Magnetostrykcyjne wskaźniki poziomu TORRIX

Transkrypt

1 Kunda, Magnetostrykcyjne wskaźniki poziomu TORRIX Instrukcja obsługi i montażu CE AFRISO sp. z o.o. Szałsza, ul. Kościelna 7, Czekanów Tel ; Fax ;

2 Spis treści 1. Właściwości czujnika poziomu TORRIX Bezpieczeństwo Opis urządzenia Montaż Kołnierz Bajpas Przyłącze gwintowe Połączenia elektryczne Ustawienia Ustawianie zakresu pomiarowego czujnika poziomu Sygnał prądowy w trybie błędu Dane techniczne Czujnik Pływak Wyłączenie z eksploatacji, złomowanie Gwarancja Prawa autorskie Satysfakcja klienta Załączniki Deklaracja zgodności CE Badanie typu CE, z uwzględnieniem instrukcji obsługi czujnika poziomu TORRIX

3 1. Właściwości czujnika poziomu TORRIX Precyzyjny i niezawodny czujnik poziomu TORRIX przeznaczony jest do ciągłego pomiaru poziomu cieczy przechowywanych w zbiornikach. Metoda pomiaru opiera się na wykorzystaniu efektu magnetostrykcyjnego i jest niezależna od temperatury. Ta metoda pomiarowa stosowana jest szczególnie wtedy, gdy niezbędna jest wysoka dokładność pomiaru, np. w przemyśle chemicznym. Czujnik poziomu zasilany jest z pętli prądowej sygnału pomiarowego 4 20 ma. Czujnik może być stosowany w zbiornikach o różnych rozmiarach i długościach od 200 do 6000 mm. Dostępne są modele z przyłączem kołnierzowym lub gwintowanym. Przyłącze gwintowane umożliwia dowolne ustawienie czujnika poziomu w zbiorniku. Czujnik poziomu z dopuszczeniem przeciw wybuchowym może być stosowany w strefach zagrożenia wybuchem, które wymagają stosowania urządzeń elektrycznych kategorii 1 (Strefa 0) lub kategorii 1/2 (Strefa 0/1). Czujnik poziomu TORRIX HART może wysyłać informację o pozycji drugiego pływaka korzystając z cyfrowego protokołu HART (patrz instrukcja urządzenia TORRIX HART). 3

4 2. Bezpieczeństwo Czujnik poziomu TORRIX przeznaczony jest do pomiaru poziomu cieczy znajdujących się w zbiornikach. Urządzenie należy stosować wyłącznie do tego celu. Producent nie bierze odpowiedzialności za uszkodzenia powstałe w wyniku stosowania niezgodnego z przeznaczeniem! Czujnik poziomu został zaprojektowany, wyprodukowany oraz sprawdzony zgodnie obecnym stanem techniki i normami technicznym dotyczącym bezpieczeństwa. Pomimo tego, stosowanie urządzenia może być niebezpieczne. Należy zapoznać się z poniższymi instrukcjami dotyczącymi bezpieczeństwa: Wszelkie modyfikacje urządzenia bez konsultacji z producentem są zabronione. Montaż, uruchomienie oraz konserwacja czujnika poziomu mogą być przeprowadzane tylko przez odpowiednio wykwalifikowane osoby. Specjalistyczna wiedza musi być utrwalana poprzez regularne szkolenia. Użytkownicy oraz osoby odpowiedzialne za konserwację urządzenia muszą znać przepisy bezpieczeństwa. Odnosi się to także do przepisów bezpieczeństwa nie wymienionych w niniejszej instrukcji. Informacje dotyczące bezpieczeństwa, znajdujące się w niniejszej instrukcji oznaczone są następująco: Nieznajomość przepisów dotyczących bezpieczeństwa może doprowadzić do wypadku lub uszkodzenia urządzenia. Użyteczne informacje, ułatwiające oraz zapewniające prawidłową pracę urządzenia. 3. Opis urządzenia Na rysunku 1 pokazany jest czujnik poziomu TORRIX z przyłączem gwintowanym. Wewnątrz obudowy (1) czujnika poziomu znajdują się elementy przyłączeniowe oraz nastawcze, zabezpieczone przy pomocy pokrywki (2). Połączenie elektryczne wykonane jest przy pomocy dławika M16 x 1,5 (3) lub wtyczki M12 znajdującej się w górnej części obudowy oraz przyłącza uziemienia (4) znajdującego się na spodzie obudowy sondy (patrz rozdział Instalacja oraz Ustawianie ). Na rurze sondy (5) znajduje się przyłącze gwintowane (6) do instalacji w zbiorniku na odpowiedniej wysokości, z możliwością regulacji, lub kołnierz (nie pokazany na rysunku) do instalacji na ustalonej wysokości. Pływak (7) służący do stałego pomiaru poziomu cieczy lub warstwy oddzielonej, 4

5 zabezpieczony jest przed zsunięciem się z rury za pomocą specjalnego pierścienia zabezpieczającego (8). Czujnik poziomu TORRIX w wersji B (bajpas) dostarczany jest bez przyłącza oraz pływaka. Rys. 1. Czujnik poziomu TORRIX Metoda pomiarowa pokazana na rysunku 2 wykorzystuje zjawisko magnetostrykcji i jest praktycznie niezależna od wpływu temperatury. Wewnątrz rury sondy znajduje się struna (1) wykonana z materiału o właściwościach magnetostrykcyjnych. Układy elektroniczne czujnika generują impulsy prądowe (2) wysyłane wzdłuż struny, wytwarzające wokół niej kołowe pole magnetyczne (3). Przetwornikiem poziomu jest magnes (4), który zabudowany jest w pływaku. Jego pole magnetyzuje strunę osiowo. W momencie, gdy oba pola magnetyczne nałożą się na siebie, wokół magnesu pływaka tworzy się fala skrętna (5), która rozchodzi się w obu kierunkach wzdłuż struny. Jedna z fal biegnie bezpośrednio do przetwornika w głowicy sondy, podczas gdy druga zostaje odbita od końcówki sondy rurowej. Mierzony jest czas pomiędzy emisją impulsu oraz jego powrotem do głowicy sondy. Pozycja pływaka ustalana jest na podstawie czasu przejścia pomiędzy emisją impulsu prądowego, a powrotem fali do przetwornika. 5

6 Rys. 2. Zasada działania czujnika poziomu TORRIX 4. Montaż Zasady montażu oraz konserwacji czujnika poziomu w strefach zagrożenia wybuchem podlegają krajowym przepisom dotyczącym urządzeń elektrycznych w strefach zagrożenia wybuchem oraz ustawie dotyczącej bezpieczeństwa urządzeń, a także ogólnie przyjętym zasadom inżynierskim oraz instrukcji obsługi. Szczególne wymagania deklaracji CE muszą być bezwzględnie spełnione. 6

7 Należy także przeczytać wszystkie lokalne przepisy oraz ustawy dotyczące zapobiegania wypadkom, które nie są wymienione w instrukcji obsługi. Rozdział opisuje instalację czujnika poziomu w zależności od wersji (patrz rys. 3). Rys. 3. Wersje czujnika TORRIX Podczas instalacji należy zwrócić uwagę, aby sonda rurowa nie była zgięta, a pływak nie był narażony na wstrząsy. Montaż czujnika poziomu w strefach oddziaływania silnych zewnętrznych pól magnetycznych jest zabroniony, ponieważ może ono mieć negatywny wpływ na prawidłowość wskazań. 7

8 Czujnik poziomu może być także instalowany w zbiornikach od dołu. Jeżeli pływak zostanie zdjęty podczas instalacji, to aby umożliwić prawidłowe pomiary, musi on zostać ponownie założony na rurę sondy, napisem TOP znajdującym się na pływaku w kierunku głowicy sondy Kołnierz Rura sondy jest na stałe przyspawana do kołnierza, dlatego też długości instalacyjnej nie można zmienić. Kołnierz należy przykręcić przy pomocy śrub. Jeżeli pływaka nie da się wprowadzić do otworu podczas instalacji, patrz - instrukcje w rozdziale 4.3. Przyłącze gwintowe Bajpas Czujnik poziomu instalowany jest na zewnętrznej rurze bajpasowej, przy pomocy elementów montażowych. Odstęp pomiędzy sondą rurową, a rurą bajpasową musi być możliwie mały. Aby być pewnym, że zagwarantowana jest niezawodność pomiaru, czujnik poziomu może być zainstalowany wyłącznie na rurach bajpasowych (pływaki) zatwierdzonych przez firmę FAFNIR 8

9 Rys. 4. Montaż czujnika poziomu TORRIX 4.3. Przyłącze gwintowe W celu umieszczenia czujnika poziomu w zbiorniku (patrz rys. 4) należy: Pływak może zostać zdemontowany tylko jeżeli nie da się go wprowadzić przez otwór montażowy w zbiorniku. W przeciwnym wypadku należy wykonać jedynie punkty 3 oraz 6 instalacji, a w razie konieczności punkt Odkręcić obie śruby, zdjąć pierścień ochronny (1), a następnie pływak (2) z rury sondy (3). 2. W razie konieczności nasunąć przyłącze gwintowe (4) na rurę sondy. 3. Zamontować czujnik poziomu w zbiorniku, przykręcić mocno przyłącze gwintowe. 4. Wsunąć ponownie pływak (2) na rurę sondy (3). Aby umożliwić prawidłowe pomiary pływak musi zostać ponownie założony na rurę sondy napisem TOP znajdującym się na pływaku w kierunku głowicy sondy. 5. Założyć pierścień ochronny (1), uniemożliwiający zsunięcie się pływaka (2), ustawić zespół śrub mocujących powyżej rowka i przykręcić. 6. Ustawić przyłącze procesowe pionowo, a następnie umieścić je na żądanym miejscu i zamocować dokręcając nakrętkę (5). 7. Dokręcić śrubę blokującą nakrętkę (o ile jest stosowana). 9

10 5. Połączenia elektryczne W przypadku instalacji z użyciem przyłącza z gwintowanym pierścieniem obcinającym, pozycja czujnika nie może zostać zmieniona po zakręceniu nakrętki. W takim przypadku czujnik poziomu musi być odesłany, aby sonda rurowa została wymieniona przez producenta. W strefach zagrożenia czujnik poziomu TORRIX może być podłączany do separowanych wzmacniaczy, które posiadają certyfikat wydany przez jednostkę certyfikującą oraz ich specyfikacja techniczna odpowiada poniższym warunkom: U 0 30 V I 0 0,2 A P 0 1 W C 0 5 nf L µh Do połączeń elektrycznych czujnika poziomu wymagany jest 2-żyłowy, nie ekranowany przewód, który podłączany jest wewnątrz obudowy czujnika poziomu. Należy dobrać taką średnicę przewodu, aby napięcie zasilania czujnika poziomu nie spadło poniżej 10 V w przypadku maksymalnego prądowego sygnału (21,5 ma) dla danej długości przewodu L. Miedziany drut o długości 100 m (100 m wychodzącego przewodu i 100 m powrotnego przewodu) posiada rezystancję 3,4 Ω, przyjmując przekrój przewodu 1 mm 2 (R = 0,034 Ω x L (m) / F (mm 2 )). Jeżeli np. zasilacz dostarcza 13 V przy 21,5 ma, całkowita rezystancja w przewodzie zasilającym nie może przekroczyć (13 V 10 V) / 0,0215 A = 139 Ω. Jeżeli przewód posiada przekrój 0,5 mm 2 i jeżeli nie ma obciążenia, długość przewodu zasilającego nie może przekroczyć L = 139 (Ω) x 0,5 (mm 2 )/ 0,034 m = 2050 m. Należy upewnić się, że dopuszczalna pojemność oraz indukcyjność zasilacza nie są przekroczone przez długość przewodu, jeżeli czujnik poziomu stosowany jest w strefie zagrożenia wybuchem (patrz parametry elektryczne deklaracji CE). W celu stosowania w strefach zagrożenia wybuchem zalecamy, aby przewód łączący urządzenie ze wzmacniaczem oznaczony był kolorem niebieskim (przewody do samobezpiecznych obwodów) i posiadał zewnętrzną średnicę wynoszącą 5-10 mm. 10

11 Podłączanie czujnika poziomu (patrz rys. 4, 5a oraz 5b) Rys. 4. Podłączanie czujnika poziomu TORRIX 1. Odkręcić pokrywkę głowicy sondy (1) przy pomocy klucza płaskiego. 2. Odkręcić nakrętkę (2) znajdującą się na przyłączu przewodu (3). 3. Wsunąć 2-żyłowy przewód (4) do nakrętki i mocno ją przykręcić. 4. Podłączyć 2-żyłowy przewód do zacisków oznaczonych (+) oraz (-) na głowicy sondy. Podpiąć wtyczkę M12: wtyk 1= brązowy (+), wtyk 2 = niebieski (-) 5. Założyć przykrywkę (1). Czujnik może zostać uziemiony lub dostarczony ze złączem wyrównującym potencjały przy użyciu zacisku uziemiającego w dolnej części głowicy sondy. Chronić głowicę sondy przed wodą! Bezpieczne uszczelnienie wejścia przewodu zaprojektowane jest dla przewodu o zewnętrznej średnicy przynajmniej 5 mm. Należy upewnić się, że przyłącze przewodu jest przykręcone mocno, a także że przykrywka głowicy sondy jest właściwie założona. 11

12 Rys. 5a: Połączenia elektryczne urządzenia TORRIX w strefie zagrożenia wybuchem Czujnik poziomu nie posiadający dopuszczenia do pracy w strefach zagrożenia wybuchem powinien być zainstalowany zgodnie z poniższym schematem: Rys. 5b: Połączenia elektryczne urządzenia TORRIX w strefie braku zagrożenia wybuchem Odnosi się do wszystkich wersji: Minimalne napięcie: U min = 10 V + 0,0215 A x ΣR ΣR = suma wszystkich oporów, łącznie z opornością prądową i opornością obciążeniową 6. Ustawienia W przypadku wersji z protokołem HART ustawienia opisane poniżej mogą także bez problemów być dokonywane zdalnie, bez otwierania obudowy sondy. 12

13 6.1. Ustawianie zakresu pomiarowego czujnika poziomu Do ustawienia punktów 4 ma oraz 20 ma czujnika poziomu TORRIX wykorzystuje się dwa przyciski oraz diodę LED znajdującą się w okolicy przyłącza głowicy sondy. Czujnik poziomu ustawiony jest fabrycznie na maksymalny zakres: 4 ma na dole sondy oraz 20 ma przy głowicy sondy. Rozpiętość zakresu pomiarowego może zostać indywidualnie dostosowana do konkretnego zbiornika, jednakże odległość nie może być mniejsza niż 10 mm. Jeżeli jest mniej, kierunek wskazania czujnika poziomu jest automatycznie odwracany. Zmierzona wartość może także być wyświetlana odwrotnie, po wykonaniu odpowiednich ustawień, np. czujnik poziomu może być ustawiony na maksymalny zakres: 4 ma przy głowicy sondy i 20 ma na dole sondy. Ustawianie zakres pomiarowego (patrz rys. 6) Rys. 6. Ustawianie czujnika TORRIX Rozkręcić głowicę sondy (1) przy pomocy klucza płaskiego. Przytrzymać na przynajmniej 3 sekundy przycisk 4 ma (2) lub przycisk 20 ma (3) Czujnik poziomu wejdzie w tryb ustawiania. Zielona dioda LED (4) Cal/Err błyska. Aktualny sygnał czujnika poziomu wynosi 12 ma. Jeżeli żaden przycisk nie zostanie ponownie naciśnięty czujnik poziomu pozostanie w trybie ustawiania przez 20 sekund, a następnie wróci do trybu pomiarowego nie dokonując żadnych zmian. 13

14 W trybie ustawiania punkty odniesienia 4 ma oraz 20 ma mogą być dowolnie zmienianie w dowolnej kolejności. Ustawianie punktów odniesienia: 14 Przesunąć pływak do żądanego punktu odniesienia; następnie Krótko (0,1 2 sekund) nacisnąć przycisk 4 ma (2), aby ustawić aktualny sygnał 4 ma w danym punkcie; lub Krótko (0,1 2 sekund) nacisnąć przycisk 20 ma (3), aby ustawić aktualny sygnał 20 ma w danym punkcie Po naciśnięciu przycisku 4 ma dioda gaśnie na 5 sekund; po naciśnięciu przycisku 20 ma dioda zapala się na stałe na 5 sekund. Następnie czujnik pozostaje w trybie kalibracji przez kolejne 15 sekund zanim zapisze zmiany i przejdzie do trybu pomiarowego. Nowe ustawienie jest akceptowane przez czujnik poziomu w momencie automatycznego przejścia z trybu nastawy do trybu pomiarowego (dioda LED gaśnie). Z tego powodu czujnik nie może być wcześniej odłączony od zasilania Sygnał prądowy w trybie błędu Jeżeli w wyniku uszkodzenia czujnik poziomu nie jest w stanie wykryć prawidłowego położenie pływaka, czyli prawidłowego poziomu cieczy, przełączany jest po krótkiej przerwie do trybu błędu. Wskazanie alarmu w trybie błędu zgodne jest z NAMUR NE43 i fabrycznie ustawione jest na 21,5 ma, ale może być także ustawione na 3,6 ma. W celu ustawienia aktualnego impulsu w trybie błędu (patrz rys. 6) Odkręcić pokrywkę (1) głowicy sondy przy pomocy klucza płaskiego. Przytrzymać oba przyciski 4 ma (2) oraz 20 ma (3) przez przynajmniej 3 sekundy. Zielona dioda LED Cal/Err (4) szybko błyska. Wejście prądowe czujnika poziomu wynosi 16 ma. Po 5 sekundach dioda przestanie migać i ustawiony impuls prądowy błędu pojawia się przez 2,5 sekundy. Jeżeli dioda LED miga ciągle, I fault = 21,5 ma. Jeżeli dioda gaśnie, I fault = 3,6 ma. Jeżeli przycisk nie zostanie wciśnięty ponownie czujnik poziomu pozostaje w trybie błędu przez następne 2,5 sekundy, a następnie powraca do trybu pomiarowego bez zmiany ustawień. Aby ustawić impuls prądowy 3,6 ma podczas 10 sekundowego czasu trwania w trybie błędu: Nacisnąć krótko (0,1 2 sekund) przycisk 4 ma (2)

15 Aby ustawić impuls prądowy 21,5 ma podczas 10 sekundowego czasu trwania w trybie błędu: Nacisnąć krótko (0,1 2 sekund) przycisk 20 ma (3) Nowe ustawienie jest akceptowane przez czujnik poziomu w momencie automatycznego przejścia z trybu nastawy do trybu pomiarowego (dioda LED gaśnie). Z tego powodu czujnik nie może być przedtem odłączony od zasilania. Założyć przykrywkę głowicy sondy (1). 7. Dane techniczne 7.1. Czujnik Przyłącza elektryczne Przyłącze Głowica sondy Rura sondy Jeżeli czujnik poziomu stwierdzi podczas normalnej pracy, że poprawne wskazanie sygnału wyjściowego poziomu napełnienia nie jest możliwe z powodu zbyt niskiej wartości napięcia zasilania, przełączy się w tryb błędu i ustawi aktualne wejście prądowe (niezależnie od dokonanych ustawień) na 3,6 ma. Przewód 2-żyłowy V DC 4 20 ma (3,8 20,5 ma) sygnały prądowe do wskazania poziomu 21,5 ma (3,6 ma) sygnały prądowe błędu w przypadku usterki Przyłącze gwintowe z możliwością ustawiania wysokości (standardowo gwint ½ ) Kołnierz na życzenie Materiał - patrz rura sondy Wysokość 115 mm Średnica 50 mm Stopień ochronności IP68 Materiał stal nierdzewna Średnica przewodu 5-10 mm Temperatura -40 C 85 C Długość mm (zależnie od zamówienia) Średnica 12 mm Materiał , tytan, hastelloy C (inne materiały na życzenie) Zakres pomiarowy dowolnie ustawiany (> 10 mm) Temperatura wersji standardowej -40 C 125 C 15

16 Wersja na wysokie temperatury -40 C 250 C Wersja na maksymalne temperatury -40 C 450 C Wersja na niskie temperatury (-200 C 125 C)* Protokół HART (opcjonalnie) Komunikacja Dokładność pomiaru Liniowość powyżej ±0,2 mm lub ±0,01% Strona cyfrowa NT/LT Powyżej ±0,001% K Dokładność odpowiedzi powyżej 0,05 mm Rozdzielczość powyżej 10 µm Dokładność pomiaru Liniowość powyżej ±0,5 mm lub ±0,025% Strona cyfrowa NL/LT Powyżej ±0,01 %K Dokładność odpowiedzi powyżej 0,1 mm Rozdzielczość powyżej 50 µm Dokładność pomiaru Liniowość powyżej ±1 mm lub ±0,05% Strona cyfrowa flex Powyżej ±0,01 %K Dokładność odpowiedzi powyżej 0,2 mm Rozdzielczość powyżej 50 µm Dokładność pomiaru Liniowość powyżej ± 0,5 mm lub ±0,025% Strona cyfrowa Powyżej ±0,001 %K bajpas Dokładność odpowiedzi powyżej 0,5 mm Rozdzielczość powyżej 10 µm Dokładność pomiaru Liniowość powyżej ± 2 mm lub ±0,1% Strona cyfrowa bajpas HT/HHT Powyżej ±0,01 %K Dokładność odpowiedzi powyżej 0,5 mm Rozdzielczość powyżej 50 µm Dokładność pomiaru Odpowiedź temperaturowa powyżej ±0,001 %K Element analogowy Dokładność odpowiedzi powyżej 0,1 mm Rozdzielczość powyżej 0,5 µm * Dokładny zakres temperatur musi być określony w zamówieniu 7.2. Pływak Pływak jest kluczowym elementem czujnika poziomu i musi być dopasowany do gęstości, odporności na ściskanie i odporności tworzywa. Pływaki wymienione poniżej są wymienne i mogą być zamawiane oddzielnie. Inne typy pływaków i materiałów pływaków dostępne są na życzenie. Gęstość i położenie magnesu takich samych pływaków różnią się nieznacznie, dlatego ponowne ustawienie czujnika może być konieczne 16

17 Wszystkie pływaki mogą być stosowane przy ciśnieniu wynoszącym -1 bar (podciśnienie) oraz ze smarem PTFE jak opcja Przykładowe pływaki wybrane z listy dostępnych pływaków: Minimalna gęstość medium [g/cm 3 ] 0,5 0,6 0,7 0,7 0,7 0,85 0,95 Materiał Tytan / 316 Ti / 316 Ti C / 316 Ti / 316 Ti / 316 Ti Maksymalne ciśnienie robocze [bar] Kształt Kula Ø50 Kula Ø52 Cylinder Ø53 Cylinder Ø46 Kula Ø52 Kula Ø43 Kula Ø43 Odporność na ściskanie może być zagwarantowana tylko dla pływaków nie posiadających uszkodzeń. Nawet drobne, niewidoczne wgięcia spowodowane przez np. upadek pływaka na twardą podłogę są wystarczające do znacznego zmniejszenia odporności na ściskanie. 8. Wyłączenie z eksploatacji, złomowanie 1. Odłączyć zasilanie urządzenia. 2. Zdemontować urządzenie (patrz: rozdział 4, str. 6, w odwrotnej kolejności). 3. W trosce o ochronę środowiska naturalnego nie wolno wyrzucać wyłączonego z eksploatacji urządzenia razem z nie posegregowanymi odpadami gospodarczymi. Urządzenie należy dostarczyć do odpowiedniego punktu złomowania. Magnetostrykcyjny czujnik poziomu TORRIX zbudowany jest z materiałów, które można poddać recyklingowi. 9. Gwarancja Producent udziela na urządzenie 24 miesięcznej gwarancji od daty zakupu. Gwarancja traci ważność w wyniku dokonania samowolnych przeróbek lub instalacji niezgodnej z niniejszą instrukcją. 17

18 10. Prawa autorskie Prawa autorskie instrukcji eksploatacji należą do AFRISO sp. z o.o. Przedruk, tłumaczenie i powielanie, także częściowe jest bez pisemnej zgody zabronione. Zmiana szczegółów technicznych, zarówno pisemnych jak i w postaci obrazów jest prawnie zabroniona. 11. Satysfakcja klienta Dla AFRISO sp. z o.o. zadowolenie klienta jest najważniejsze. W razie pytań, propozycji lub problemów z produktem, prosimy o kontakt: zok@afriso.pl. 18

19 12. Załączniki Deklaracja zgodności CE 19

20 12.2. Badanie typu CE, z uwzględnieniem instrukcji obsługi czujnika poziomu TORRIX 20

21 21

22 22

23 23

24 24