Kapacitní hladinové snímače DLS-27

Transkript

1 Kapacitní hladinové snímače DLS-27 Popis Kapacitní hladinové snímače DLS-27 jsou určeny k limitnímu snímání hladiny kapalných a sypkých látek v nádržích, trubkách, zásobnících, silech, jímkách, apod. Snímače jsou vyráběny v několika modifi kacích snímacích elektrod - tyčové, prutové a lanové. Elektrody mohou být potaženy izolací, což má význam pro zabezpečení funkčnosti v případě ulpívajících, elektricky vodivých a agresivních médií. K dispozici jsou mechanické připojení se závitem M27x2 resp. G3/4" nebo bezzávitové Triclamp. Elektrické připojení je ve variantě s pevně připojeným kabelem nebo s konektorem. Provedení výstupů může být NPN, PNP nebo NAMUR. Dle pracovních prostorů lze rozlišit variantu N do prostorů bez nebezpečí výbuchu, variantu Xc do prostorů s hořlavým prachem, variantu Xi do výbušných prostorů a variantu XiM, která je určena pro použití v podzemních částech dolů a povrchových instalací těchto dolů, kde je pravděpodobnost vzniku ohrožení metanem nebo hořlavým prachem - viz technická data. Na zadní straně snímače jsou pod krycími šroubky nastavovací trimry k nastavení citlivosti a hystereze snímače. Nastavení hystereze, tedy pásma neurčitého stavu mezi sepnutím a rozepnutím snímače, lze využít ke zvýšení odolnosti proti rušení, proti vlivu zvlnění hladiny, nebo pro jednoduchou regulaci hladiny pomocí jediného svisle umístěného snímače. Vedle nastavovacích prvků je rovněž umístěna signalizační LED červené barvy. Princip funkce Hladinový snímač DLS-27 pracuje na kapacitním principu. To znamená, že elektroda snímače tvoří vzhledem k pouzdru (a následně vzhledem ke stěnám nádoby, trubky, vzhledem k podlaze nebo okolnímu terénu) kapacitor neboli kondenzátor. Velikost kondenzátoru je dána rozměry elektrody a dielektrickými vlastnostmi okolního média (permitivitou). Dojde-li ke změně hladiny média - úplnému nebo částečnému zaplavení nebo zasypání elektrody, popř. změně typu média, dojde ke změně velikosti kapacity. Tato změna je vyhodnocena elektronikou ve snímači a projeví se změnou stavu na výstupu. Základní technická data Provedení a pracovní prostředí (ČSN EN , ČSN EN , ČSN EN 50014) DLS-27N(T) bez nebezpečí výbuchu DLS-27Xc II1/2D T77 C elektrodová část zóna 20 hlavice zóna 21 DLS-27Xi II1GDT76 CEEXiaIIBT6 s JB nap. jednotkou (NSSU, NDSU, NLCU) celý snímač zóna 0, zóna 20 DLS-27XiT II1/2GDT76 CEEXiaIIBT6 s JB nap. jednotkou (NSSU, NDSU, NLCU) elektrodová část zóna 0, zóna 20 hlavice zóna 1, zóna 21 DLS-27XiM I M2 EEx ia I s JB nap. jednotkou s galvanickým oddělením (NSSU, NDSU, NLCU) Napájecí napětí DLS-27N / Xc 7 36 V DC DLS-27Xi / XiM 8 9Vss (max. 12V) Proudový odběr LED nesvítí / svítí DLS-27N / Xc 3/7 ma DLS-27Xi / XiM 1mA / 2,2 ma Výstupní spínací proud (výstup NPN, PNP) max. 200 ma Mezní provozní parametry - var. Xi, XiM Ui=12VDC, Ii=15mA, Pi=30mW, Ci=15nF, Li=10uH Zpoždění výstupního signálu vzhledem k aktivaci elektrody 0,2 s Vstupní odpor / elektrická pevnost (elektroda - pouzdro) 1 MΩ / 1 kv AC Oddělovací kapacita / elektrická pevnost (pouzdro - napájecí přívody) DLS-27N / Xc 47 nf / 200 V AC DLS-27Xi / XiM 2,7 nf / 500 V AC Rozsah pracovních teplot okolí / měřené látky DLS-27N -20 až +80 C / -20 až +85 C DLS-27Xi / XiM / Xc -20 až +75 C / -20 až +85 C DLS-27 T-10, 11, 20, až +75 C /-30 až +200 C DLS-27 T-21, 31, až +75 C /-30 až +120 C Max. rozsah teplot okolí v prostoru zóna 0-20 až +60 C Krytí IP 67 Tlaková odolnost DLS-27N / Xi / XiM / Xc 3 MPa DLS-27 T při +100 C 0,6 MPa při +180 C 0,1 MPa Kabel DLS-27N / Xc PVC 3 x 0,5 mm 2 DLS-27Xi PVC 2 x 0,75 mm 2 Délka kabelu var. B standard 2 m (na přání do 30 m) Hmotnost snímače bez elektrody (vč. 2 m kabelu) DLS-27N / Xi / XiM / Xc cca 0,4 kg DLS-27 T cca 0,7 kg Použité materiály: pouzdro nerez W.Nr (AISI 304) na přání izolační průchodky, izolace tyčových a prutových elektrod PTFE izolace lanové elektrody polyolefi n kabelová vývodka - var. B plast HDPE DLS-dat-1.9

2 Parametry citlivosti typ snímače prahová citlivost hystereze rozsah regulace citlivosti teplotní stabilita min. rel. permitivita DLS ,1 pf 0,1-2 pf min 8 pf (1 ot = 1pF) ± 0,004 pf.k-1 1,4-1,5 DLS ,2 pf 0,2-4 pf min 20 pf (1 ot = 2 pf) ± 0,007 pf.k-1 5 DLS ,1 pf 0,2-3 pf min 15 pf (1 ot = 1,5 pf) ± 0,006 pf.k-1 1,3 DLS ,3 pf 0,3-6 pf min 30 pf (1 ot = 3 pf) ± 0,01 pf.k-1 4 DLS ,2 pf 0,2-4 pf min 20 pf (1 ot = 2 pf) ± 0,01 pf.k-1 1,6 DLS ,3 pf 0,2-5 pf min 25 pf (1 ot = 2,5 pf) ± 0,01 pf.k-1 5 DLS ,3 pf 0,2-6 pf min 20 pf (1 ot = 2 pf) ± 0,01 pf.k-1 2 Připojení snímačů DLS-27N - DLS-27Xc- - -N - -B-N - DLS-27N - - -P - DLS-27Xc- -B-P - DLS-27Xi - - -R - hnědý - (1) černý - (4) modrý - (3) hnědý - (1) černý - (4) modrý - (3) hnědý - (1) modrý - (3) V DC 0 V V DC 0 V + 8-9V DC (Namur) 0 V Poznámky k připojení : 1) Snímač s výstupem NPN, PNP lze zatěžovat pouze odporovou nebo induktivní zátěží. Výstup snímače je opatřen impulsní ochranou proti zkratu a kapacitní zátěž (> cca 100nF) a zátěže s malým klidovým odporem (žárovky) vyhodnocuje jako zkrat. 2) Připojovací kabel doporučujeme vést odděleně od silových rozvodů a silných zdrojů elektromagnetického rušení (imulsní měniče, motory). Pohled zevnitř na svorky zásuvky ELWIKA 4012 K PG7 Nastavení Základní citlivost a hystereze je z výroby nastavena a vyhovuje pro většinu aplikací. Citlivost se nastavuje trimrem umístěným na zadní straně pouzdra pod levým šroubovým uzávěrem. Otáčením doprava (ve smyslu pohybu hodinových ručiček) se citlivost snímače snižuje, opačným směrem se citlivost zvyšuje. Je-li snímané médium k dispozici před uvedním do provozu, je vhodné provést individuální nastavení: 1, snímač aktivujeme zasypáním (zaplavením) celé elektrody nebo její části. 2, snižujeme citlivost (otáčením trimru doprava) 3, nastavíme 0,5-1 otáčku trimru doleva od bodu, kdy snímač přestane reagovat na zaplavení. 4, provedeme ověření funkce. Takto lze docílit nejvyšší odolnosti vůči usazeninám. Není-li médium předem k dispozici, ponechá se základní nastavení od výrobce a po určité době provozu (po usazení ne čistot), se provede případná korekce. Hystereze se nastavuje trimrem umístěným pod pravým šroubovým uzávěrem. Otáčením doprava (ve smyslu pohybu hodinových ručiček) se hystereze snímače zvyšuje, opačným směrem se hystereze snižuje. Čím menší je hystereze, tím větší citlivost snímače lze nastavit, ovšem za cenu snížení odolnosti proti rušivým vlivům. Pro běžné aplikace je optimální hystereze 1/4 až 3/4 otáčky trimru pro nastavení citlivosti. Zadní strana snímače citlivost kabelová vývodka nebo konektor LED hystereze DLS-dat-2.9

3 Správná funkce snímačů funkce stav hladiny stav výstupu LED snímání minimální hladiny snímání maximální hladiny DLS-27N O- DLS-27Xc- -B- O- sepnut - -RO- DLS-27Xi - větší proud DLS-27N O- DLS-27Xc- -B- O- vypnut DLS-27Xi - - -ROmenší proud DLS-27N C- DLS-27Xc- -B- C- sepnut - -RC- DLS-27Xi - větší proud DLS-27N C- DLS-27Xc- -B- C- vypnut DLS-27Xi - - -RCmenší proud Poznámka k obrázku: pro snímání min. hladiny doporučujeme použít snímač s výstupem v klidu rozepnutým - NO, PO, RO. Je to z bezpečnostních důvodů - event. porucha snímače nebo kabeláže se projeví shodně jako havarijní stav hladiny. Analogicky pak pro max. hladinu doporučujeme výstupy v klidu sepnuté - NC, PC, RC. Příslušenství standardní - v ceně snímače ke každému snímači - 1 ks těsnění (bezazbestové), jiná těsnění jsou možná na přání (PTFE, Al, apod.) ke každé dodávce lib. varianty (na každých 5 ks) - 1 ks nastavovací šroubovák volitelné - příplatek (viz katal. list příslušenství) - kabel (nad standardní délku 2 m) - připojovací konektor - ELWIKA - ocelový návarek ON-27x2 - nerezový návarek NN-27x2 - upevňovací matice UM-27x2 (nerez) Ochrana, bezpečnost, kompatibilita a nevýbušnost Hladinový snímač je vybaven ochranou proti poruchovému napětí na elektrodě, přepólování a krátkodobému přepětí napájecího napětí, proti proudovému přetížení a zkratu na výstupu. Ochrana před nebezpečným dotykem je zajištěna bezpečným napětím dle ČSN Elektromagnetická kompatibilita je zajištěna souladem s normami ČSN EN 55022/B, ČSN EN , ČSN EN , ČSN EN , ČSN EN , ČSN EN , ČSN EN Nevýbušnost provedení DLS-27Xi je ověřena FTZÚ-AO 210 Ostrava - Radvanice protokol č. FTZÚ 02 ATEX 0234X. Nevýbušnost provedení DLS-27Xc je ověřena FTZÚ-AO 210 Ostrava - Radvanice protokol č. FTZÚ 04 ATEX 0238X. DLS-dat-3.9

4 Přehled jednotlivých variant DLS k limitnímu snímání hladiny elektricky nevodivých kapalin a sypkých látek - neizolovaná tyčova elektroda DLS k limitnímu snímání hladiny elektricky vodivých kapalin - krátká, izolovaná elektroda DLS k limitnímu snímání sypkých látek a elektricky nevodivých kapalin - prodloužená izolace tyčové elektrody DLS k limitnímu snímání elektricky vodivých kapalin - zcela izolovaná tyčová elektroda DLS k limitnímu snímání kapalin a sypkých látek - prutová neizolovaná demontovatelná elektroda DLS k limitnímu snímání elektricky vodivých kapalin - zcela izolovaná prutová elektroda DLS-dat-4.9

5 DLS k limitnímu snímání kapalin a sypkých látek - závěsná lanová elektroda s izolovaným lanem a neizolovaným závažím DLS Cl - varianta snímače s bezzávitovým procesním připojením Triclamp - vhodná pro potravinářské a farmaceutické aplikace - konkrétní použití je určeno základní variantou snímače DLS-27 T - varianta pro vysoké teploty - ke snímání horkých materiálů s teplotami do 200 C - oblasti použití, elektrické parametry a připojení jsou shodné se základními typy (DLS-27N, DLS-27Xi) - nerezový trubkový nástavec zajišťuje tepelné oddělení pouzdra s elektronikou DLS-dat-5.9

6 Použití a instalace jednotlivých variant DLS Je vyráběn s elektrodami délky 50 mm a 100 mm. Kratší verze E50 je vhodná pro čisté elektricky nevodivé kapaliny (hydraulické a topné oleje, benzín, nafta, ap.). Verze E100 je určena pro neulpívající sypké materiály (plastové granuláty,písek, cukr, zrniny, prací prášky, ap.) a pro mírně znečištěné elektricky nevodivé kapaliny (mazací a rostlinné oleje). Snímač se montuje přímo do pláště nádrže či zásobníku (nejlépe zboku) buď pomocí ocelových návarků nebo upevňovacích matic. Při snímání látek s malou permitivitou v nekovových zásobnících doporučujeme montáž snímače na pomocnou kovovou elektrodu o ploše min. 2 dm 2. DLS Je určen pro limitní snímání hladiny elektricky vodivých kapalin (vody a vodních roztoků). Lze jej rovněž použít k indentifi kaci rozhraní mezi kapalinami o rozdílné permitivitě (např. olej - voda). Snímač se montuje přímo do pláště nádrže či do trubky ve vodorovné poloze (zboku) pomocí ocelového popř. nerezového návarku. DLS Je určen ke snímání zejména sypkých materiálů s nízkou specifi ckou hmotností a permitivitou (cement, vápenný hydrát, mouka) a dále tam, kde se předpokládají proměnlivé vlastnosti snímaného materiálu (popílek, dřevěné piliny, krmné směsi). Je možno jej rovněž použít ke snímání elektricky nevodivých kapalin, které obsahují malá množství vody (do 2%) popř. jiných nečistot - např. rostlinné oleje, zkapalněný propan apod. Snímač s elektrodou delší než 300 mm doporučujeme umístit pouze do svislé polohy. Snímač se montuje přímo do pláště nádrže či zásobníku (do E300 zboku, šikmo zboku, nad E300 shora) buď pomocí ocelových návarků nebo upevňovacích matic. Při montáži je zapotřebí minimalizovat "hluché" prostory kolem elektrody, ve kterých by se mohl usazovat snímaný materiál (viz apliakční doporučení). V nekovových zásobnících doporučujeme montáž snímače na pomocnou kovovou elektrodu o ploše min. 4 dm 2. DLS Je určen pro limitní snímání hladiny elektricky vodivých kapalin (vody a vodních roztoků, kalů, vápenného mléka, apod.). Snímač lze provozovat ve vodorovné (do cca E300) i svislé poloze. Snímač reaguje na úplné nebo částečné zaplavení snímací elektrody (dle nastavené citlivosti). Čím je citlivost nižší, tím je vyšší odolnost snímače proti nečistotám a ulpělým zbytkům materiálu. Snímač se montuje přímo do pláště nádrže ve vodorovné nebo svislé poloze pomocí ocelového popř. nerezového návarku. DLS Je určen k univerzálnímu použití ve svislé poloze ke snímání elektricky vodivých i nevodivých kapalin a sypkých materiálů. Elektrodu snímače není vhodné umisťovat do uzavřených nádob (zásobníků) kde dochází k intenzivní kondenzaci vodních par. Na elektricky vodivou kapalinu snímač zareaguje při dotyku konce elektrody. K reakci na elektricky nevodivou kapalinu, či sypkou látku, je zapotřebí 5 20 % zaplavení elektrody podle nastavené citlivosti snímače a permitivity snímaného materiálu. Snímač se montuje přímo do pláště nádrže, zásobníku, či jímky shora nebo šikmo zboku buď pomocí návarku, nebo upevňovací matice. V nekovových zásobnících doporučujeme montáž snímače na pomocnou kovovou elektrodu o ploše min. 5 dm 2. DLS Je určen ke snímání elektricky vodivých kapalin - voda a vodní roztoky různých chemikálií. Elektrodu snímače je možno umisťovat do uzavřených nádob (zásobníků), otevřených kanálů a jímek. Na hladinu elektricky vodivé kapaliny snímač zareaguje po 2 20 % zaplavení elektrody podle nastavené citlivosti snímače. Snímač se montuje shora buď přímo do pláště nádrže či zásobníku, nebo do otevřených (betonových, plastových) jímek pomocí návarků nebo upevňovacích matic. Při instalaci snímače do otevřených jímek je nutno zajistit elektricky vodivé spojení pouzdra snímače se snímanou kapalinou. Lze využít kovové konstrukce, armování, či jiné pomocné elektrody. Je-li zapotřebí snímat agresivní médium v uzavřené plastové nádobě, je nutno pouzdro snímače připojit na vnější pomocnou elektrodu, jejiž konstrukci doporučujeme projednat na naší adrese. DLS-dat-6.9

7 DLS Je určen ke snímání elektricky vodivých i nevodivých kapalin a sypkých materiálů ve větších hloubkách - např. jímky na odpadovou vodu, šachty, studny, zásobníky cementu, písku, štěrku, apod. Elektrodu snímače není vhodné umisťovat do uzavřených nádob (zásobníků), kde dochází k intenzivní kondenzaci vodních par. Na elektricky vodivou kapalinu snímač zareaguje při dotyku konce elektrody. K reakci na elektricky nevodivou kapalinu, či sypkou látku, je zapotřebí 5-20 % zaplavení elektrody podle nastavené citlivosti snímače a permitivity snímaného materiálu. Snímač se instaluje ve svislé poloze přímo do pláště zásobníku nebo jímky. U otevřených (betonových) jímek lze montáž provést na pomocnou kovovou konstrukci vodivě spojenou se snímanou látkou. K montáži je možno využít dodávaných návarků, nebo upevňovacích matic. Způsob značení DLS E xxxx délka elektrody v mm základní rozměr závitu provedení: N - normální - do prostorů bez nebezpečí výbuchu Xc - do prostorů s hořlavým prachem Xi - nevýbušné - jiskrově bezpečné - do výbušných prostorů XiM - pro použití v důlním prostředí NT, XiT - vysokoteplotní procesní připojení: M - metrický závit M-27x2 G - trubkový závit G3/4" Cl - Triclamp stav výstupu při neaktivované elektrodě : druh výstupu: O - vypnut (R - menší proud) C - sepnut (R - větší proud) N - NPN - otevřený kolektor P - PNP - otevřený kolektor R - NAMUR (změna napájecího proudu) způsob připojení: B - kabelová vývodka (nutno udat délku kabelu) C - konektor (konektorová zásuvka není součástí snímače- viz katal. list příslušenství) typ a provedení elektrody 10 - válcová, neizolovaná délky 50 nebo 100 mm 11 - válcová, izolovaná (délka 30 mm) 20 - tyčová, částečně izolovaná - délky 0,1 1 m 21 - tyčová, izolovaná - délky 0,1 1 m 30 - prutová, neizolovaná (demontovatelná) - délky 0,1 3 m 31 - prutová, izolovaná - délky 0,1 3 m 40 - lanová, závěsná s izolací lana - délky 1 6 m Poznámka: Varianta Xc se vyrábí pouze s kabelovou vývodkou "B" Příklady správného označení DLS-27N-10-C-NC-G E50 DLS-27NT-30-B-PO-M E1000 kabel 7 m DLS-27Xi-21-C-RO-Cl E250 DLS-27Xc-20-B-PC-M E150 kabel 5 m Dinel, s.r.o., U Tescomy 249, CZ Zlín - Příluky, Tel.: , fax: obchod@dinel.cz Web: DLS-dat

8 Aplikační doporučení Grafické znázornění problematiky Týká se snímačů Doporučení - poznámka Všech snímačů umístěných zboku Snímače při boční montáži je nutno umístit tak, aby nebyly v přímém toku materiálu - sypké látky nebo kapaliny. vlevo - správně vpravo - chybně DLS-27_-10, 20 Montáž ochranné stříšky- doporučuje se v případech, kdy by mohl svislý posuv materiálu mechanicky poškodit snímací elektrodu - abrazivní materiály, sypké materiály vytvářející bloky, kusové materiály Všech snímačů umístěných zboku Při montáži do boční stěny je nutno se vyvarovat dlouhým nátrubkům, kde by mohlo docházet ke shromažďování materiálu - viz obr. vpravo. Doporučujeme snímač namontovat tak, aby celá elektroda a izolace byly uvnitř zásobníku viz obr. vlevo.! DLS-27_-10, 20 Při montáži do šikmé stěny zásobníku je rovněž nutno eliminovat dlouhé nátrubky a omezit tak usazování materiálu. Příklad nevhodné montáže - vpravo. Vlevo - vhodná montáž na pomocnou kolmou plošku. V některých případech je přípustná i varianta na spodním obrázku - ovšem pouze pro typ DLS-27_-10, a pouze pro materiály zaručeně sypké. DLS-27_-10, 11, 21 Při montáži do trubky je zapotřebí volit vnitřní průměr trubky tak, aby byla zabezpečena minimální vzdálenost vnitřních stěn od elektrody (5 mm). Všech snímačů umístěných shora Při svislé montáži lze snímače montovat do otevřených, uzavřených i tlakových nádrží. Uvedené vzdálenosti jsou vztaženy k délce elektrody (delší z elektrod). DLS-dat-8.9

9 Aplikační doporučení Grafi cké znázornění problematiky Týká se snímačů Doporučení - poznámka Všech snímačů umístěných shora Při svislé montáži obzvláště na stávajících nádržích je nutno volit délku nátrubku pokud možno co nejkratší, aby zde nedocházelo ke kondenzaci par, popřípadě k usazování nečistot. vlevo - nevhodné řešení, vpravo - vhodnější Podobná situace je při svislé montáži v betonových stropech sil. Otvor, jímž prochází elektroda, by měl mít průměr alespoň 50 mm (podle síly stropu). DLS-27_-20, 21, 30,31 Montáž do pomocné měrné nádobky - doporučuje se dodržet průměr nádobky. DLS-27_- 30 V případě montáže ve svislé poloze ke snímání elektricky nevodivých kapalin (např. v betonových záchytných jímkách) je vhodné konec elektrody ohnout do pravého úhlu. Docílí se tím zvýšení citlivosti v místě ohybu. Je-li předpokládaným médiem pouze voda nebo vodní roztoky, pak nemá ohyb smysl (snímač reaguje na dotek konce elektrody). Je-li zřejmý vliv povětrnostních podmínek na elektrodu (vítr, déšť, sníh) doporučujeme použít variantu snímače s izolovanou elektrodou (21 nebo 31). DLS-27_-20, 21, 31 Při montáži shora lze využít nastavitelné hystereze k jednoduché (méně přesné) dvoustavové regulaci výšky hladiny mezi min. a max. hodnotou. Výška obou hladin je regulovatelná nastavením citlivosti snímače. Rozdíl mezi min. a max. hladinou se nastavuje změnou hystereze. PVC hadice φ 15/10 mm Varianta "B" s kabelovou vývodkou a pevně připojeným kabelem V případě umístění snímače ve svislé poloze ve venkovním prostředí nebo v případě zvýšeného mechanického namáhání kabelu doporučujeme na kabel instalovat ochrannou hadici. hadicová spona kabel Časté dotazy: 1. Nevadí kapacitním snímačům DLS prašnost uvnitř zásobníku? Nevadí. Prašnost stejně jako ulpěné zbytky elektricky nevodivého materiálu kapacitu elektrody téměř neovlivní. Ta se změní až s příchodem masy materiálu. Jiná je situace při obalení elektrody (izolační průchodky) směsí prachu a zkondenzované vodní páry. Tyto případy lze řešit vhodným výběrem typu snímače a správným nastavením citlivosti. 2. Reaguje snímač DLS na pěnu na hladině? Existují různé pěny a kapacitní snímače na ně různě reagují. Pokud je základem pěny elektricky vodivý roztok (např. pivo), lze snímače DLS využít k její detekci, ale lze je rovněž učinit na takovou pěnu necitlivé (volba typu, nastavení citlivosti). Na pěnu z elektricky nevodivých látek (rostlinné oleje) snímače DLS nejsou citlivé. DLS-dat-9.9