignet sich für diese Anwendungen besonders gut.
Luftbewegungen
Wenn starke Luftströmungen im Behälter auftreten, z.B. bei Montage im Freien und
starkem Wind oder durch Luftturbulenzen im Behälter, sollte der OPTISOUND in
einem Standrohr montiert oder ein anderes Messprinzip verwendet werden, z.B.
Radar oder geführtes Radar (TDR).
Standrohrmessung
Durch den Einsatz in einem Standrohr (Schwall- oder Bypassrohr) sind Einflüsse von
Behältereinbauten, Schaumbildung und Turbulenzen ausgeschlossen.
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Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
Montagehinweise
max.
1
min.
Abb. 15: Standrohr im Tank
1
Entlüftungsbohrung ø 5 … 10 mm
Eine Standrohrmessung mit OPTISOUND ist ab folgenden Rohrdurchmessern möglich:
l OPTISOUND 3010 C ab 40 mm
l OPTISOUND 3020 C ab 50 mm
l OPTISOUND 3030 C ab 100 mm.
Große Spalte und starke Schweißnähte beim Verbinden der Rohre sind zu vermeiden, eine Störechospeicherung ist generell durchzuführen.
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In Füllgütern, die zu starken Anhaftungen neigen, ist die Messung im Standrohr nicht
sinnvoll.
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
13
Elektrischer Anschluss
4
Elektrischer Anschluss
4.1
Voraussetzungen allgemein
Der Spannungsversorgungsbereich kann sich je nach Geräteausführung unterscheiden. Die genauen Angaben sind in den technischen Daten aufgeführt.
Es sind die landesspezifischen Installationsstandards (z.B. in Deutschland die VDEBestimmungen), sowie die geltenden Sicherheitsbestimmungen und Unfallverhütungsvorschriften zu beachten.
In explosionsgefährdeten Bereichen müssen die entsprechenden Vorschriften, Konformitäts- und Baumusterprüfbescheinigungen der Sensoren und der Versorgungsgeräte beachtet werden.
4.2
Spannungsversorgung
4 … 20 mA/HART-Zweileiter
Die Spannungsversorgung und das Stromsignal erfolgen über dasselbe zweiadrige
Anschlusskabel. Die Anforderungen an die Spannungsversorgung sind in den technischen Daten in dieser Produktinformation aufgeführt.
4 … 20 mA/HART-Vierleiter
Die Spannungsversorgung und der Stromausgang erfolgen über zwei getrennte Anschlusskabel.
Bei der Standardausführung kann der Stromausgang erdgebunden betrieben werden, bei der Exd-Ausführung muss er potenzialgetrennt betrieben werden.
Dieses Gerät ist in Schutzklasse I ausgeführt. Zur Einhaltung dieser Schutzklasse ist
es zwingend notwendig, dass der Schutzleiter an der inneren Schutzleiteranschlussklemme angeschlossen wird.
4.3
Anschlusskabel und Installation
Die Sensoren werden mit handelsüblichem Kabel ohne Schirm angeschlossen. Ein
Kabelaußendurchmesser von 5 … 9 mm gewährleistet die Dichtwirkung der Kabelverschraubung.
Die OPTISOUND stehen optional auch mit industrieüblichen Steckverbindern zur
Verfügung (siehe Technische Daten).
Falls starke elektromagnetische Einstreuungen zu erwarten sind, sollte für die Signalleitungen abgeschirmtes Kabel verwendet werden.
Bei Ex-Anwendungen sind für das Anschlusskabel die entsprechenden Errichtungsvorschriften zu beachten.
4.4
Kabelschirmung und Erdung
Wenn geschirmtes Kabel erforderlich ist, ist der Kabelschirm beidseitig auf Erdpotenzial zu legen. Falls Potenzialausgleichströme zu erwarten sind, muss die Verbindung
auf der Auswerteseite über einen Keramikkondensator (z.B. 1 nF, 1500 V) hergestellt
werden.
30600-DE-050816
14
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
Elektrischer Anschluss
4.5
Anschlusspläne
Einkammergehäuse
Display
I2C
1
2
5
6
7
8
1
Abb. 16: Anschluss HART-Zweileiter
1
Spannungsversorgung und Signalausgang
Zweikammergehäuse –
Zweileiter
I2C
1
2
1
Abb. 17: Anschluss HART-Zweileiter
1
Spannungsversorgung und Signalausgang
Zweikammergehäuse –
4 … 20 mA/HART-Vierleiter
L1 N
1
1
2
4...20mA
3
IS
GND
4
/L
/N
PE
4 ... 20 mA
2
Abb. 18: Anschluss 4 … 20 mA/HART-Vierleiter
Spannungsversorgung
Signalausgang
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1
2
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
15
Bedienung
5
Bedienung
5.1
Bedienung allgemein
Der OPTISOUND bietet folgende Bedienmöglichkeiten:
l mit dem Anzeige- und Bedienmodul
l mit einem HART-Handbediengerät (4 … 20 mA/HART).
Die eingegebenen Parameter werden generell im OPTISOUND gespeichert, optional
auch im Anzeige-/Bedienmodul.
5.2
Kompatibilität nach NAMUR NE 53
Die OPTISOUND erfüllen die NAMUR-Empfehlung NE 53.
Die Parametrierung der Grundfunktionen des Sensors ist unabhängig von der Software-Version möglich. Der Funktionsumfang richtet sich nach der jeweiligen Software-Version der Einzelkomponenten.
5.3
Inbetriebnahme und Anzeige
Bedienung mit dem Anzeige-/Bedienmodul
Das Anzeige- und Bedienmodul ist steckbar auf OPTISOUND-Sensoren. Es kann in
90°-Schritten in vier Positionen auf das Gerät gesteckt werden. Anzeige und Bedienung erfolgen über vier Tasten und eine übersichtliche, grafikfähige Dotmatrix-Anzeige. Das Bedienmenü mit Sprachumschaltung ist klar gegliedert und ermöglicht
eine leichte Inbetriebnahme. Danach dient das Anzeige-/Bedienmodul als Anzeige,
durch den Schraubdeckel mit Glaseinsatz können Messwerte in der gewünschten
Einheit und Darstellung direkt abgelesen werden.
Bedienung
2
1
1.1
3
Abb. 19: Anzeige- und Bedienelemente
Tastenfunktionen
LC-Display
Anzeige der Menüpunktnummer
Bedientasten
l
[OK]-Taste:
- in die Menüübersicht wechseln
- ausgewähltes Menü bestätigen
- Parameter editieren
- Wert speichern
l
[–>]-Taste zur Auswahl von:
- Menüwechsel
- Listeneintrag auswählen
- Editierposition wählen
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
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16
1
2
3
Bedienung
[+]-Taste:
- Wert eines Parameters verändern
l
[ESC]-Taste:
- Eingabe abbrechen
- Rücksprung in übergeordnetes Menü
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l
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
17
Technische Daten
6
Technische Daten
Allgemeine Daten
OPTISOUND 3010 C und 3020 C
Werkstoffe, medienberührt
- Prozessanschluss
- Schallwandler
- Dichtung Schallwandler/Prozessanschluss
PVDF
PVDF
EPDM
OPTISOUND 3030 C
Werkstoffe, medienberührt
- Montagebügel
- Prozessanschluss
- Schallwandlermembran
- Dichtung Schallwandler/Prozessanschluss
1.4301
UP
1.4571
EPDM
Werkstoffe, nicht medienberührt
- Überwurfflansch (OPTISOUND 3010
C)
- Gehäuse
- Dichtring zwischen Gehäuse und
Gehäusedeckel
- Sichtfenster im Gehäusedeckel für
Anzeige-/Bedienmodul
- Erdungsklemme
Gewicht
- OPTISOUND 3010 C und 3020 C
- OPTISOUND 3030 C
PPH, 1.4435
Kunststoff PBT (Polyester), Alu-Druckguss pulverbeschichtet, 316 L (Edelstahl 1.4435)
NBR (Edelstahlgehäuse), Silikon (Alu-/
Kunststoffgehäuse)
Polycarbonat
Edelstahl 1.4571/1.4435
1,8 … 4,0 kg (4. … 8.8 lbs), je nach
Prozessanschluss und Gehäuse
2,7 … 5,7 kg (6 … 12.6 lbs), je nach
Prozessanschluss und Gehäuse
Ausgangsgröße
4 … 20 mA/HART
Auflösung
1,6 µA
Störmeldung
Stromausgang unverändert; 20,5 mA;
22 mA; <3,6 mA (einstellbar)
Strombegrenzung
22 mA
Bürde
siehe Bürdendiagramm in Spannungsversorgung
Integrationszeit (63 % der Eingangsgröße)
0 … 999 s, einstellbar
Anstiegszeit
500 ms (ti: 0 s, 0 … 100 %)
Erfüllte Namur-Empfehlung
NE 43
Integrationszeit (63 % der Eingangsgröße)
0 … 999 s, einstellbar
Anstiegszeit
500 ms (ti: 0 s, 0 … 100 %)
Eingangsgröße
Messgröße
18
Abstand zwischen Schallwandlerunterkante und Füllgutoberfläche
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
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Ausgangssignal
Technische Daten
Totbereich
- OPTISOUND 3010 C
- OPTISOUND 3020 C
- OPTISOUND 3030 C
Messbereich
- OPTISOUND 3010 C
- OPTISOUND 3020 C
- OPTISOUND 3030 C
0,25 m (0.8 ft)
0,4 m (1.3 ft)
0,6 m (2 ft)
bis 5 m (16.4 ft) flüssig/bis 2 m (6.6 ft)
fest
bis 8 m (26.2 ft) flüssig/bis 3,5 m (11.5 ft)
fest
bis 15 m (49.2 ft) flüssig/bis 7 m (23 ft)
fest
Messgenauigkeit (in Anlehnung an DIN EN 60770-1)
Referenzbedingungen nach DIN
EN 61298-1
- Temperatur
- relative Luftfeuchte
- Luftdruck
18 … 30°C (64 … 86°F)
45 … 75 %
860 … 1060 mbar (86 … 106 kPa;
12.5 … 15 psi)
Kennlinienabweichung und Messcharakteristiken1)
30600-DE-050816
OPTISOUND 3010 C
Mittlerer Temperaturkoeffizient des Nullsignals (Temperaturfehler)
0,06 %/10 K
Messauflösung allgemein
max. 1 mm
Ultraschallfrequenz
- OPTISOUND 3010 C
- OPTISOUND 3020 C
- OPTISOUND 3030 C
70 kHz
54 kHz
35 kHz
Messintervall
>2 s (abhängig von der Parametrierung)
Abstrahlwinkel
- OPTISOUND 3010 C und 3020 C
- OPTISOUND 3030 C
5,5°
3°
Einstellzeit2)
>3 s (abhängig von der Parametrierung)
Genauigkeit
besser 0,2 % oder +/- 4 mm (siehe Diagramm)
1)
2)
Bezogen auf den Nennmessbereich, incl. Hysterese und Wiederholbarkeit, ermittelt nach der
Grenzpunktmethode.
Zeit bis zur richtigen Ausgabe (max. 10 % Abweichung) des Füllstandes bei einer sprunghaften
Füllstandänderung.
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
19
Technische Daten
10 mm
4 mm
1m
2m
3m
4m
5m
-4 mm
-10 mm
Abb. 20: Genauigkeitsdiagramm OPTISOUND 3010 C
OPTISOUND 3020 C
Genauigkeit
besser 0,2 % oder +/- 4 mm (siehe Diagramm)
16 mm
10 mm
4 mm
1m
2m
3m
4m
5m
6m
7m
8m
-4 mm
-10 mm
-16 mm
Abb. 21: Genauigkeitsdiagramm OPTISOUND 3020 C
OPTISOUND 3030 C
Genauigkeit
besser 0,2 % oder +/- 6 mm (siehe Diagramm)
30 mm
20 mm
10 mm
6 mm
3m 4m
6m
8m
10 m
12 m
15 m
-6 mm
-10 mm
-20 mm
-30 mm
20
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
30600-DE-050816
Abb. 22: Genauigkeitsdiagramm OPTISOUND 3030 C
Technische Daten
Umgebungsbedingungen
Umgebungs-, Lager- und Transporttemperatur
- ohne Anzeige- und Bedienmodul
- mit Anzeige- und Bedienmodul
- Ausführung IP 66/IP 68 1 bar mit Anschlusskabel PE
-40 … +80°C (-40 … +176°F)
-20 … +70°C (-4 … +158°F)
-20 … +60°C (-4 … +140°F)
Prozessbedingungen
Behälterdruck
- OPTISOUND 3010 C und 3020 C
- OPTISOUND 3030 C mit Überwurfflansch
- OPTISOUND 3030 C mit Montagebügel
-20 ... 200 kPa (-0,2 ... 2 bar)
-20 ... 100 kPa (-0,2 ... 1 bar)
0 kPa (0 bar), da keine Dichtmöglichkeit
Prozesstemperatur (Schallwandlertemperatur)
-40 ... +80°C (-40 … +176°F)
Vibrationsfestigkeit
mechanische Schwingungen mit 4 g
und 5 ... 100 Hz3)
Elektro-Mechanische Daten
Kabeleinführung/
- Einkammergehäuse
l
- Zweikammergehäuse
l
Federkraftklemmen
für Leitungsquerschnitt bis 2,5 mm²
1x Kabelverschraubung M20x1,5
(Kabel-ø 5 … 9 mm), 1x Blindstopfen
M20x1,5
oder:
l 1x Verschlusskappe ½ NPT, 1x
Blindstopfen ½ NPT
1x Kabelverschraubung M20x1,5
(Kabel-ø 5 … 9 mm), 1x Blindstopfen
M20x1,5
oder:
l 1x Verschlusskappe ½ NPT, 1x
Blindstopfen ½ NPT
oder:
30600-DE-050816
Anzeige- und Bedienmodul
Versorgung und Datenübertragung
durch den Sensor über vergoldete
Schleifkontakte (I²C-Bus)
Anzeige
LC-Display in Voll-Dot-Matrix
Bedienelemente
4 Tasten
Schutzart
- lose
- eingebaut im Sensor ohne Deckel
IP 20
IP 40
3)
Geprüft nach den Richtl. des Germanischen Lloyd, GL-Kennlinie 2
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
21
Technische Daten
Werkstoffe
- Gehäuse
- Sichtfenster
ABS
Polyesterfolie
Spannungsversorgung
Versorgungsspannung – Zweileitergerät
- Nicht-Ex-Gerät
- EEx ia-Gerät
14 ... 36 V DC
14 ... 30 V DC
Zulässige Restwelligkeit
- < 100 Hz
- 100 Hz ... 10 kHz
Uss < 1 V
Uss < 10 mV
Bürde
siehe Diagramm
Ω
1000
750
3
500
2
1
250
4
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
V
Abb. 23: Spannungsdiagramm
1
2
3
4
HART-Bürde
Spannungsgrenze EExia-Gerät
Spannungsgrenze Nicht-Ex-Gerät
Versorgungsspannung
Versorgungsspannung – Vierleitergerät
20 ... 72 V DC, 20 ... 253 V AC, 50/60 Hz
Leistungsaufnahme – Vierleitergerät
max. 4 VA; max. 2,1 W
Elektrische Schutzmaßnahmen
Schutzart
IP 66/IP 68 (0,2 bar)
Überspannungskategorie
III
Schutzklasse
- Zweileiter
- Vierleiter
II
I
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22
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
Technische Daten
Zulassungen OPTISOUND 3010 C und 3020 C4)5)
ATEX
ATEX II 1G, 1/2G, 2G EEx ia IIC T6
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CE-Konformität
EMVG (89/336/EWG)
Emission EN 61326: 1997 (Klasse A),
Immission EN 61326: 1997/A1: 1998
NSR (73/23/EWG)
EN 61010-1: 2001
4)
5)
Abweichende Daten bei Ex-Anwendungen: siehe separate Sicherheitshinweise
je nach Bestellspezifikation
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
23
Maße
7
Maße
Gehäuse
M20x1,5/
½ NPT
117mm
(4 39/64")
M20x1,5/
½ NPT
2
3
114mm
(4 31/64")
ø 84mm
(3 5/16")
M20x1,5/
½ NPT
1
~ 116mm
(4 9/16")
ø 84mm
(3 5/16")
~ 87mm (3 27/64")
ø 77mm
(3 1/32")
120mm (4 23/32")
~ 69mm
(2 23/32")
ø 77mm
(3 1/32")
112mm
(4 13/32")
~ 69mm
(2 23/32")
M20x1,5/
½ NPT
M20x1,5
4
Abb. 24: Gehäusevarianten (mit eingebautem Anzeige-/Bedienmodul vergrößert sich die Gehäusehöhe
bzw. -breite um 9 mm/0.35 in)
1
2
3
4
Kunststoffgehäuse
Edelstahlgehäuse
Aluminium-Zweikammergehäuse
Aluminiumgehäuse
22mm (55/64")
60mm
(2 23/64")
G1½A /
1½"NPT
66mm
(2 19/32")
155mm (6 7/64")
OPTISOUND 3010 C
1
2
ø 39mm
(1 17/32")
ø 74mm
(2 58/64")
Abb. 25: OPTISOUND 3010 C
1
2
Totbereich: 0,25 m (0.8 ft)
Messbereich: bei Flüssigkeiten bis 5 m (16.4 ft), bei Schüttgütern bis 2 m (6.6 ft)
30600-DE-050816
24
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
20mm (25/32")
60mm
(2 23/64")
G2A /
2"NPT
63mm
(2 31/64")
153mm (6 1/32")
OPTISOUND 3020 C
1
2
ø 50mm
(1 31/32")
ø 74mm
(2 58/64")
Abb. 26: OPTISOUND 3020 C
1
2
Totbereich: 0,4 m (1.3 ft)
Messbereich: bei Flüssigkeiten bis 8 m (26.2 ft), bei Schüttgütern bis 3,5 m (11.5 ft)
OPTISOUND 3030 C
118mm (4 41/64")
1
195mm (7 43/64")
130mm (5 1/8")
M8x12
2
DN100/ANSI4"
3
4
118mm (4 41/64")
ø 148mm (5 53/64")
ø 158mm (6 7/32")
Abb. 27: OPTISOUND 3030 C
Montagebügel
Überwurfflansch
Totbereich: 0,6 m (2 ft)
Messbereich: bei Flüssigkeiten bis 15 m (49.2 ft), bei Schüttgütern bis 7 m (23 ft)
30600-DE-050816
1
2
3
4
Ultraschall – Füllstandmessung in Flüssigkeiten
25
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