Seite 1
Infrarot Sensor Betriebsanleitung Rev. B 06/2011 57301-1...
Seite 3
Kontakte Raytek Corporation Worldwide Headquarters Santa Cruz, CA USA Tel: +1 800 227 – 8074 (USA and Canada only) +1 831 458 – 3900 Fax: +1 831 458 – 1239 solutions@raytek.com European Headquarters France United Kingdom Berlin, Germany Tel: +49 30 4 78 00 80 info@raytek.fr ukinfo@raytek.com raytek@raytek.de...
Seite 4
ARANTIE Der Hersteller garantiert für jedes Produkt eine Garantie von zwei Jahren ab Datum der Rechnungslegung. Nach diesem Zeitraum wird im Reparaturfall eine 12-monatige Garantie auf alle reparierten Gerätekomponenten gewährt. Die Garantie erstreckt sich nicht auf elektrische Sicherungen, Primärbatterien und Teile, die missbräuchlich verwendet bzw. zerstört wurden. Bei Öffnen des Gerätes erlischt ebenfalls die Garantie.
Inhaltsverzeichnis ............................7 ICHERHEITSHINWEISE ............................8 ECHNISCHE ATEN 2.1 M ......................... 8 ODELLE UND ARAMETER 2.2 O ..........................10 PTISCHE IAGRAMME 2.3 A ........................12 BMESSUNGEN DES ENSORS 2.4 L ............................14 IEFERUMFANG ..............................15 RUNDLAGEN 3.1 I ......................15 NFRAROT EMPERATURMESSUNG 3.2 E...
Seite 6
6.1 A ............................. 41 NFORDERUNGEN 6.2 I ........................41 NSTALLATION UND TART 6.3 S ..........................42 ENSOREINSTELLUNGEN 6.3.1 Sensor Setup ............................42 ............................43 ROGRAMMIERUNG 7.1 T ............................43 RANSFER 7.2 A ......................43 LLGEMEINE EFEHLSSTRUKTUR 7.3 E ......................... 44 INSTELLEN DES ERÄTES 7.3.1 Temperaturberechungen ........................
Sicherheitshinweise Diese Anleitung ist Teil des Geräts und über die Lebensdauer des Produktes zu behalten. Nachfolgenden Benutzern des Geräts ist die Anleitung mitzugeben. Es ist sicherzustellen, dass gegebenenfalls jede erhaltene Ergänzung in die Anleitung einzuführen ist. Das Gerät darf nur in Betrieb genommen werden, wenn es gemäß vorliegender Anleitung von ausgebildeten Fachkräften in die Maschine eingebaut worden ist und es als Ganzes mit den entsprechenden gesetzlichen Vorschriften übereinstimmt.
Technische Daten Messtechnische Parameter Genauigkeit ± 1 % oder ± 1°C vom Messwert, jeweils größerer Wert gilt ± 2°C für Messtemperaturen < 10°C ± 2°C für Messtemperaturen < 90°C für P7 Modelle ± 1.2% oder ± 1.2°C, für Thermoelement Reproduzierbarkeit ±...
Technische Daten 2.2 Optische Diagramme Die optischen Diagramme geben Auskunft über den Messfleckdurchmesser in Abhängigkeit zur Entfernung Messobjekt - Messkopf. Alle optischen Diagramme beziehen sich bei Angabe der Messfleckgröße auf 90% der Strahlungsenergie. Messfleckdurchmesser S und Messentfernung D im Scharfpunkt in mm Entfernung zwischen Sensor und Messobjekt [mm] Messfleckdurchmesser S (mm) Entfernung D (mm)
Seite 11
Technische Daten LT, G5 MT, P7 Standardfokus SF Standardfokus SF LTSF MTSF G5SF P7SF LT, MT, G5 Scharfpunktoptik CF2 Scharfpunktoptik CF1 LTCF2 MTCF2 LTCF1 G5CF2 Scharfpunktoptik CF2 Standardfokus SF LTHCF2 LTHSF Abbildung 1: Optische Diagramme Rev. B 06/2011...
Technische Daten 2.3 Abmessungen des Sensors Alle Messköpfe werden mit einem starren Haltewinkel und einer Befestigungsmutter geliefert. Der Messkopf kann aber auch mit Hilfe kundenspezifischer Befestigungsmaterialien montiert werden. Alle Messköpfe und Zubehörteile werden mit 1,5” 20 UN 2 Gewinde geliefert! Abbildung 2: Abmessungen des Sensors mit DIN Stecker Abbildung 3: Abmessungen des Sensors mit Schraubklemme Rev.
Seite 13
Technische Daten Abbildung 4: Abmessungen des Sensors mit DIN Stecker und Wasserkühlgehäuse Abbildung 5: Abmessungen des Sensors mit Schraubklemme und Wasserkühlgehäuse Abbildung 6: Abmessungen des starren Montagewinkels (XXXTXXACFB) Rev. B 06/2011...
Technische Daten 2.4 Lieferumfang Alle Modelle werden ausgeliefert mit: Bedienungsanleitung starrem Montagewinkel Befestigungsmutter Software CD Laser (nur bei LTHSF oder LTHCF2) Rev. B 06/2011...
Grundlagen 3.1 Infrarot-Temperaturmessung Jeder Körper sendet eine seiner Oberflächentemperatur entsprechende Menge infraroter Strahlung aus. Die Intensität der Infrarotstrahlung ändert sich mit der Temperatur des Objektes. Abhängig vom Material Oberflächenbeschaffenheit liegt emittierte Strahlung einem Wellenlängenbereich von ca. 1 ... 20 µm. Die Intensität der Infrarotstrahlung („Wärmestrahlung”) ist materialabhängig.
Grundlagen 3.3 Umgebungstemperatur Der Messkopf ist für Messungen bei Umgebungstemperaturen von 0°C bis 70°C ausgelegt. 3.4 Luftreinheit Um Fehlmessungen und Beschädigungen der Linse zu vermeiden, sollte diese stets vor Staub, Rauch, Dunst und sonstigen Verunreinigungen geschützt werden. Ein Luftblasvorsatz ist für diesen Zweck erhältlich.
Bedienung 4.2 Schraubklemme Beschreibung Leiter (24 VDC) GND In Purpur Ausgang – Gelb Ausgang + Grün RS485-A Blau RS485-B Orange Abbildung 10: Schraubklemme Abbildung 11: Belegung Abbildung 12: Anschluss des Kabels 1. Schraubklemme 2. Dichtkappe 3. 4. Dichtring 5. Kabel 6. Zugentlastung 7. Bogenplatte 8. Mutter Sensorkabel können in verschiedenen Längen bestellt werden (XXXXRLTCB…).
Seite 19
Bedienung Ziehen Sie auf das Kabel: den einen metallischen Dichtring (4), die Zugentlastung (6), die Bogenplatte (7) und die Mutter (8). Entmanteln Sie ein Kabelende um ca. 60 mm. Achtung – nicht die Schirmung beschädigen! Nehmen Sie den zweiten metallischen Dichtring (3) zum Aufdröseln der Schirmung zwischen den beiden Dichtringen.
Seite 20
Bedienung Ziehen Sie die Dichtkappe (2) auf das Kabel. Schrauben Sie Mutter (8) und Dichtkappe (2) zusammen. Achtung – nicht zu fest anziehen! Lassen Sie das Kabel frei drehbar! Verbinden Sie die Aderenden mit der Schraubklemme (1)! Verbinden Sie die Schraubklemme (1) mit dem Sensor! Halten Sie das Kabel straff.
Bedienung 4.3 Betriebsmodi Öffnen des Sensors Zum Öffnen des Sensors schrauben Sie die Kappe auf der rechten Seite ab und ziehen diese bis zur Begrenzung nach rechts auf. Abbildung 13: Öffnen des Sensors S1 -Ausgang S2 -Ausgang S3 -RS485 Abschlusswiderstand Modus Down Up Abbildung 14: Bedienelemente Rev.
Seite 22
Bedienung Einstellen von Parametern über die Geräte-Bedienelemente Die Bedienelemente des Geräts, welche sich im Innern der Elektronikbox befinden, umfassen drei Taster zum Einstellen von Parametern und eine LCD Anzeige. Drücken Sie den <Mode> Taster bis das Symbol für den gewünschten Modus in der Anzeige erscheint, z.B. <T> zum Setzen der Transmission. Drücken Sie die <Down/Up>...
Seite 23
Bedienung Schalterfunktionen: SR: Abschlusswiderstand für RS485 Netzwerk 0-5 V Ausgang (Voreinstellung) Setzen Sie S1 und S2 auf die <mV> Position. Drücken Sie die <Down> Taste bis <mV> erscheint. Drücken Sie die <Mode> Taste. 4-20 mA Ausgang Setzen Sie S1 auf die <mA> Position. Drücken Sie die <Down>...
Seite 24
Bedienung J Thermoelement Ausgang Setzen Sie S1 auf die <TC> Position. Drücken Sie die <Down> Taste bis <TCJ> erscheint. Drücken Sie die <Mode> Taste. Achtung: Ausgang nur verfügbar für Modelle mit Schraubklemme! K Thermoelement Ausgang Setzen Sie S1 auf die <TC> Position. Drücken Sie die <Down>...
Bedienung 4.4 Signalverarbeitung 4.4.1 Mittelwert Die Ausgabetemperatur wird in Abhängigkeit von der eingestellten Mittelwertzeit geglättet, kurze Störungen und Rauschen werden unterdrückt. Je größer die eingestellte Mittelwertzeit ist, desto größer ist die Störunterdrückung. Achtung: Nachteil Mittelung Ausgabetemperatur besteht darin, dass Ausgabetemperatur der Objekttemperatur nur verlangsamt folgt. Bei einem Temperatursprung am Eingang (plötzliches heißes Objekt) erreicht die Ausgabetemperatur nach Ablauf der Mittelwertzeit erst 90% der eigentlichen Objekttemperatur.
Bedienung Ein “0” Signal (GND) am Eingang FTC3 beendet die Haltezeit sofort und startet die Suche nach dem Maximum erneut. Eine Haltezeit von 999 s (Symbol “∞” in der Anzeige) bewirkt die unendliche Suche nach dem Maximum, welche nur über FTC3 rücksetzbar ist. 4.4.3 Minimum Halten Die Ausgabetemperatur folgt der Objekttemperatur, solange die Objekttemperatur kleiner als die aktuelle Ausgabetemperatur ist.
Bedienung Temp Ausgabetemperatur Objekttemperatur Hysterese Zeit Abbildung 18: Erweitertes Maximum Halten Die Funktion <Erweitertes Maximum Halten> ist nur über die DataTemp Multidrop Software einstellbar. 4.4.5 Erweitertes Minimum Halten Diese Funktion arbeitet ähnlich zur Funktion <Erweitertes Maximum Halten>, nur das nach dem lokalen Minimum gesucht wird.
Bedienung 4.5 Funktionseingänge FTC Die drei Funktionseingänge FTC1, FTC2 und FTC3 dienen der externen Steuerung des Geräts. Alle Eingangsfunktionen können nur über die DataTemp MultiDrop Software konfiguriert werden, siehe dazu auch die Softwarehilfe! FTC1 FTC2 FTC3 Emissionsgrad (analoge Steuerung) Emissionsgrad (digitale Steuerung) Kompensation der Hintergrundtemperatur Trigger/Halten/Laser Tabelle 1: Überblick zu den FTC Funktionseingängen...
Seite 29
Bedienung 0 = Low-Signal (Eingang auf 0 V) 1 = High-Signal (Eingang auf 5 V) Ein nicht beschalteter Eingang wird als High-Signal interpretiert! Tabelleneintrag Emissionsgrad FTC3 FTC2 FTC1 (Beispiel) 1.100 0.500 0.600 0.700 0.800 0.970 1.000 0.950 Abbildung 21: Digitale Einstellung des Emissionsgrades mit den FTC Eingängen Die Werte in der Tabelle können nur über die DataTemp Multidrop Software eingestellt werden.
Bedienung 4.5.3 Kompensation der Hintergrundtemperatur Sensor gemessene Objekttemperatur kann durch Berücksichtigung Hintergrundtemperatur des Objekts deutlich verbessert werden. Diese Funktion sollte immer dann aktiviert werden, wenn der Emissionsgrad nicht 1.0 ist und die Hintergrundtemperatur in der Nähe der Temperatur des Messobjekts liegt. So würden z.B. die stark erhitzten Wände innerhalb eines Heizofens ohne Kompensation der Hintergrundtemperatur zu größeren Messwerten führen.
Bedienung 4.5.4 Trigger/Halten/Laser Der FTC3 Eingang kann als externer Eingang entweder als Trigger oder zum Halten oder zum Schalten des Lasers konfiguriert werden. Externer Schalter: - Relaiskontakte, - Transistor, - TTL Ausgang, … Abbildung 23: Verdrahtung des FTC3 Eingang Trigger: Ein logischer Pegel “0” am FTC3 Eingang setzt die Min/Max Haltefunktion zurück. Solange der logische “0”...
Bedienung 4.6 RS485 Kommunikation Die Entfernung zwischen Gerät und PC kann für die RS485 Schnittstelle bis zu 1200 m betragen. Damit kann unabhängig Montageort Sensors außerhalb harter Umgebungsbedingungen im Kontrollraum aufgestellt werden. 4.6.1 USB/RS485 Schnittstellenwandler Der USB/RS485 Adapter wird über den USB Anschluss des Computers mit Spannung versorgt. Abbildung 26: USB/RS485 Konverter (XXXUSB485) Sensor Konverter...
Bedienung 4.6.2 RS232/485 Schnittstellenwandler Der RS232/485 Schnittstellenwandler wird mit Netzteil geliefert: RAYMINCONV2 für 230 VAC RAYMINCONV1 für 110 VAC RS485A RS485B Rev. B 06/2011...
Bedienung 4.6.3 Installation mehrerer Geräte über RS485 Zur Installation mehrerer Geräte (max. 32) in einem RS485 Netzwerk (Multidrop) werden die Geräte parallel zueinander geschaltet. Um Masseschleifen zu vermieden, müssen alle Geräte im Netzwerk über die gleiche Spannungsversorgung betrieben werden! Multidrop Adresse Drücken Sie die <Mode>...
Bedienung 4.7 Werksvoreinstellung Halten Sie die <down> Taste und drücken Sie zweimal gleichzeitig die <Mode> Taste, um die Werksvoreinstellung aufzurufen. Rev. B 06/2011...
Zubehör 5.2 Justierbarer Montagewinkel Abbildung 29: Justierbarer Montagewinkel (XXXTXXACAB) 5.3 Luftblasvorsatz Der Luftblasvorsatz (XXXTXXACAP) dient dazu, Staub, Feuchtigkeit, Schwebepartikel und Kondensat von der Linse fernzuhalten. Er kann vor oder hinter dem Haltewinkel montiert werden. Der Luftstrom wird über Edelstahl-Fittings 1/8“ NPT auf die Frontöffnung geleitet. Er sollte auf maximal 0,5 bis 1,5 l/s begrenzt sein.
Zubehör Abbildung 31: 90° Umlenkspiegel Bei Einsatz des 90° Umlenkspiegels muss aufgrund von Energieverlusten der Emissionsgrad um 5% nach unten korrigieren werden. Das heißt, für ein Messobjekt mit einem Emissionsgrad von 0,65 müsste der Emissionsgrad auf 0,62 verringert werden. 5.5 Visierhilfe Die Visierhilfe (XXXTXXACSV) erleichtert die Ausrichtung des Standardmesskopfes.
Zubehör 5.7 Schutzfenster Schutzfenster werden eingesetzt, um die Optik des Sensors vor äußeren Schmutzeinflüssen zu schützen. Für Sensoren mit Plastiklinse wird der Einsatz eines Schutzfensters in Verbindung mit einem Luftblasvorsatz dringend empfohlen. Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick zu den erhältlichen Schutzfenstern. Alle Schutzfenster haben eine Transmission kleiner 100%.
Zubehör 5.8 ThermoJacket Schutzgehäuse Thermoschutzgehäuse ThermoJacket ermöglicht Einsatz Messkopfes ® Umgebungstemperaturbereichen bis 315°C. Das robuste Aluminiumgehäuse umschließt den Messkopf vollständig und realisiert Wasserkühlung sowie Luftspülung. Messköpfe können problemlos ein- und ausgebaut werden, während das Thermoschutzgehäuse fest montiert bleibt. Abbildung 2: ThermoJacket mit Montagefuß Weitere Informationen sind dem ThermoJacket Handbuch zu entnehmen.
Software 6.1 Anforderungen PC mit Windows 2000/XP/Vista/Win7, minimaler Arbeitsspeicher 64 MB RAM ca. 10 M Festplatten-Speicherplatz für das Programm 6.2 Installation und Start Bevor Sie das Programm starten, überprüfen Sie, ob der Sensor oder die Sensoren eingeschaltet sind. Der Startup Wizard startet beim ersten Aufruf des Programms. Software Start Zum Installieren der Software muss die SETUP.EXE vom Datenträger aufgerufen werden! Ein Doppelklick auf das Symbol <DataTemp Multidrop>...
Software 6.3 Sensoreinstellungen 6.3.1 Sensor Setup Abbildung 34: Sensor Setup Im diesem Dialog können die Einstellungen für die Signalverarbeitung (Emissionsgrad, Kompensation der Hintergrundtemperatur, Signalverarbeitung), die Ausgangssignale (0/4 - 20 mA, Alarmrelais) und die erweiterten Einstellungen (Kommunikation) vorgenommen werden. Weitere Informationen finden sich in der Softwarehilfe. Rev.
Programmierung 7.1 Transfer Modi Das Gerät verfügt über eine RS485 Schnittstelle. Einstellung: Übertragungsrate: 9,6 kBaud, 8 Datenbits, 1 Stopbit, keine Parität, keine Flusssteuerung (Halb-Duplex-Betrieb). Zwei Übertragungsmodi können eingestellt werden: Poll Mode: Abfragemodus, ein Parameter wird einzeln vom Nutzer abgefragt oder gesetzt. Burst Mode: kontinuierliche Datenübertragung, eine vordefinierte Kombination von Parametern („Burst String“) wird permanent vom Gerät gesendet, Datenübertragung nur in eine...
Programmierung Setzen eines Parameters ohne Schreiben in den geräteinternen EEPROM (Poll Mode) Diese Funktion kann für Testzwecke genutzt werden. E#0.975<CR> “E“ ist der zu setzende Parameter “#“ist der Befehl “Setze den Parameter ohne Schreiben in den EEPROM“ “0.975“ist der Wert des Parameters <CR>...
Seite 45
Programmierung ES=E Emissionsgrad spannungsgesteuert über externen Analogeingang FTC1 gesetzt ES=D Emissionsgrad über Tabelleneintrag gesetzt (Auswahl an digitalen Eingängen FTC1 – FTC 3, siehe Abschnitt 4.5.2 Emissionsgrad (digital), Seite 28. Abfrage des aktuellen Emissionsgrades, welcher für die Berechnung der Temperatur verwendet wird In der Tabelle sind jeweils acht Einträge für den Emissionsgrad (1) und die zugehörigen Alarmwerte (2) möglich.
Programmierung 7.3.3 Signalverarbeitung Zur Signalverarbeitung können die folgenden Parameter gesetzt werden, siehe Abschnitt 4.4 Signalverarbeitung, Seite 25. Maximum halten, Haltezeit: 5 s F=12.5 Minimum halten, Haltezeit: 12.5 s G=10 Mittelwert, Mittelwertzeit (90%): 10 s XY=3 Erweitertes Maximum halten, Hysterese: 3 K XY=-2 Erweitertes Minimum halten, Hysterese: 2 K Erweitertes Max/Min Halten mit Mittelung:...
Programmierung H=500 der maximale Strom-/Spannungswert entspricht 500°C der minimale Strom-/Spannungswert entspricht 0°C Achtung: Bei den Thermoelementen Ausgängen können diese Werte nicht gesetzt werden. Die minimale Temperaturspanne zwischen Maximal- und Minimalwert ist 20 K. 7.5.3 Alarmausgang Der galvanisch getrennte Alarmausgang kann von verschiedenen Temperaturparametern gesteuert werden: Alarmausgang für Messkopfinnentemperatur, Ausgang programmierbar auf normalerweise offen N.O.
Programmierung AC=0 keine Kompensation AC=1 Kompensation mit einer konstanten Temperatur, welche über den Befehl „A“ gesetzt wird. AC=2 Kompensation mit einem externen Spannungssignal am Eingang FTC2 (0 V – 5V entsprechend unterem und oberem Temperaturbereich), Auslesen der aktuellen Umgebungstemperatur mit Befehl „A“. Achtung: Der Befehl AC = 2 funktioniert nicht, wenn der Befehl ES = D gesetzt wurde! 7.6 Netzwerkbetrieb (Multidrop Mode)
Wartung Bei allen auftretenden Problemen stehen Ihnen die Mitarbeiter unseres Kundendienstes jederzeit zur Verfügung. Dies betrifft auch Unterstützung hinsichtlich eines optimalen Einsatzes Ihres Infrarot- Messsystems, Kalibrierung oder die Ausführung kundenspezifischer Lösungen sowie die Gerätereparatur. Da es sich in vielen Fällen um anwendungsspezifische Lösungen handelt, die eventuell telefonisch geklärt werden können, sollten Sie vor einer Rücksendung der Geräte mit unserer Serviceabteilung in Verbindung treten, siehe Telefon- und Faxnummern am Anfang des Dokuments.
Wartung 8.2 Fehlermeldungen Fehlermeldungen über die LCD Anzeige: Ausgabe Fehlerbeschreibung OVER Temperatur Überlauf UNDER Temperatur Unterlauf LCD Test, nach Rücksetzen (2 s) Tabelle 5: Fehlermeldungen über LCD Anzeige Fehlermeldungen über RS485: Ausgabe Fehlerbeschreibung T>>>>>> Temperatur Überlauf T<<<<<< Temperatur Unterlauf Tabelle 6: Fehlermeldungen über RS485 8.3 Automatische Fehleranzeige Die automatische Fehleranzeige über den Alarmausgang dient dazu, den Anwender zu warnen und eine sichere Ausgabe im Falle eines Systemfehlers zu garantieren.
Wartung 8.4 Reinigung der Linse Achten Sie stets auf die Sauberkeit der Linse. Jeder Fremdkörper auf der Linse beeinträchtigt die Messgenauigkeit. Die Reinigung der Linse muss mit Vorsicht erfolgen. Gehen Sie dazu bitte wie folgt vor: Lose Partikel mit sauberer Luft wegblasen. Verbleibende Partikel entfernen Sie am besten äußerst vorsichtig mit einer weichen Kamelhaarbürste.
Wartung 8.5 Auswechseln des Schutzfensters Der Sensor verfügt über ein Gewinde zur einfachen Montage von Schutzfenstern. Das Fenstermaterial wird von einem mit Außengewinde versehenen Metallring gehalten. Der Metallring verfügt über einen Dichtring zum hermetischen Verschluss der Optik des Messkopfes. Schrauben Sie das auszutauschende Schutzfenster mit dem Montagewerkzeug ab. Das Werkzeug funktioniert wie ein Schraubendreher mit zwei Klingen, Sie lösen das Schutzfenster durch Linksdrehung.
Anhang 9.1 Bestimmung des Emissionsgrades Der Emissionsgrad ist ein Maß für die Fähigkeit von Materialien, infrarote Energie zu absorbieren oder abzustrahlen. Der Wert kann zwischen 0 und 1,0 liegen. So hat beispielsweise ein Spiegel einen Emissionsgrad von 0,1, während der so genannte „Schwarze Strahler“ einen Emissionsgrad von 1,0 besitzt.
Anhang 9.2 Typische Emissionsgrade Die folgenden Tabellen können zu Rate gezogen werden, wenn keine der obigen Methoden zur Emissionsgradbestimmung durchführbar ist. Allerdings sind Tabellenwerte lediglich Durchschnittswerte, da der Emissionsgrad eines Materials von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird. Dazu gehören: Temperatur Messwinkel Geometrie der Oberfläche (eben, konkav, konvex) Dicke Oberflächenbeschaffenheit (poliert, rau, oxidiert, sandgestrahlt)
Seite 59
Anhang Beschreibung Char Format Poll Burst Gültige Werte Werks- voreinstellung N = kein Laser verfügbar FTC 3 Trigger / Halten/ Laser N = Keine Funktion AN T = Trigger H = Halten L = Laser Analog-Ausgabemode 0 = 0 – 20 mA, 4 = 4 – 20 mA, 9 = mV Firmwarerevision z.B.