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Technische Information
Tophit CPS491 und CPS491D
ISFET-Sensor für die langzeitstabile pH-Messung in Medien mit hohem
Verschmutzungspotenzial
Analog oder digital mit Memosens-Technologie
TI377C/07/DE/03.10
71112326
Anwendungsbereich
• Prozessanwendungen mit:
– schnell wechselnden pH-Werten
– wechselnden Temperaturen und Drücken
• Wasseraufbereitung und Abwasser
• Stark verschmutzte Medien:
– Feststoffe
– Emulsionen
– Fällungsreaktionen
Mit ATEX-, FM- und CSA-Zulassung für den Einsatz in
explosionsgefährdeten Bereichen
Ihre Vorteile
• Bruchfest
– Sensorkörper komplett aus PEEK (FDA-konform)
– Direkter Einbau in den Prozess möglich, spart Aufwand
und Kosten für Probenahme und Laboranalytik
• Doppelkammer-Referenzsystem:
– vergiftungsresistent
– polyacrylamidfreies Gel
• Einsatz in partikelhaltigen Medien mit hohem Verschmut-
zungspotenzial möglich
• Einsatz bei tiefen Temperaturen
– Kurze Ansprechzeit
– Konstant hohe Messgenauigkeit
• Längere Kalibrierintervalle als bei Glaselektroden
– Kleinere Hysterese bei Temperaturwechsel
– Geringerer Messfehler nach Hochtemperaturbelastung
– Nahezu kein Säure- und Alkalifehler
• Integrierter Temperatursensor zur effektiven Temperatur-
kompensation
Weitere Vorteile durch Memosens-Technologie
• Maximale Prozesssicherheit durch kontaktlose, induktive
Signalübertragung
• Datensicherheit durch digitale Datenübertragung
• Einfachste Handhabung durch Speicherung der
Sensorkenndaten im Sensor
• Vorausschauende Wartung möglich durch Aufzeichnen von
Sensorbelastungsdaten im Sensor
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Verwandte Anleitungen für Endress+Hauser Tophit CPS491
Inhaltszusammenfassung für Endress+Hauser Tophit CPS491
- Seite 1 Technische Information Tophit CPS491 und CPS491D ISFET-Sensor für die langzeitstabile pH-Messung in Medien mit hohem Verschmutzungspotenzial Analog oder digital mit Memosens-Technologie Anwendungsbereich • Prozessanwendungen mit: – schnell wechselnden pH-Werten – wechselnden Temperaturen und Drücken • Wasseraufbereitung und Abwasser • Stark verschmutzte Medien: –...
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Seite 2: Arbeitsweise Und Systemaufbau
Tophit CPS491/CPS491D Arbeitsweise und Systemaufbau Messprinzip Ionenselektive bzw. allgemeiner ionensensitive Feldeffekttransistoren (ISFET) wurden in den 70er Jahren als Alternative zur Glaselektrode für die pH-Messung entwickelt. Grundlagen -Transistoranordnung (→ å 1), der das metal- Ionenselektive Feldeffekttransistoren beruhen auf einer MOS lische Gate (Pos. 1) als Steuerelektrode fehlt. An seiner Stelle befindet sich beim ISFET (→ å 2) das Medium (Pos. - Seite 3 Tophit CPS491/CPS491D Potenzial zwischen Gate und Source F ... Faradaysche Konstante (26,803 Ah) Offsetspannung Aktivität der Ionensorte (H R ... Gaskonstante (8,3143 J/molK) T ... Temperatur [K] n ... elektrochemische Wertigkeit (1/mol) Nernstfaktor Der Nernstfaktor der pH-Messung hat bei 25 °C (77 °F) den bekannten Wert –59,16 mV/pH.
- Seite 4 Tophit CPS491/CPS491D • Isothermen-Kennlinien – Die Nernst-Gleichung drückt die Abhängigkeit der Messspannung vom Wasserstoffionengehalt (pH-Wert) und der Temperatur aus. Aus dieser Gleichung ergibt sich ein temperaturabhängiger Wert für die Poten- zialänderung pro pH-Wert (Nernstfaktor). – Die grafische Darstellung der Potenzialänderung pro pH-Wert bei einer bestimmten Temperatur ergibt eine Isothermen-Kennlinie.
- Seite 5 Tophit CPS491/CPS491D Memosens (CPS491D) Maximale Prozesssicherheit Durch die induktive Übertragung des Messwerts über eine kontaktlose Steckverbindung garantiert Memosens maximale Prozesssicherheit und bietet folgende Vorteile: • Sämtliche Feuchtigkeitsprobleme werden eliminiert: – Steckverbindung frei von Korrosion – Keine Messwertverfälschung durch Feuchtigkeit – Steckverbindung selbst unter Wasser steckbar •...
- Seite 6 Tophit CPS491/CPS491D Messeinrichtung Die vollständige Messeinrichtung besteht mindestens aus: • ISFET-Sensor Tophit • Messkabel CPK12 (TOP68, analoger Sensor) bzw. CYK10 (Memosens, digitaler Sensor) • Messumformer, z. B. Liquiline CM4x, Liquisys CPM223 (für Schalttafeleinbau) oder Liquisys CPM253 (Feldgerät) bzw. Mycom CPM153 •...
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Seite 7: Eingangskenngrößen
Tophit CPS491/CPS491D Vorteile des vollautomatischen Mess-, Reinigungs- und Kalibriersystems Topcal: • CIP-Reinigung: Der Sensor in der Wechselarmatur wird für die Dauer der Laugenphase oder während der kompletten CIP-Reinigung automatisch aus dem Medium gefahren. In der Spülkammer wird der Sensor dann mit einem geeigneten Reiniger gespült. -
Seite 8: Leistungsmerkmale
Tophit CPS491/CPS491D Hilfsenergie Elektrischer Anschluss Der elektrische Anschluss des Sensors an den Messumformer erfolgt über das Spezialmesskabel CPK12 CPS491 a0003887-de Abb. 7: Spezialmesskabel CPK12 Hinweis! • Die Kabeladern Gelb (YE) und Weiß (WH) sind sensorseitig verbunden. • Beachten Sie bitte die Hinweise zum Anschluss des Sensors in der Betriebsanleitung des eingesetzten Mes- sumformers. -
Seite 9: Einbaubedingungen
Tophit CPS491/CPS491D Einschaltverhalten Nach jedem Einschalten der Messeinrichtung wird ein Regelkreis aufgebaut. Der Messwert stellt sich in dieser Zeit auf den realen Wert ein. Die jeweilige Einschwingzeit hängt von der Dauer und der Art der Unterbrechung ab: • Spannungsunterbrechung, Sensor verblieb im Medium: ca. 3-5 Minuten •... - Seite 10 Tophit CPS491/CPS491D Sensorausrichtung Beachten Sie beim Einbau des Sensors die Fließrichtung des Mediums. Der ISFET-Chip sollte in einen Winkel von ca. 30...45° zur Fließrichtung (→ å 10, Pos. 4) gebracht werden. Durch den drehbaren Anschlusskopf ist dies leicht zu realisieren.
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Seite 11: Umgebungsbedingungen
Tophit CPS491/CPS491D Umgebungsbedingungen Umgebungstemperatur Achtung! Gefahr von Frostschäden Bei Temperaturen unter –15 °C (5 °F) darf der Sensor nicht mehr eingesetzt werden. Lagerungstemperatur 0 ... 50 °C (32 ... 120 °F) Schutzart TOP68 • IP 68 [1 m (3,3 ft) Wassersäule, 50 °C (122 °F), 168 h], bis 135 °C (275 °F) autoklavierbar Memosens •... - Seite 12 Tophit CPS491/CPS491D Druck-Temperatur-Diagramm Max. 10 bar / 100 °C (145 psi / 212 °F), 3 bar / 110 °C (44 psi / 230 °F) a0003902-de Abb. 12: Druck-Temperatur-Diagramm Achtung! Gefahr von Beschädigung des Sensors Setzen Sie den Sensor nie außerhalb der angegebenen Spezifikationen ein! Mindestleitfähigkeit...
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Seite 13: Konstruktiver Aufbau
Tophit CPS491/CPS491D Konstruktiver Aufbau Bauform, Maße (inch) a0003904 Abb. 14: Sensorkopf Steckkopf 12 (0.47) 12 (0.47) Sensorschaft Referenzelektrode a0003903 Abb. 13: Abmessungen ISFET-Chip Dichtung (Perfluorelastomer) je nach Ausführung Gewicht 0,1 ... 0,5 kg (0,2 ... 1,1 lbs) je nach Ausführung... -
Seite 14: Zertifikate Und Zulassungen
Tophit CPS491/CPS491D Bestellinformationen ISFET-Sensor aus PEEK für die glasfreie pH-Messung • Für partikelhaltige u. schmutzige Prozessmedien auch mit Anteilen organischer Lösungsmittel • Integrierter Temperatursensor Pt 1000 • Doppelkammersystem mit vergiftungsresistentem Gel • Lochdiaphragma • Dichtwerkstoff: Perfluorelastomer • Arbeitsbereich pH 0 ... 14, –15 ... 110 °C (5 ... 230 °F) •... - Seite 15 Tophit CPS491/CPS491D Zubehör Hinweis! Nachfolgend finden Sie das wichtigste Zubehör zum Ausgabezeitpunkt dieser Dokumentation. Für Zubehör, das nicht hier aufgeführt ist, wenden Sie sich bitte an Ihren Service oder Ihre Vertriebszentrale. Messumformer Liquiline CM42 • Modularer Zweidraht-Messumformer für den Ex- und Nicht-Ex-Bereich ®...
- Seite 16 Tophit CPS491/CPS491D Pufferlösungen Qualitätspuffer von Endress+Hauser - CPY20 Als sekundäre Referenzpufferlösungen werden Lösungen verwendet, die gemäß DIN 19266 von einem DKD (Deutscher Kalibrierdienst)-akkreditierten Labor auf primäres Referenzmaterial der PTB (Physikalisch-Techni- sche Bundesanstalt) und auf Standard-Referenzmaterial von NIST (National Institute of Standards and Technology) zurückgeführt werden.
- Seite 17 Tophit CPS491/CPS491D CYK10 (Memosens) Memosens-Datenkabel CYK10 • Für digitale Sensoren mit Memosens-Technologie • Bestellung nach Produktstruktur, s. u. Zertifikate Standard, nicht-Ex ATEX II 1G Ex ia IIC T6/T4/T3, FM/CSA IS/NI Cl I DIV 1&2 GP A-D LABS frei, nicht-Ex FM IS/NI Cl I DIV 1&2 GP A-D CSA IS/NI Cl I DIV 1&2 GP A-D...
- Seite 18 Tophit CPS491/CPS491D Kabelverlängerung CYK12 Messkabel CYK12 • Unkonfektioniertes Kabel zur Verlängerung von Sensorkabeln CPK1, CPK9 und CPK12 • Koax und 5 Hilfsadern • Meterware, Bestellnummern: – Nicht-Ex-Ausführung, schwarz: 51506598 – Ex-Ausführung, blau: 51506616 CYK81 Messkabel CYK81 • unkonfektioniertes Kabel zur Verlängerung von Sensorkabeln (z. B. Memosens, CUS31/CUS41) •...
- Seite 19 Tophit CPS491/CPS491D Endress+Hauser...
- Seite 20 Deutschland Österreich Schweiz Endress+Hauser Vertrieb Service Technische Büros Endress+Hauser Endress+Hauser • • • Messtechnik Beratung Help-Desk Hamburg Ges.m.b.H. Metso AG • • • GmbH+Co. KG Information Feldservice Berlin Lehnergasse 4 Kägenstraße 2 • • • Colmarer Straße 6 Auftrag Ersatzteile/Reparatur...