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Sicherheitshinweise • Vor allen Arbeiten mit und am Gerät / Produkt ist die Bedienungsanleitung zu lesen. Diese Bedienungsanleitung enthält Hinweise, die bei Montage, Inbetriebnahme und Betrieb zu beachten sind. Eine Nichtbeachtung kann bewirken: - Versagen wichtiger Funktionen - Gefährdung von Personen durch elektrische oder mechanische Einwirkungen - Schäden an Objekten •...
3 Funktionsweise des Laser-Niederschlags-Monitor Mittels einer laser-optischen Strahlquelle (Laserdiode und Optik) wird ein paralleles Lichtband (infrarot, 785nm, nicht sichtbar) erzeugt. Auf der Empfängerseite sitzt eine Photodiode mit einer Linse, um die optische Leistung durch Umwandlung in ein elektrisches Signal zu messen. Partikel 20mm Infrarot-Lichtstrahl...
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Durchmesser [mm] Fallgeschwindigkeit [m/s] 0.2 (Niesel) 0.73 0.3 (Niesel) 0.8 (Regen) 0.9 (Regen) 1.8 (Regen) 2.2 (Regen) 3.2 (Regen) 5.8 (Regen) Tabelle 1: Beispiel für die Geschwindigkeit von flüssigen Partikeln Die berechneten Daten werden über eine Minute gespeichert und dann über die serielle Schnittstelle ausgegeben.
Abbildung 3: Schematisches Blockdiagramm Zur Erläuterung des Aufbaus und der prinzipiellen Funktion zeigt das Blockdiagramm (Abbildung 3) schematisch die wichtigsten Funktionszusammenhänge (Option „Verstärkte Heizung“ nicht dargestellt). 4 Aufbau des Messgerätes Der Laser-Niederschlags-Monitor besteht aus einem lackierten Aluminium-Gehäuse der Schutzart IP65, einem am Gehäusedeckel befestigten Laserkopf sowie über einen mittels Tragarmen befestigten Empfangskopf (jeweils aus eloxiertem Aluminium) (Abbildung 4 + Abbildung 5).
ACHTUNG: Nicht in den unsichtbaren Laserstrahl schauen! Sollten die auf dem Gehäuse befindlichen Laserwarnaufkleber nicht mehr leserlich sein, darf der Sensor nicht betrieben werden! Die Intensität des unsichtbaren Laserstrahls gilt auch bei längerer Einwirkzeit als augensicher (ohne Verwendung optischer Instrumente). Ein Hautkontakt mit der unsichtbaren Strahlung ist generell ungefährlich.
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Hinweis: Unterschiede zur 5.4110.00.200 sind durch Fettdruck-Umrahmungen gekennzeichnet. Hinweis: Die Platine Rev. A ist die Vorversion der Platine Rev. B. Die visuellen Unterscheidungen sind an der Farbgebung der Anschlussklemmen zu erkennen. „grüne“ Anschlussklemmen = Platine Elektronikeinheit Rev. A „orange“ Anschlussklemmen = Platine Elektronikeinheit Rev. B 11 - 64 021340/12/15...
4.1 Heizung Bei allen Gerätevarianten werden die Glasscheiben der Sensorköpfe beheizt um Störungen der Messung durch Zufrieren, Beschlagen oder ähnliches zu verhindern. Die Heizleistung regelt sich in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen. Die Heizströme werden zur Selbstdiagnose gemessen und können mit dem Diagnose-Befehl („DD“) abgefragt werden (gilt nur wenn Elektronikeinheit Rev.B verbaut ist, siehe Abbildung 6).
5 Installation Achtung: Das Gerät darf nur von einem qualifizierten Fachmann montiert und verdrahtet werden, der die allgemein gültigen Regeln der Technik und die jeweils gültigen Vorschriften und Normen kennt und beachtet. ACHTUNG: Nicht in den unsichtbaren Laserstrahl schauen! Sollten die auf dem Gehäuse befindlichen Laserwarnaufkleber nicht mehr leserlich sein, darf der Sensor nicht betrieben werden! Die Intensität des unsichtbaren Laserstrahls gilt auch bei längerer Einwirkzeit als augensicher (ohne Verwendung optischer...
Gemäß der WMO-Richtlinie für Niederschlagsmessgeräte sollte die Sensorik in einer Entfernung von mindestens dem Vierfachen der Höhe des nächsten Hindernisses aufgestellt werden. Sofern dies nicht durchführbar ist, ist zumindest zu beachten, dass gegenüber umgebenden Pflanzen, Bauwerken usw. ein Höhenwinkel von kleiner 45° eingehalten wird. Daraus folgt auch, dass der Sensor an dem oberen Ende eines Masten befestigt werden sollte.
5.2.1.1 Beispiel Beispiel einer Montageart mittels Geräteträger 4.3187.61.xxx (optional erhältlich): Abbildung 7: Mastfundament mit Geräteträger 15 - 64 021340/12/15...
5.2.2 Montagewinkel Zuerst sollte der Montagewinkel (mit oder ohne Gehäuse) an den Mast befestigt werden. Wegen den Abschattungseffekten durch den Mast ist der Winkel an die höchst mögliche Stelle zu platzieren. Den Winkel gemäß Abbildung 9 nach Süden (±10°, Nordhalbkugel, gilt nicht für Montage direkt an einer Strasse) ausrichten und am oberen Ende des Mastes befestigen.
5.2.3 Öffnen des Gehäusedeckels Zuerst sind die 4 Schrauben (Inbus SW4) in den Ecken des Deckels zu lösen. Anschließend kann der Deckel vorsichtig runtergeklappt werden. Im geöffneten Gehäusezustand darf keine Feuchtigkeit (Niederschlag) auf die Elektronikeinheit kommen. 5.3 Elektrische Installation ACHTUNG: Das Gerät darf nur von einem qualifizierten Fachmann montiert und verdrahtet werden, der die allgemein gültigen Regeln der Technik und die jeweils gültigen Vorschriften und Normen...
5.3.1 Elektrische Installation über Kabelverschraubungen Um eine EMV-gerechte Installation herzustellen, ist das Abschirmgeflecht des Kabels (außer das normalerweise nicht geschirmte Versorgungskabel) mit den Kontaktfedern der Kabelverschraubung zu verbinden (siehe Abbildung 10). 1. Standardkontaktierung (siehe Abbildung 10.1): - Außenmantel und Schirm absetzen. - Außenmantel nach ca.15mm mit Rundschnitt versehen, jedoch nicht abziehen.
Die Kabel werden durch die entsprechende Kabelverschraubung zu den Sensor - Anschlussklemmen ( Abbildung 6) geführt und an den entsprechenden Zugfeder-Technik- Klemmen angeschlossen. Anschlussschaltbild siehe Kapitel 9. Für die orangenfarbigen Anschlussklemmen ist ein handelsüblicher Schraubendreher mit bis zu 2mm bzw. 0.1inch Klingenbreite in die obere rechteckige Öffnung zu schieben. Das entsprechende Kabel ist in die untere runde Öffnung zu stecken.
5.3.1.1 Elektrische Installation über Steckverbindung Bei Geräten die mit Steckverbindungen ausgestattet sind, sind alle am Gehäuse eingebauten Flanschstecker bereits vorkonfektioniert. Bei dem Flanschstecker für die Versorgung mit vorkonfektioniertem Kabel, ist die Ferrithülse bereits am Kabel (zwischen Stecker und Platine) mit Kabelbinder gegen die Gehäusewand befestigt.
6 Wartung ACHTUNG: Nicht in den unsichtbaren Laserstrahl schauen! ACHTUNG: Die Tragbügel- und Kopf-Heizungen können gefährlich heiß werden! Verbrennungsgefahr! (gilt nur für 5.4110.x1.x00) 6.1 Reinigung Ungefähr alle 3 Monate sollten prophylaktisch die Glasscheiben des Sensors gereinigt werden. Standortabhängig können sich natürlich Abweichungen von dieser Frist ergeben. Zum Reinigen verwenden Sie am besten ein handelsübliches Reinigungstuch, wie es z.B.
6.3.1 Überprüfung der LED’S Falls kein Terminalprogramm mit PC zur Verfügung steht, beschränkt sich die Überprüfung des Laser-Niederschlags-Monitor auf die Kontrolle folgender LED's, die Sie bei geöffneten Deckel erkennen können (siehe Abbildung 6): • AC-Versorgung (rot, links oben) muss leuchten wenn AC Versorgung eingeschaltet ist. •...
6.3.2 Überprüfung mit einem Terminalprogramm Zunächst muss der Laser-Niederschlags-Monitor mittels eines Schnittstellenwandlers (RS485 / RS232) an die entsprechende COM Schnittstelle des verwendeten PC angeschlossen werden. Ein Terminalprogramm starten und die Schnittstelle entsprechend der Sensorschnittstelle konfigurieren (Baudrate, Parity etc.). Nun kann der Laser-Niederschlags-Monitor abgefragt werden. Siehe auch Kapitel 7.
7 Serielle Kommunikation Zur seriellen Kommunikation stellt der Laser-Niederschlags-Monitor eine RS485-Schnittstelle (4-Draht- oder 2-Draht-Betrieb, Umschaltung über seriellen Befehl „BD“, siehe Kapitel 7.2.1) zur Verfügung. Die Kommunikation kann beispielsweise mit Hilfe eines Standard Terminal Programms und eines PC’s erfolgen. Bei einem Windows basiertem Betriebssystem gehört z.B. Hyper Terminal zum Lieferumfang dazu.
7.1 Allgemeiner Telegrammaufbau Zur seriellen Kommunikation wird ein festes Telegrammformat verwendet: • Datenabfrage: „<id>BB<CR>“ <CR> steht für Carriage Return (Enter Taste) • Parameteränderung „<id>BBppppp<CR>“ <CR> steht für Carriage Return (Enter Taste) Die einzelnen Buchstaben haben folgende Bedeutung: Geräteadresse (00..99, Voreinstellung: 00). Zweistelliger Befehlscode (Groß-/Kleinschreibung wird nicht unterschieden).
Befehl BD <id>BD<para5> Duplex-Modus (Voll- [„0“] / Halb- [„1“]) Beschreibung: Einstellung ob eine sogenannte 4-Draht- (Voll-Duplex, häufig auch RS422 genannt) oder 2-Draht-Kommunikation (Halb-Duplex, RS485) verwendet werden soll. Hinweise: • Wenn möglich sollte wegen der Einfachheit Voll-Duplex verwendet werden. • Nach Veränderung des Duplex-Modus ist meistens eine Veränderung der Verkabelung und Einstellung der Schnittstelle (-konverter) notwendig.
Befehl SB <id>SB Abfrage der Bootloaderversion. Beschreibung: Ausgabe der Bootloaderversion (Bsp. Antwort: „!61SB00110“ -> V1.10) falls vom Bootloader unterstützt. Wertebereich: Initialwert: Befehl SN <id>SN Abfrage der Seriennummer Beschreibung: Ausgabe der Seriennummer Hinweis: Wenn die Seriennummer 0 ist, sind die System-Parameter verstellt. Gerät dann durch Hersteller überprüfen lassen.
Befehl TO <id>TO<para5> Zeit für Telegramm 10 in Minuten Beschreibung: Einstellung der Zeit für Mittel- und Extremwertberechnung sowie Zeitintervall für automatisches Senden des Telegramms 10 in Minuten. Bei Nutzung des automatischen Sendens (Befehl <id>TM00010) ist folgendes zu beachten: Sinnvoll zu verwenden sind nur die Einstellungen 1 bis 6 und 10, da ansonsten die Zeitabstände nicht gleichmäßig sind.
Befehl ZN <id>ZN<para5> Einstellung des Sensordatums (Monat) Beschreibung: Einstellung des Monats. Mit dem Befehl „ZT“ kann das Datum des Sensors abgefragt werden. Wertebereich: 1...12 Initialwert: Befehl ZY <id>ZY<para5> Einstellung der Sensordatums (Jahr) Beschreibung: Einstellung der Sekunde. Mit dem Befehl „ZT“ kann das Datum des Sensors abgefragt werden.
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Befehl DD <id>DD Abfrage der Diagnosedaten Beschreibung: Nummer Spalte Beschreibung Innentemperatur [°C] Temperatur des Laser-Treibers 0-80°C 8-11 Mittelwert Laser-Strom [1/100mA] 13-16 Regel-Istspannung [mV] Referenzwert: 4010±5 18-21 Optischer Regelausgang [mV] / Stellgröße (500 … 6500) 23-25 Spannung Sensorversorgung [1/10V] Strom Glasheizung Laserkopf [mA] 27-29 Strom Glasheizung Empfängerkopf [mA] 31-33...
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Befehl DX <id>DX Abfrage der Fehler- oder Warnquelle bzw. Status des Lasers. Beschreibung: Wenn ein Fehler oder eine Warnung festgestellt wird, kann mittels diesen Befehls der Grund abfragen. „1“: Fehler / Warnung „0“: kein Fehler Beschreibung Fehler F Warnung W 1: Laser aus 0: Laser an Status...
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Befehl RF id>RF00001 Rücksetzen Fehlerzähler < Beschreibung: Alle Fehlerzähler werden auf 0 gesetzt. Wertebereich: Initialwert: Befehl HK,HB,HG <id>HK<para5> Kopf-Heizung ein-/ausschalten <id>HB<para5> Tragbügel-Heizung ein-/ausschalten <id>HG<para5> Gehäuse-Heizung ein-/ausschalten Beschreibung: Mit diesen Befehlen (Parameter 1) können die jeweiligen Heizkreise (nur 5.4110.x1.xxx) für Testzwecke jeweils 1 Minute eingeschaltet werden. Nach Ablauf der Minute schaltet der jeweilige Heizkreis wieder automatisch ab.
7.2.6 Befehle Kalibrierung Befehl AT <id>AT<para5> Abgleich der Innentemperatur Beschreibung: Die Innentemperatur wird zur Bestimmung der Niederschlagsart benötigt (außer Variante 5.4110.x1.xxx). Im Bereich einer Außentemperatur von –4 bis 10°C sollte die Innentemperatur maximal um ±2°C abweichen (ohne Sonnenstrahlung). Bei Sonnenstrahlung kann die Differenz bis 6±2°C betragen.
Befehl AV <id>AV<para5> Abgleich der Mengen- bzw. Intensitätsmessung Beschreibung: Korrektur der Niederschlagsmenge und Intensität. Skalierung in %. Wertebereich: 80 ... 120 Initialwert: Befehl AZ <id>AZ Abgleich der Sensoruhr Beschreibung: Korrektur des Fehlgangs der Uhr. Für normale Anforderungen (Genauigkeit ca. 10-20 Minuten / Jahr) ist keine Korrektur notwendig. Bei höheren Anforderungen kann mittels diesen Befehls eine höhere Genauigkeit erreicht werden.
7.2.8 Befehle Digitalausgänge Die beiden Optokopplerausgänge (siehe auch Kapitel 5.3.3) können unabhängig voneinander mit den Befehlen „D1“ oder „D2“ eingestellt werden. Es können ausgeben werden: • Niederschlagsmengen (Ausgabe von Impulsen, Auflösung 0.1, 0.01 oder 0.005mm). • Statusinformationen (Ausgang offen / geschlossen oder Frequenzen). •...
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Niederschlag aktiv Niederschlag Niederschlag Fester Fester Kein fester Niederschlag Niederschlag Niederschlag inaktiv Niederschlags- menge Brutto * (1 Impuls: 0.1mm) 0.1mm Niederschlags- menge Brutto * (1 Impuls: 0.01mm) 0.01mm Niederschlags- menge Brutto * (1 Impuls:0.005mm) 0.005mm Immer aktiv Immer Niederschlagsart SYNOP(Tab.4680 Siehe folgende s.a.
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SYNOP Frequenz Beschreibung [Hz] (Tab.4680) Sensorfehler Kein Niederschlag Leichter Niesel 52,53 Mäßig / starker Niesel 41,42 Niederschlag (nicht identifiziert, unbekannt) 33,33 57,61 Leichter Niesel mit Regen, leichter Regen 41,66 58,62,63 Mäßig / starker Niesel mit Regen, Mäßig / starker Regen Leichter Regen und / oder Niesel mit Schnee 62,5 Mäßig / starker Regen und / oder Niesel mit Schnee...
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SYNOP Frequenz Beschreibung [Hz] (Tab.4680) Sensorfehler Leichter bis mäßiger Niederschlag (nicht identifiziert, unbekannt) Starker Niederschlag (nicht identifiziert, unbekannt) Kein Niederschlag 15,15 Leichter Niesel Mäßiger Niesel 22,73 Starker Niesel Leichter Niesel mit Regen 29,41 Mäßiger bis starker Niesel mit Regen 33,33 Leichter Regen 38,46 Mäßiger Regen...
7.3 Datentelegramme 7.3.1 Telegramm 4/5: Synop, Metar, Disdrometer, optionale Messkanäle Dieses Telegramm wird vom Gerät automatisch jede Minute übertragen, wenn der Parameter „TM“ (Kapitel 7.2.3) auf 4 (bzw. 5) eingestellt ist. Das Abfragen des Telegramms im Pollingmodus erfolgt mit dem Befehl „<id>TR00004“ (bzw. „<id>TR00005“). Trennzeichen ;...
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Telegramm 5: Synop, Metar, Disdrometer, optionale Messkanäle („<id>tm00005“) Zusätzlich zu der Ausgabe wie bei Telegramm 4 werden die optionalen Messkanäle am Ende ausgegeben (s.a. Befehl „DA“ Kapitel 7.2.5). Spalte Länge Beschreibung STX (Startkennung) Geräteadresse (voreingestellt „00“) (NN) Seriennummer (NNNN) 10-13 Software-Version (N.NN) 15-22 Gerätedatum (tt.mm.jj)
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Status Temperaturfühler (OK:0, Warnung:1) Status Heizungsversorgung (OK:0, Warnung:1) Status Heizung Gehäuse (OK:0, Warnung:1) Status Heizung Kopf (OK:0, Warnung:1) Status Heizung Bügel (OK:0, Warnung:1) Status Regelausgang Laserleistung hoch (OK:0, Warnung:1) Reserve Status ( 0) 148-150 Innentemperatur [°C] (NNN) 152-153 Temperatur des Laser-Treibers 0-80°C (NN) 155-158 Mittelwert des Laserstroms [1/100 mA] (NNNN) 160-163...
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Gesamt-Intensität berechnet sich aus Addition von Parameter 15 und 16. Ausnahme: wenn „Niederschlag (nicht identifiziert, unbekannt)“ gemeldet wird (15+16 sind dann 0). Rohwert. Berechnung Sichtweite MOR im Niederschlag: (Prec) = 3,0 / ( π/2 * 1/(A* t) * Σ (D Messfläche Sensor [m²] (Hinweis: Gerätespezifisch, siehe Befehl AU, Kapitel 7.2.6).
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Qualitätsmaß: Diese Angabe bezieht sich auf die Signifikanz der Niederschlagsklassifizierung (Parameter 11,12 und 13). Der Sensor wertet dafür die Anzahl der gemessenen Partikel und die gemessene Umgebungstemperatur aus. Falls möglich sollte das Qualitätsmaß noch mit anderen Faktoren (wie z.B. Windgeschwindigkeit (Böen), starker Nebel), die das Messergebnis verschlechtern können, verknüpft werden.
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Hinweise: • Die Schlüsseltabellen für SYNOP und METAR sind im 506-seitigen WMO Dokument Nr.306 (WMO- No.306 „Manual on Codes“ Vol. I.1, Part A, 2010 edition) beschrieben. • Die Kodierung erfolgt dabei gemäß den WMO-* und ICAO-Vorgaben** in die entsprechende Tabelle 8 Niederschlagsart und Intensitätsstufe (siehe die folgende Tabelle Beispiel: Der Sensor detektiert Niesel mit einer Intensität von 0,22mm/h.
7.3.2 Telegramm 6/7: Synop, Metar, optionale Messkanäle Dieses Telegramm wird vom Gerät automatisch jede Minute übertragen, wenn der Parameter „TM“ (Kapitel 7.2.3) auf 6 (bzw. 7) eingestellt ist. Das Abfragen des Telegramms im Pollingmodus erfolgt mit dem Befehl „<id>TR00006“ (bzw. „<id>TR00007“). Trennzeichen ;...
<id> Zusätzlich bei „ TM00007“: Spalte Länge Beschreibung 213-217 Temperatur [°C] (NNN.N)) 219-223 Relative Luftfeuchte [%r.F.] (NNN.N) 225-228 Windgeschwindigkeit [m/s] (NN.N) 230-232 Windrichtung [°] (NNN) 234-235 Checksumme (AA) 237-238 CRLF ETX (Endekennung) Parameter entsprechend Telegramm 4 und 5 (siehe Kapitel 7.3.1). Berechnung entsprechend Telegramm 4 und 5 (siehe Kapitel 7.3.1).
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Telegramm 9: Synop, Metar, optionale Messkanäle Zusätzlich zu der Ausgabe wie bei „<id>TM00008“ werden die optionalen Messkanäle am Ende ausgegeben (s.a. Befehl „DA“, Kapitel 7.2.5). Beispiel: 61;0000;2.30;01.01.07;18:43:00;00;00;NP ;000.000;00;00;NP ;000.000;000.000;000.000;0000.00;99999;-9.9;100;0.0;99999;99999;9999;999;3A; Spalte Länge Beschreibung STX (Startkennung) 112-114 1M Maximaler Hageldurchmesser[mm] (1- Minutenwert) (N.N)) <id>...
7.3.4 Telegramm 10: Synop, Metar, optionale Messkanäle, Mittelung Dieses Telegramm wird vom Gerät automatisch übertragen, wenn der Parameter „TM“(Kapitel 7.2.3) auf 10 eingestellt ist. Das Zeitintervall für das automatische Senden und der Mittelungszeitraum wird mit dem Befehl „TO“(Kapitel 7.2.3) eingestellt. Das Abfragen des Telegramms im Pollingmodus erfolgt mit dem Befehl „<id>TR00010“.
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Spalte Länge Beschreibung STX (Startkennung) 230-232 Windrichtung [°] (NNN) 234-235 Mittelungszeitraum in Minuten (NN) (Einstellung „TO“ - Befehl) 237-243 Mittlere Intensität im Mittelungszeitraum in mm/h (NNN.NNN) 245-251 Maximale 1-Min-Intensität im Mittelungszeitraum in mm/h (NNN.NNN) 253-254 Maximalwert SYNOP Tab.4680 im Mittelungszeitraum (NN) 256-257 1M SYNOP Tab.4680 Sendezeitpunkt-9 Minuten (1-Minutenwert) (NN)
7.3.5 Telegramm 3: Partikel-Ereignis Dieses Telegramm wird bei jedem Ereignis (Partikel fallen durch die Messfläche) vom Gerät übertragen (ohne Anfrage des Empfängers). Ausgabe von allen gemessenen Partikeln bei höheren Niederschlagsintensitäten ist nicht garantiert. Befehl zum Einstellen dieses Telegrammes „<id>TM00003“ (Kapitel 7.2.3) Trennzeichen ;...
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ACHTUNG: Die Tragbügel- und Kopf-Heizungen können gefährlich heiß werden! Verbrennungsgefahr! (gilt nur für 5.4110.x1.x00) Hinweise: Versorgungsspannungsleitungen im Gehäuse durch die mitgelieferte Ferrithülse verlegen (siehe Abbildung 12, gilt nicht für Variante 5.4110.x1.xxx). Versorgungseingang 1 (24VAC/DC) und 3 (12…24VDC) sind potentialfrei auszuführen, oder der negative Eingang muss auf Potential des Sensorgehäuses sein (Schutzerde).
10 EC-Declaration of Conformity Document-No.: 000904 Month: 01 Year: 17 A D O L F T H I E S G m b H & C o. K G Manufacturer: Hauptstr. 76 D-37083 Göttingen Tel.: (0551) 79001-0 Fax: (0551) 79001-65 email: Info@ThiesClima.com This declaration of conformity is issued under the sole responsibility of the manufacturer Description of Product:...