Kapacitní hladinoměry CLM-36

Transkript

1 Kapacitní hladinoměry CLM-36 Popis Kapacitní hladinoměry CLM jsou určeny ke spojitému měření výšky hladiny kapalných a sypkých látek v nádržích, zásobnících, silech, jímkách, apod. Hladinoměr sestává z pouzdra s vyjmutelnou elektronikou a ze snímací elektrody. Snímací elektroda, jenž je uzpůsobena druhu použití a typu měřeného materiálu, tvoří vůči okolí (plášti nádoby, referenční elektrodě, apod.) kapacitor (kondenzátor), jehož velikost je závislá na výšce zaplavení resp. zasypání. Dielektrikem kapacitoru je buď samotné médium (nevodivé látky), nebo izolace elektrody (vodivé látky). Elektronický díl převádí velikost kapacity na proudový signál 4 20 ma, jenž lze přenášet dvoudrátovým vedením na velké vzdálenosti. Citlivost lze volit z 8 přepínatelných rozsahů, plynule kompenzovat počáteční kapacitu a plynule měnit zesílení. Hladinoměry jsou vyráběny ve verzi (N) do normálního prostředí nebo ve verzi (Xi) do výbušných prostor třídy až zóna 0 (trvalý výskyt hořlavých par a plynů) resp. zóna 20 (hořlavé prachy), k dispozici je rovněž vysokoteplotní provedení a různé druhy procesního připojení (závitové, Triclamp). 2 C ' A J H $ D H $! ' D = L E? A I A A JH E K # $ #! # ' # L = H - - # L = H - -! #! - - $ # # # L = H / I A L EJ L F EF A - -! $ - - JL E? JO JL = I K L K > A - - #! # # #! # L = H L EJ! $ N L = H / L EJ/ JL? L A A A > F H=? D J I F H? = I J = I > A H JL = HE= JO L = H + I F H? A I F EF A 6 HE? = F F HK E = varianta s tyčovou elektrodou CLM _ CLM _ CLM _ varianta s tyčovou elektrodou a re fer. trubkou CLM _ CLM _ CLM _ varianty s lanovou ektrodou CLM _ CLM _ varianta lanové elektrody s kotvením CLM _ vysokoteplotní provedení CLM-36_T- -_ CLM-dat-1.6

2 Charakteristika jednotlivých variant - CLM _ s neizolovanou tyčovou elektrodou - pro měření hladiny elektricky nevodivých kapalin (oleje, nafta, benzín) a sypkých materiálů (mouka, písek, cement, plastové granuláty, ap.), max. délka 5 m - CLM _ s tyčovou elektrodou izolovanou PTFE - je vhodný k měření hladiny vody a jiných elektricky vodivých kapalin - lze použít i pro znečištěné kapaliny v kovových nádržích, betonových jímkách, apod., max. délka 3 m - CLM _ jako typ 11, izolace elektrody materiálem FEP - oproti PTFE zlepšené chování vůči agresivním látkám, snížení ulpívání některých médií, stejná chemická odolnost - CLM _ s neizolovanou tyčovou elektrodou a referenční trubkou - je možno použít k měření hladiny neznečištěných elektricky nevodivých kapalin (oleje, nafta, benzín). Oproti provedení bez referenční trubky není výstupní signál závislý na tvaru nádrže. - CLM _ s izolovanou (PTFE) elektrodou a referenční trubkou - je vhodný k měření hladiny čistých elektricky vodivých kapalin. Hlavní použití je v plastových a skleněných nádržích a při větších nárocích na přesnost měření. Délka do 3 m. - CLM _ jako typ 21, izolace elektrody materiálem FEP - CLM _ s částečně izolovanou závěsnou lanovou elektrodou (polyolefinem izolované lano, neizolované nerezové závaží) je určen k měření hladiny sypkých materiálů zrniny, písek, mouka, cement, ap. - CLM _ jako typ 30, navíc izolované dynamické kotvení, použití pro vyšší sila - do 20 m - CLM _ s izolovanou závěsnou lanovou elektrodou (izolace lana FEP, izolace závaží PTFE) je určen k měření hladiny elektricky vodivých i nevodivých kapalin - do 20 m - CLM M závitové připojení M36x2 - CLM G závitové připojení G1 - CLM Cl bezespárové procesní připojení Triclamp (pro potravinářské aplikace) - CLM-36N_- -_ provedení do normálních prostorů - CLM-36Xi_- -_ provedení pro prostory s nebezpečím výbuchu hořlavých par, plynů nebo prachů - CLM-36_T- -_ vysokoteplotní provedení, pro max. teploty v místě připojení 200 C Základní technická data Pracovní prostory (dle ČSN EN , ČSN EN ) a provedení CLM-36N(T)- -_ bez nebezpečí výbuchu CLM-36Xi- -_ II1GDT83 CEEXiaIIBT5 s JB izol. převodníkem (např.piu-420) celý hladinoměr zóna 0, zóna 20 CLM-36XiT- -_ II1/2GDT83 CEEXiaIIBT5 s JB izol. převodníkem (např.piu-420) elektrodová část zóna 0, zóna 20 hlavice zóna 1, zóna 21 Typ Napájecí napětí: CLM-36N(T)- -_ CLM-36Xi(T)- -_ Výstup proudový: - nezaplavená elektroda - zaplavená elektroda Mezní parametry pro variantu Xi Rozsahy citlivosti Maximální kapacita zaplavené elektrody CLM V DC 9 30 V DC 4 ma 20 ma Ui=30VDC Ii=132mA Pi=0,99W Ci=370nF Li=0,9mH 20, 30, 50, 100, 150, 300, 500, 1000 pf 70, 250, 600, 1200, 3000, 7000, 18000, pf Rozsah regulace počáteční kapacity min. 1:2 Nelinearita max. 1 % Teplotní chyba max. 0,05% / K Napěťová chyba max. 0,3 µa / V Vstupní odpor / elektrická pevnost (elektroda - pouzdro) 1 MΩ / 250 V AC Oddělovací kapacita / elektrická pevnost var. N 47 nf / 250 V AC (pouzdro - napájecí přívody) var. Xi 23 nf / 500 V AC Povolený rozsah teplot / tlaků v prostoru zóna 0 (ČSN EN 50284) -20 až +60 C / 0,8 až 1,1 bar (0,08 až 0,11 MPa) Krytí IP 65 Konektor dle DIN Hirschmann GDM 2009 Doporučený kabel 2 x 0,75 mm 2 Max. zatěžovací odpor (při U = 24 V) R max =750 Ω Hmotnost tělesa snímače: bez elektrody cca 0,5 kg vysokoteplotní provedení NT, XiT cca 1 kg CLM-dat-2.6

3 Teplotní a tlakové odolnosti - v místě procesního připojení CLM-36-10, 20, 11, 21, 12, 22 CLM-36-30, 31, 32 CLM-36_T- zóna 0 Rozsah teplot okolí - v místě hlavice s elektronickým dílem CLM-36Xi CLM-36N Rozsah teplot média - na elektrodě CLM-36-30, 31 CLM CLM-36-10, 11, 12, 20, 21, 22 Materiálové provedení část snímače typová varianta standardní materiál materiál na přání hlavice (pouzdro) všechny nerez W. Nr nerez W. Nr nerez W. Nr (Incoloy 825) izolační průchodka všechny PTFE - elektroda CLM-36-10, 11, 12, 20, 21, 22-_ nerez W. Nr nerez W. Nr CLM-36-30, 31, 32-_ ocelové lanko pozinkované - izolace elektrody CLM-36-11, 21-_ PTFE - CLM-36-12, 22, 32-_ FEP - CLM-36-30, 31-_ polyolefi n (modifi kovaný PE) PTFE izolace závaží CLM _ PTFE - závaží / kotvicí mechanismus CLM-36-30, 31, 32-_ nerez W. Nr referenční trubka CLM-36-20, 21-_ nerez W. Nr nerez W. Nr Elektrické připojení Hladinoměr se připojuje k návaznému (vyhodnocovacímu) zařízení vhodným dvoužilovým kabelem o vnějším průměru 6 8 mm (dopor. průřez žil 0,5 0,75 mm 2 ) prostřednictvím rozebíratelného konektoru GDM s vnitřními šroubovými svorkami, který je součástí dodávky. Schéma připojení a vnitřek konektoru jsou na obrázcích. Jako nestandardní příslušenství lze dodat nerozebíratelný konektor s IP 67 GDM-2000 s PVC kabelem délky 5 m. Stíněný kabel je nutno použít v případě vedení na vzdálenosti větší než 30 m, nebo v případě nutného souběhu vedení se silovým vedením. Stínění pak připojíme na svorku označenou. V místě rozvaděče stínění zůstane nezapojeno. Připojovací schéma +U stínění 0V Vnitřek konektoru GDM Pokyny k instalaci Hladinoměry se instalují ve svislé poloze do horního víka nádrže či zásobníku pomocí návarku, upevňovací matice, či příruby typu Triclamp. Při instalaci hladinoměru do kovové nádrže nebo zásobníku není nutno hlavici (pouzdro) zvlášť zemnit. V případě instalace v betonových jímkách nebo silech je vhodné instalovat hladinoměr na pomocnou kovovou konstrukci (konzolu, víko, apod.) a tu pak spojit s kovovým neustále ponořeným předmětem, popř. s ocelovými výztuhami v betonu (armováním). Při měření hladiny látek v plastových nebo skleněných nádobách hladinoměrem bez referenční trubky je nutno propojit zemnící šroub na hlavici snímače s pomocnou elektrodou, která se vhodným způsobem upevní na vnější plášť nádoby (popř. na vnitřní stěnu). Materiál pomocné elektrody je třeba volit s přihlédnutím k pracovnímu prostředí popř. vlastnostem měřené látky. Orientační míry pro instalaci hladinoměru (včetně případné pomocné elektrody) ukazují obrázky. CLM-dat-3.6

4 CLM-36-10, 11, 12-_ instalace do kovových a nekovových nádob CLM-36-20, 21, 22-_ instalace varianty s ref. trubkou - pomocná elektroda šířka = min. 30mm (je nutná pouze pro el. nevodivé nádoby) = D D E - délka elektrody - volit tak, aby konec elektrody byl ponořen alespoň 20mm pod nejnižší měřenou hladinou h - vzdálenost ode dna min. 50mm a - vzdálenost od stěny min. cca E/20 d - průměr trubkové pomocné nádobky - min. 40+ E/20 (menší rozměry nutno projednat) h - vzdálenost ode dna min. 50mm s ohledem na možnost přítomnosti těžších frakcí (vody) - vzdálenost od stěny - libovolná CLM _ CLM _ instalace do kovových a betonových zásobníků instalace do hlubokých nádrží a jímek CLM _ instalace lanové elektrody s kotvením - - D = = > #? E - délka elektrody - volit tak, aby konec elektrody byl alespoň 20mm pod nejnižší měřenou hladinou h - vzdálenost ode dna min. 100mm a - vzdálenost od stěny - přibližně stejná jako vzdálenost od výpadu (nátoku) E - délka elektrody c - vzdálenost od osy zásobníku - volit pokud možno minimální - délka vodící tyče cca 500 mm - délka tlačné pružiny cca 200 mm - ocelový kotvící váleček nebo prachotěsnou průchodku (mat ) navařit do pláště výsypky CLM-dat-4.6

5 Poznámka: Vliv tvaru nádrže na linearitu měřené kapacity U nádrže s rovnou stěnou a se sondou umístěnou souběžně s ní je změna kapacity lineární. U zakřivených nádob (nejčastěji ležatý válec) je změna kapacity při měření elektricky nevodivých látek nelineární. Linearizace se provádí pomocí soustředné referenční trubky (CLM-36-20, 21, 22-_). Nastavení 1. Snímač se připojí na napájení přes miliampérmetr (kontrolér). 2. Při vyprázdnění nádrže na minimální hladinu se vykompenzuje počáteční kapacita elektrody (nastavení proudu 4 ma): a) Odpojíme konektor a odšroubujeme převlečnou matici (pozor na vnitřní spojovací vodiče). Konektor pak opět připojíme. b) Pomocí DIP spínačů nastavíme vypočítaný měřicí rozsah (nebo 2. rozsah 30 pf)*. c) Trimr 20 ma pro regulaci zesílení vytočíme úplně doprava - ve směru pohybu hodinových ručiček**, pak jej vrátíme o 3 otáčky doleva - tato poloha je již přednastavena z výroby. d) Trimrem 4 ma nastavíme klidový proud sondy na 4 ma. Otáčením doprava (ve směru hodinových čiček) se proud zvyšuje, doleva se snižuje. Pokud nelze nastavit požadovaný proud 4 ma, přepneme pomocí DIP spínačů na 3. rozsah 50 pf (popř. vyšší) a nastavení proudu 4 ma provedeme na tomto rozsahu. 3. Při zaplnění nádrže na maximální hladinu zvolíme pomocí DIP spínačů měřicí rozsah. Zvolíme jej tak, že postupně přepínáme vyšší rozsahy a zastavíme se na tom rozsahu, kdy naposledy hodnota přesahovala 20 ma. Snímačem tedy teče proud např. 21 ma. Pak trimrem 20 ma otáčíme doleva (snižujeme zesílení) a nastavíme proud hladinoměrem na 20 ma. Při nemožnosti uvést hladinu do maximálního stavu lze využít kterékoli známé (zjistitelné) úrovně a pak nastavit příslušný proud výpočtem dle vzorce I out = 4 + (0,16 x výška hladiny v %) [ma] 4. Pro dosažení maximální přesnosti je vhodné ještě překontrolovat vykompenzování počáteční kapacity. *) Rosah č.1 (20 pf) je velmi citlivý a doporučujeme jej používat pouze u hladinoměrů s velmi krátkou elektrodou (cca do 500 mm) a měřené média s nízkou permitivitou. **) Trimry nemají dorazy - jsou cca 15 otáčkové. Nastavovací prvky modrý vodič (-) zelenožlutý vodič (stínění) hnědý vodič (+) Rozsah Citlivost*** Maximální kapacita zaplavené elektrody Poloha spínačů DIP trimr 4 ma (pro kompenzaci počáteční kapacity) trimr 20 ma (pro jemné nastavení zesílení) spínače DIP (pro nastavení rozsahu) (pohled shora na vnitřní elektronický díl) Orientační vodítko pro volbu rozsahů Kapacita hlavic ***) Citlivost: Minimální změna kapacity elektrody pro dosažení proudového rozsahu 4 20 ma. Kapacita hlavice normálního provedení Kapacita hlavice vysokoteplotního provedení Kapacita elektrod 21 pf 28 pf všechny typy bez referenční trubky ve vzdálenosti 250 mm od vodivé stěny 1,2 1,5 pf / 100 mm (vzduch) CLM-dat-5.6 2,5 3,0 pf / 100 mm (benzin) 52,4 pf / 100 mm (voda) pouze u izolovaných elektrod neizolovaná tyč s referenční trubkou 5,1 pf / 100 mm (vzduch) 10 pf / 100 mm (benzin) - izolovaná tyč s referenční trubkou 5,5 pf / 100 mm (vzduch) 11 pf / 100 mm (benzin) 52,4 pf / 100 mm (voda)

6 Z rozdílu mezi kapacitou při zaplavené a nezaplavené elektrodě vztaženou ke konkrétní délce elektrody je možno přibližně určit správný měřicí rozsah (citlivost). Kapacita zaplavené elektrody nesmí překročit maximální kapacitu zvoleného rozsahu. Uvedené hodnoty jsou pouze orientační a závisí zejména na vzdálenostech elektrod od stěn a na permitivitě měřeného média. Ochrana, bezpečnost, kompatibilita a nevýbušnost Hladinoměr je vybaven ochranou proti přepólování napájecího napětí a ochranou proti proudovému přetížení. Ochrana před nebezpečným dotykem je zajištěna malým 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 CLM-36Xi je ověřena FTZÚ - AO210 Ostrava - Radvanice protokol č. FTZÚ 02 ATEX 0235X. Příslušenství standardní - v ceně snímače ke každému snímači - 1 ks těsnění (bezazbestové), jiná těsnění jsou možná na přání (PTFE, Al, apod) - 1 ks připojovací konektor ke každé dodávce lib. varianty (na každých 5 ks) - 1 ks nastavovací šroubovák volitelné - příplatek (viz katal. list příslušenství) - připojovací konektor s krytím IP 67 - typ GDM-2000 s kabelem 5m - ocelový návarek ON-36x2 - nerezový návarek NN-36x2 - upevňovací matice UM-36x2 (nerez) Způsob značení CLM základní rozměr závitu provedení: N - normální - do prostředí BNV Xi - nevýbušné jiskrově bezpečné - do výbušných prostorů klasifi kace až zóna 0 NT, XiT - vysokoteplotní E xxxx délka elektrody v mm procesní připojení: M - závit M36x2 / G - závit G1 / Cl - Triclamp provedení elektrody 10 - tyčová neizolovaná elektroda 11 - tyčová izolovaná elektroda - izolace PTFE 12 - tyčová izolovaná elektroda - izolace FEP 20 - tyčová neizolovaná elektroda s referenční trubkou 21 - tyčová izolovaná elektroda s referenční trubkou - izolace PTFE 22 - tyčová izolovaná elektroda s referenční trubkou - izolace FEP 30 - lanová závěsná elektroda 31 - závěsná elektroda s kotvením 32 - závěsná elektroda s izolovaným lanem (FEP) a izol. závažím (PTFE) Příklady správného označení CLM-36N-10-G E1100 CLM-36Xi-20-M E900 CLM-36N-11-Cl E2000 CLM-36NT-11-M E1500 CLM-36Xi-30-M E12000 CLM-36N-32-G E6000 Dinel, s.r.o., U Tescomy 249, CZ Zlín - Příluky, Tel.: , fax: obchod@dinel.cz Web: CLM-dat-6.6