ALF SENSOR SPÓŁKA JAWNA INSTRUKCJA OBSŁUGI wersja 2.8 TERMOMETRY OPOROWE Z GŁOWICĄ PRZYŁĄCZENIOWĄ wykonanie iskrobezpieczne TOPPD03... TOPPKG04... TOPPKG05... TOPPF06... TOPW12... TOPPm26... TOPPKGm27... TOPPGm28... TOPPF/DN55... TOPPD71... TOPPKG79... TOPPD86... TOPSpPKG88... TOPPKG141... TOPPKG158... TOPPKG181... TOPPF189nxPt100... TOPPKG193... TOPPF194... 31342 Kraków, ul. Narcyzowa 3 tel. (012) 258 08 40, 285 43 46 fax (012) 285 43 18 http://www.alfsensor.com.pl/ email: biuro@alfsensor.com.pl
1. KARTA KATALOGOWA 1.1 Parametry techniczne 1.2. Sposób zamawiania. ( Miejsce na kartę katalogową termometru ) 2
2. ZASTOSOWANIE. Termometry oporowe z głowicą przyłączeniową typ : TOPPD, TOPPKG, TOPPF, TOPW przeznaczone są w połączeniu z odpowiednimi przyrządami do pomiaru rejestracji lub regulacji temperatury w różnych dziedzinach przemysłu zarówno dla gazów, jak i dla cieczy. Termometry oporowe posiadają głowice przyłączeniowe aluminiowe, w których jest umieszczona kostka zaciskowa do podłączenia z urządzeniem współpracującym. W wykonaniach termometrów z przetwornikiem w głowicy, w miejsce kostki zaciskowej umieszczony jest przetwornik. Konstrukcja i zastosowane materiały umożliwiają stosowanie termometrów w miejscach pomiaru, w których występują wibracje i wstrząsy przy jednoczesnym działaniu wysokiej temperatury. 2.1. WYKONANIE ISKROBEZPIECZNE Czujniki w wykonaniu iskrobezpiecznym przeznaczone sa do pracy w atmosferach zagrożonych wybuchem gazowym. Jeżeli będą niewłaściwie zainstalowane, może to doprowadzić do wzrostu zagrożenia wybuchem. Czujniki w wykonaniu iskrobezpiecznym mogą być instalowane, podłączane, przeglądane lub wymienione tylko przez wykwalifikowanych pracowników zgodnie z niniejszą instrukcją obsługi oraz odpowiednimi normami, wymaganiami prawnymi. Przeznaczenie zgodne z dyrektywą ATEX II 1/2 G przemysł inny niż górnictwo podziemne kategoria urządzenia do atmosfer wybuchowych gazowych ATEX przemysł inny niż górnictwo kategoria urządzenia do atmosfer wybuchowych pyłowych 3 II 1 D
Dopuszczalne miejsce zainstalowania czujników Strefa zagrożona wybuchem Kategoria wg ATEX Atmosfera wybuchowa gazów, mgieł, par, pyłów Strefa o 1G, 1D Strefa 1 1G, 1D,2G, 2D Strefa 2 1G, 1D, 2G, 2D, 3G, 3D Rodzaj budowy przeciwwybuchowej dla gazów Ex ia IIC T6 urządzenie elektryczne z ochroną przeciwwybuchową rodzaj budowy przeciwwybuchowej; urządzenie iskrobezpieczne grupa gazów klasa temperaturowa Rodzaj budowy przeciwwybuchowej pyłowej Ex iad 20 T85ºC urządzenie elektryczne z ochroną przeciwwybuchową rodzaj budowy przeciwwybuchowej w obecności pyłów, urządzenie iskrobezpieczne dla strefy 20 maksymalna temperatura powierzchni 3. ZASADA DZIAŁANIA. Elementami pomiarowymi termometrów są oporniki termometryczne. Reagują one na zmianę temperatury ośrodka (zmiana rezystancji), przy czym przebiegi tych zmian są zgodne z charakterystykami termometrycznymi elementów pomiarowych, określonymi normą PNEN60751. Pomiar temperatury ośrodka, w którym znajduje się termometr dokonywany jest przez pomiar rezystancji przy użyciu urządzeń współpracujących. Przy umieszczeniu w głowicy przyłączeniowej przetwornika zmieniająca się rezystancja opornika jest przez niego przetworzona na sygnał prądowy 420 ma proporcjonalny do mierzonej temperatury. 4
4. BUDOWA. Termometr oporowy składa się z pyło i bryzgoszczelnej głowicy, metalowej osłony zewnętrznej, w której umieszczony jest wkład pomiarowy typ WPOP01 lub WPOP01ds1. Wkład pomiarowy jest dociskany sprężynami (w których są umieszczone wkręty mocujące) do dna osłony zewnętrznej termometru, co poprawia własności dynamiczne czujnika. Wkład pomiarowy pojedynczy lub podwójny jest częścią zamienną termometru. W przypadku jego uszkodzenia, może być wymieniony na inny. W wykonaniu iskrobezpiecznym termometru (atest KDB04ATEX037X), wkład pomiarowy typ WPOP01 lub WPOP01ds1 musi być umieszczany w osłonie zewnętrznej z głowicą przyłączeniową. Wkłady pomiarowe wykonywane są jako pojedyncze (jeden obwód pomiarowy) lub podwójne (dwa obwody pomiarowe). Połączenia wewnętrzne pomiędzy opornikiem termometrycznym a kostką zaciskową mogą być w układzie 2, 3 lub 4przewodowym. W miejsce kostki zaciskowej może być zamontowany przetwornik, normalnie z proporcjonalnym do temperatury sygnałem prądowym 420 ma lub cyfrowym jak HART,Profibus. W wykonaniu iskrobezpiecznym przetworniki te posiadają swoje certyfikaty ATEX. W wykonaniu normalnym w osłonie metalowej znajduje się opornik termometryczny z przewodami wewnętrznymi umieszczonymi w kształtce ceramicznej, a całość zasypana jest piaskiem kwarcowym. Metalowa osłona zewnętrzna może być prosta, z króćcem gwintowanym, z kołnierzem lub w wykonaniu ciśnieniowym. Wykonana jest ze stali stopowej odpowiedniej do temperatury pracy termometru i środowiska, w którym będzie dokonywany późniejszy pomiar. W wykonaniu z przewodem płaszczowym Cu, opornik termometryczny jest połączony z kostką zaciskową przewodami Cu umieszczonymi w sprasowanej izolacji mineralnej wykonanej z tlenku glinu (MgO) i płaszcza metalowego. Głowice przyłączeniowe wykonane ze stopu lekkiego lub tworzywa sztucznego, pokryte są emalią zabezpieczającą i zamykane są na zawias pokrywą za pomocą wkręta lub szybkiego zamknięcia. Przewody łączące termometr z urządzeniem współpracującym wyprowadzone są z głowicy przez wpust kablowy. 5
5. URZĄDZENIA I PRZYRZĄDY WSPÓŁPRACUJĄCE. Termometry oporowe mogą współpracować z dowolnym odbiornikiem przystosowanym do pracy z danym termoelementem. Termometry w wykonaniu iskrobezpiecznym muszą współpracować tylko z obwodami iskrobezpiecznymi. Dla termometrów z wbudowanym przetwornikiem, dowolny odbiornik musi być przystosowany do współpracy z sygnałem prądowym 420 ma. Dodatkowo temperatura otoczenia urządzenia współpracującego z przetwornikiem temperatury nie może przekraczać temperatury pracy przetwornika. 6. WYPOSAŻENIE. Do normalnego wyposażenie termometru wchodzą : DTR Karta gwarancyjna Certyfikat ATEX (dla wykonań iskrobezpiecznych) Deklaracja zgodności (dla wykonań iskrobezpiecznych) 7. ODBIÓR TECHNICZNY. Odbiór i dopuszczenie do użytkowania przez Kontrolę Jakości producenta odbywa się na podstawie sprawdzenia zgodności wyrobu z WTO opracowanych w oparciu o normy: PNEN 600790:2006; PNEN 6007911:2007; PNEN 6007926:2007; PNEN 612410:2007; PNEN 6124111:2007. 8. GWARANCJA. Producent udziela gwarancji na termometry pod warunkiem eksploatowania wyrobu zgodnie z wymaganiami określonymi w niniejszej DTR. 9. PRZECHOWYWANIE I TRANSPORT. Termometry należy przechowywać w pomieszczeniach zamkniętych w temp. od +5 C do +50 C o wilgotności nie przekraczającej 80%. Transport powinien się odbywać zakrytymi środkami transportu. 6
10. MONTAŻ. Na ogół wszystkie termometry mogą być montowane w dowolnej pozycji pracy. W zależności od rodzaju osłony zewnętrznej, miejsca, w którym ma być prowadzony pomiar, rodzaju ośrodka pomiarowego, termometr należy montować kierując się poniższymi ogólnymi uwagami: a) Termometry powinny być montowane (w miarę możliwości) w miejscach łatwo dostępnych, pozwalającą na łatwą obsługę jak i wymianę wkładu pomiarowego. b) Termometry o większych długościach L (szczególnie przy wysokich temperaturach) należy montować w pozycji pionowej, aby uniknąć wygięcia się ich pod wpływem własnego ciężaru. c) W rurociągu termometry montować tak, aby opornik termometryczny znajdował się w osi rurociągu. d) Przy montażu termometrów z osłonami do wspawania, należy na czas spawania odkręcić osłonę i zabezpieczyć jej wnętrze przed zanieczyszczeniem specjalnie do tego celu przeznaczonym korkiem. e) aby znacznie ograniczyć błąd pomiaru temperatury po wprowadzonego do medium termometru, wynikający ze zmiany rozkładu pola termicznego, należy: stosować w miarę możliwości czujniki o większych długościach L, aby część osłony znajdującej się w ośrodku pomiarowym była większa od części wystającej na zewnątrz np. w rurociągach montować termometry ukośnie lub w kolankach, części osłony termometru wystające poza miejsce pomiaru izolować cieplnie (uważać, aby nie przekroczyć dopuszczalnej temperatury głowicy), przy pomiarach temperatury w rurociągach o małych prędkościach przepływu stosować przewężenia celem zwiększenia prędkości przepływu. 7
PRZYKŁADY MONTAŻU TERMOMETRÓW Rys.1 Przykłady montażu termometrów TYP TOPW. 8
Rys.2 Przykłady montażu termometrów TYP TOPPKG. Rys.3 Przykłady montażu termometrów TOPPF. Rys.4 Przykłady montażu termometrów TYP TOPPD za pomocą łącznika prostego UZG47. 9
PRZYKŁADY PODŁĄCZENIA TERMOMETRU Z WBUDOWANYM PRZETWORNIKIEM Rys.5 Przykłady montażu termometrów z odbiornikami i zasilaczem. Rys.6 Przykład montażu termometrów z odbiornikiem w strefie zagrożonej wybuchem 10
10.1 MONTAŻ CZUJNIKÓW w WYKONANIU ISKROBEZPIECZNYM a) Na granicy dwóch stref ; 0 i stref 1, 2 Rys.7 Jak pokazano na rys. 7 w strefie 0 może znajdować się wyłącznie osłona zewnętrzna termometru. Głowica może znajdować sie tylko w strefie 1 lub 2.Granicą między strefami jest przyłącze procesowe (króciec lub kołnierz) z uszczelnieniem minimum IP67. Gwinty walcowe muszą być uszczelniane uszczelką na kołnierzu. Gwinty stożkowe muszą być uszczelnione materiałem uszczelniającym. Połączenie kołnierzowe musi być z uszczelką. Wpusty kablowe dla odpowiedniej średnicy kabla IP minimum 65. b) Podłączenie czujnika bez przetwornika Czujnik podłączyć do obwodu iskrobezpiecznego zgodnie z projektem instalacji. Parametry linii Ci i Li muszą być uwzględnione przy ocenie iskrobezpieczeństwa obwodu. Dla czujników o średnicy osłony d< 10 mm należy uwzględnić połączenie obwodu pomiarowego z obudową jako pojedyncze uszkodzenie zliczalne. 11
c) Podłączenie czujnika z przetwornikiem certyfikowanym wg ATEX. Czujnik podłączyć do obwodu iskrobezpiecznego zgodnie z projektem instalacji. Parametry linii Ci i Li muszą być uwzględnione przy ocenie iskrobezpieczenstwa obwodu. Przetworniki muszą być zasilane z zasilacza iskrobezpiecznego bezposrednio lub poprzez barierę Zenera umieszczonych poza strefą niebezpieczną. Jeżeli przetworniki sa bez separacji galwanicznej muszą być podłączone do zasilacza iskrobezpiecznego poprzez barierę Zenera. d) Klasa temperaturowa czujnika. O klasie temperaturowej czujnika decyduje najbardziej gorąca powierzchnia czujnika jaka może pojawić się podczas pomiaru temperatury procesu w granicach zakresu pomiarowego. Urządzenia grupy II 1/2G powinny być zakwalifikowane do klasy temperaturowej w zależności od maksymalnej temperatury powierzchni osiąganej podczas pracy urządzenia. Klasa temperaturowa T1 T2 T3 T4 T5 T6 Maksymalna temperatura powierzchni 450ºC 300ºC 200ºC 135ºC 100ºC 85ºC Temperatura zapłonu substancji >450ºC >300ºC<450ºC >200ºC<300ºC >135ºC<200ºC >100ºC<135ºC >85ºC<100ºC Tabela 1 Klasa temperaturowa W żadnym wypadku maksymalna temperatura powierzchni czujnika nie może być wyższa od temperatury samozapłonu mieszanki wybuchowej gazu, pary lub mgły z powietrzem. Projektant instalacji jest odpowiedzialny za taki wybór typu czujnika i sposobu jego montażu, aby po zamontowaniu na obiekcie podczas ekstremalnych warunków pracy, temperatura najbardziej gorących powierzchni czujnika była niższa od temperatury klasy temperaturowej dla danej substancji (gazu,mgły, pary). 12
Rys.8 Z rys. 8, dla L=90 mm temperatura osłony wzrośnie o 22 C powyżej temperatury otoczenia. Przyjmujemy, że L=100 mm co zapewni bezpieczny przyrost temperatury osłony czujnika. Jeśli więc mierzymy np. temperaturę medium w rurociągu to powinien on mieć izolację cieplną o grubości min. 100 mm. Jeśli mamy czujnik temperatury z wbudowanym przetwornikiem pomiarowym to należy dobrać zakres stosowania temperatur otoczenia Ta do danej klasy temperaturowej, która jest podana w dołączonym ateście ATEX przetwornika. 13
Np. przetwornik IPAQHX ma następujące klasy temperaturowe: T4 40 C < Ta < 85 C T5 40 C < Ta < 65 C T6 40 C < Ta < 50 C Montażu czujników w strefach zagrożonych wybuchem należy dokonać zgodnie z zasadami eksploatacji urządzeń przeciwwybuchowych zawartych w EN 6007914 Urządzenie elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Dobór, instalowanie, konserwacja i naprawa urządzeń elektrycznych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. e) Ograniczenie temperatury w obecności pyłów palnych. Dla urządzeń grupy II 1/2 D musi być podana maksymalna temperatura powierzchni osiągana podczas pracy urządzenia. Maksymalna temperatura powierzchni czujnika temperatury nie powinna przekroczyć 2/3 wartości temperatury zapłonu mieszaniny pyłu z powietrzem podanych w C. Maksymalna temp. powierzchni czujnika temperatury, nie może przekroczyć wartości niższej o 75 K od minimalnej temp. zapłonu warstwy danego pyłu o grubości 5 mm. Jeżeli występują możliwości powstawania na czujnikach warstwy pyłu o grubości od 5 mm do 50 mm, to maksymalna dopuszczalna temp. powierzchni powinna być odpowiednio obniżona zgodnie z PN EN 612410. Dla warstwy o nadmiernej grubości określenie maksymalnej dopuszczalnej temperatury powierzchni następuje podczas badań. 14
Tabela 2 Mieszaniny wybuchowe wyciąg z Dokumentu Instytutu INRS 15
11. OBSŁUGA I KONSERWACJA. Kiedy termometry są eksploatowane w warunkach podanych w karcie katalogowej (wibracje, temperatura głowicy), nie wymagane są dodatkowe konserwacje. W przypadku podejrzenia, że działanie jej jest niewłaściwe, należy przede wszystkim sprawdzić wkład pomiarowy umieszczając w znanej temperaturze koniec termometru, zmierzyć oporność oraz porównać wskazaną wartość z wartością zawartą w PNEN 60751. Przy sprawdzaniu przetwornika, do jego zacisków wejściowych należy podłączyć 3przewodową linią rezystor dekadowy i nastawić na nim wartość odporności odpowiadających początkowi i końcowi zakresu pomiarowego zgodnie z w/w. normą, a następnie porównać sygnały wyjściowe, które powinny odpowiednio wynosić 4 ma i 20 ma 12. WARUNKI STOSOWANIA. Maksymalna temperatura powierzchni urządzenia musi być określona w miejscu zainstalowania z uwzględnieniem wartości wartości mierzonej temperatury, temperatury otoczenia oraz rozpraszanej mocy przez opcjonalnie zastosowany w głowicy przetwornik temperatura ta nie może przekroczyć wartości: temperatury pracy głowicy i znajdującego się w niej przetwornika, temperatury samozapłonu otaczającej urządzenie wybuchowej mieszaniny gazowej, 2/3 temperatury samozapłonu obłoku pyłu, temperatura powierzchni czujnika pod warstwą pyłu musi być niższa od temperatury samozapłonu pyłu zgodnie z załącznikiem B normy PNEN 6124110. Czujniki, w których element pomiarowy połączony jest galwanicznie z obudową powinien być zasilany z obwodu iskrobezpiecznego zapewniającego galwaniczne oddzielenie od ziemi. UWAGA KOŃCOWA. W przypadku trudności w uruchomieniu lub eksploatacji termometrów, firma nasza udziela informacji i porad technicznych związanych z występującymi problemami. 16
Nazwisko i imię Data Wykonał R. Skrzyński 5.05.2009 Zatwierdził J. Mikołajczyk 5.05.2009 17 Podpis