wbz08_manual_de_02

Wirbelgasz채hler WBZ 08 / WZ 07

BEDIENUNGSANLEITUNG

Serving the Gas Industry Worldwide

STAND MAI 2011

by Honeywell

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Hinweis: Papier aktualisiert sich leider nicht automatisch, die technische Entwicklung schreitet aber ständig voran. Somit sind technische Änderungen gegenüber Darstellungen und Angaben dieser Bedienungsanleitungen vorbehalten. Die aktuellste Version dieses Handbuchs (und die weiterer Geräte) können Sie aber bequem von unserer Internet-Seite www.rmg.com herunterladen.

RMG Messtechnik GmbH Otto-Hahn-Straße 5 35510 Butzbach Fax: 06033 / 897-130 E-mail: Messtechnik@Honeywell.com

Telefonnummern: Zentrale: 06033 / 897-0 Kundendienst: 06033 / 897-127 Ersatzteile: 06033 / 897-173

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Manual WBZ 08 · DE02 · 2011-05

INHALT

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BESCHREIBUNG .................................................................................. 1 WBZ 08 .................................................................................................................. 1 Einführung ..................................................................................................................... 1 Anordnung ..................................................................................................................... 1 Typische Medien für die Anwendung ............................................................................. 2 Wirkungsweise .............................................................................................................. 2 Aufbau ........................................................................................................................... 3 Merkmale ...................................................................................................................... 3 Instrumentierung ........................................................................................................... 4 Eichamtliche Messungen ............................................................................................... 4 Druckverlust: ................................................................................................................. 5 Einsatzgebiet ................................................................................................................. 5 Nennweiten und Messbereiche ..................................................................................... 6 Abmessungen ................................................................................................................ 8

WZ 07 .................................................................................................................... 9 Einführung ..................................................................................................................... 9 Besondere Merkmale .................................................................................................... 9 Einsatzgebiete ............................................................................................................... 9 Technische Daten ........................................................................................................ 10 Messbereiche - Tabelle 2 (Deltakörper) ....................................................................... 10 Druckverlust: ............................................................................................................... 11 Übersichtszeichnung ................................................................................................... 12 Abmessungen - Tabelle 3 ............................................................................................ 12 Variante WZ 07-S ........................................................................................................ 13

Elektronik ............................................................................................................14 Übersicht ..................................................................................................................... 14 Sicherheitsbarriere ...................................................................................................... 15 Wirbelzählermessverstärker WS 02b ........................................................................... 16

INSTALLATION .................................................................................. 17 Messstrecke mit Zähler ......................................................................................17 Elektrische Anschlüsse und Verdrahtung ..........................................................17 Verdrahtungsplan für Verstärker und Sicherheitsbarriere ........................................... 18

INBETRIEBNAHME............................................................................. 19 Widerstand des Thermistorfühlers überprüfen .................................................19 Verstärkungsfaktor einstellen ............................................................................20 Grobeinstellung ........................................................................................................... 21 Feineinstellung ............................................................................................................ 21

Rechteck-Ausgangssignal ...................................................................................22 Austausch von Komponenten.............................................................................22 Oszillogramme ....................................................................................................23 ...............................................................................................................................................................................................................

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INHALT

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WARTUNG ......................................................................................... 24 Thermistor-Fühler Typ TF 01 und TF 02 .............................................................24 Inspektion der Thermistorfühler ........................................................................25 Inspektion des Störkörpers ................................................................................25

ANHANG ............................................................................................ 26 Steckerbelegung der Sicherheitsbarriere SBWS 02b ........................................27 Steckerbelegung des Wirbelzählermessverstärkers WS 02b ...........................27 Teile - Liste für Wirbelzähler WBZ 08/ WZ 07....................................................28 Arbeitsblatt A1 ....................................................................................................30 Fehlerkurve in Abhängigkeit von der Reynoldszahl ReD .............................................. 30

Arbeitsblatt A2 ....................................................................................................32 Stoffwerte technischer Gase ....................................................................................... 32

Arbeitsblatt A3 ....................................................................................................33 Pulsationseinfluss auf Wirbelgaszähler ........................................................................ 33

Datenblatt ...........................................................................................................35 PTB-Konformitätsbescheinigungen ....................................................................37

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BESCHREIBUNG

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Beschreibung WBZ 08 Einführung Wird ein Störkörper in ein strömendes Medium gebracht, so bilden sich auf der Abflussseite Wirbel.

Die Gesetzmäßigkeit dieser sogenannten Wirbelstraße hat bereits 1878 Kármán erkannt Siehe Bild 1.

Die Frequenz der Wirbelablösung ist innerhalb eines gewissen Bereichs proportional der Geschwindigkeit.

Die Ausnutzung dieses Effektes ermöglicht - unter Einbeziehung der durchströmenden Fläche - eine sehr genaue Durchfluss- und Volumenmessung.

1

Abbildung 1: Kármán'sche WirbeIstraße

Anordnung Wirbelzähler können zur Volumenmessung von Gasen und Flüssigkeiten eingesetzt werden (z.B. Typ WZ 09). Bei Gas können sie in Verbindung mit Zusatzgeräten zur druck- und temperaturkorrigierten Erfassung des Volumens oder zusammen mit einem Dichtemesser zur Bestimmung des Massenstromes eingesetzt werden. Die Wirbelzählertypen WBZ 08 und WZ 07 sind nur für Gas geeignet.

Der Wirbelzähler hat einen elektronischen lmpulsausgang. Er kann dadurch in Prozessen mit elektr.

Rechnern, Reglern und datenverarbeitenden Anlagen eingesetzt werden.

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BESCHREIBUNG

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Typische Medien für die Anwendung

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Ammoniak Argon Butan Butadien Chlor Erdgas Ethan Ethylen Fackelgas Helium Kohlendioxid (CO2) Kohlenmonoxid (CO)

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Luft Methan Neon Pentan Propan Propylen Sauergas Sauerstoff Stadtgas Stickstoff Wasserstoff

Wirkungsweise Bei der Umströmung eines Körpers treten periodische Wirbelablösungen auf. Die Anzahl der ablösenden Wirbel pro Zeiteinheit ist im weiten Reynoldszahl-Bereich proportional zum Durchfluss.

Bei richtiger Dimensionierung des Messkörpers und entsprechendem Einbau in das Gehäuse ergibt sich damit ein störsicheres und hochgenaues Messgerät für große Durchflussbereiche (siehe Bild 2).

Die WirbeIfrequenz ist neben der Strömungsgeschwindigkeit von der geometrischen Form des Messkörpers und dem Verhältnis von Messkörpergröße und Rohrleitungsdurchmesser abhängig.

Durch Messung der geometrischen Größen kann der Zählerfaktor (Impulse/Mengeneinheit) im voraus bestimmt werden. Der Zählerfaktor ist unabhängig von Druck und Temperatur, Dichte und Viskosität.

Die vom Messköper hervorgerufenen Wirbel erzeugen Geschwindigkeits- und Druckschwingungen.

Diese Druckschwingungen werden im Messkanal an einem Thermistorfühler vorbeigeführt. Der Thermistorfühler ändert seinen Widerstand im gleichen Rhythmus.

Für eichpflichtige Messungen wird über eine Doppelausrüstung die notwendige Signalüberwachung gewährleistet.

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BESCHREIBUNG

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Aufbau WirbeIzähler bestehen aus Gehäuse, Messkörper, Messkopf mit Thermistoren und Signalverstärker.

Der Wirbelzähler benötigt eine Messstrecke. Seine Länge ist für die Genauigkeit wichtig und muss so bemessen sein, dass Störeinflüsse vor und hinter dem Wirbelzähler verhindert werden.

In die Einlaufstrecke wird zusätzlich ein Strömungsgleichrichter eingebaut, um Störungen von Drall und Profilunsymmetrien zu verhindern.

3

In das Zählergehäuse ist der Messkörper, mit O-Ringen abgedichtet, eingepasst.

Durch Einbau der Thermistorenfühler in Messkanälen des Messkopfes sind sie nicht der direkten Strömung ausgesetzt.

Diese Technik der Wirbelerfassung ergibt eine optimale Signalbildung und erlaubt ohne Betriebsunterbrechung eine Inspektion der Thermistoren. lm nachgeschalteten Verstärker werden die Ausgangssignale der Thermistoren, die mit einem Konstantstrom versorgt werden, geformt und verstärkt.

Zur Weiterverarbeitung und Umwertung dieses Signals stehen RMG-Flow-Computer der Typenreihe ERZ 2000, EC 900 oder das Countersystem CS 905 zur Verfügung.

Merkmale Durch den einfachen Aufbau und den Wegfall von bewegten Teilen, verbunden mit seiner digitalen Arbeitsweise, ist der Wirbelzähler ein Durchflussmessgerät mit hoher Betriebssicherheit und großer Messgenauigkeit.

Vorteile:          

Großer Messbereich (1/50) Große Genauigkeit (± 0.5%) Voll überlastbar Lageunabhängig Unempfindlich gegen Erschütterungen Hohe Reproduzierbarkeit Doppelte Signalabgabe Wartung ohne Betriebsunterbrechung Unempfindlicher gegen Verschmutzung als alle anderen Systeme.

Ex-Schutz

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BESCHREIBUNG

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Instrumentierung Der Wirbelzähler hat aufgrund seiner physikalischen Wirkungsweise kein mechanisches Zählwerk.

Für den Einsatz des WirbeIgaszählers steht ein umfangreiches Programm an eIektronischen Zusatzgeräten zur Verfügung. z. B. 4

1. Impulsverarbeitende Geräte 2. Elektrische und elektromechanische Zählwerke 3. Durchflussrechner 4. Flow-Computer (Baureihe ERZ 2000, EC 900) Dichtemengenumwerter, Zustandsmengenumwerter, etc.

Die Ausgangsimpulse können zur direkten Speisung von datenverarbeitenden Anlagen und Prozessrechnern etc., Verwendung finden.

Eichamtliche Messungen Für eichamtliche Messungen ist ein Doppel-Impulsgeber erforderlich. Ebenso muss im Rechner eine Impulsüberwachungseinrichtung vorhanden sein.

Die eichamtlich zugelassenen RMG-Flow-Computer der Baureihe ERZ 2000 sind serienmäßig sowohl mit Doppel-Impulseingang, als auch mit einer Überwachungseinrichtung ausgestattet.

Definition

Reynolds'sche Zahl: Dimensionslose Zahl, die den Strömungzustand wiedergibt.

Charakteristische Größen der Reynoldszahl sind  Durchfluss Qb  Rohrdurchmesser DN  Dichte des Mediums   dyn. Zähigkeit des Mediums 

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BESCHREIBUNG

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Wirbelgaszähler Typ WBZ 08 DN 150 G650/1000/1600 Luft 1 bar F [ %]

Erdgas 40 bar

+1

5 -1 10 4

10 5

ReDN

10 6

10 7

ReDN = 0,354

Qb DN



 

(ReDN  Qb  Pb)

Abbildung 2: Kennlinie in Abhängigkeit von der Reynoldszahl

Druckverlust: Der Duckverlust p der Messstrecke errechnet sich nach: p  1900   

Q2 DN 4

Druckverlust p (mbar) Betriebsmenge Q (m3/h) Nennweite DN (mm) Betriebsdichte  (kg/m3)

Einsatzgebiet - Tabelle 1 Anwendungsbereiche System Wirbelzähler WBZ 08, WZ 07 Wirbelzähler WZ 09 Blende p Transmitter Drehkolbengaszähler Turbinenradgaszähler TRZ, TRZ-K

Messgenauigkeit – Bereiche

Flüssigkeiten

Gas

verflüssigtes Messbereich Linearität Reproduzier Genauigkeit Gas barkeit % %

nein

ja

nein

50:1

± 0,31)

< ± 0,1

± 0.53)

ja

ja

ja

30:1

± 0,5

± 0.15

±1

ja

ja

ja

3:1

± 0.1

± 22)

nein

ja

nein

20:1

± 0,5

± 0,1

±1

nein

ja

nein

20:1

± 0,3

± 0,1

± 0,5

1)

bei DN = 40/50/80 ± 0,5% vom Messbereichsendwert 3) Genauigkeit < 0,5% bei > DN 100 2)

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BESCHREIBUNG

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Nennweiten und Messbereiche DN mm / Zoll

Messbereich (eichfähig) (m³/h)

Größe

Qnmin

6

40 1 ½" 50 2" 80 3"

100 4"

150 6"

200 8"

250 10"

300 12"

400 16"

500 20"

600 24"

G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G G

40 65 65 100 (100) 160 *250 (250) 400 *650 (650) 1000 *1600 (1000) 1600 *2500 (1600) 2500 *4000 (2500) 4000 *6500 (4000) 6500 *10000 (6500) 10000 *16000 (10000) 16000 *25000

40 40 80

80

130

160

200

320

320

500

800

Qbmin 3/ 6/ 13 5/ 10/ 20 5/ 10/ 20 8/ 16/ 32 8 13 8/ 20 20 32 20/ 50 50 80 50/ 130 80 130 80/ 200 130 200 130/ 320 200 320 200/ 500 320 500 320/ 800 500 800 500/1300 800 1300 800/2000

Qbmax 65 100 100 160 160 250 400 400 650 1000 1000 1600 2500 1600 2500 4000 2500 4000 6500 4000 6500 10000 6500 10000 16000 10000 16000 25000 16000 25000 40000

Zählerfaktor K ca.

(Imp./m³)

max Frequenz** f(Hz) (bezogen auf Qbmax)

16700

400

8000

365

2400

350

1100

370

310

220

140

260

70

130

40

110

20

90

10

70

5

60

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BESCHREIBUNG

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Bedingt durch die physikalische Gesetzmäßigkeit muss bei Auslegung die untere messtechnische Grenze errechnet werden: Q b min 

Q n min  Pn Pb

[m 3 / h]

Der in der o.g. Tabelle angegebene Wert für Qbmin kann jedoch nicht unterschritten werden.

Der maximale Messbereich 1:50 ist nur bei den mit „*“ gekennzeichneten Größen möglich.

(Klammer)-Größen vermeiden.

Druckverlust der kompletten Messstrecke: p  2000  b 

Qbmin: Qnmin: Pb: f: K: Qb 

p: DN: b:

7

Qb 2 DN 4

kleinste Menge unter Betriebsbedingungen kleinste Menge bei atm. Luft min. Betriebsdruck (bara) Signalfrequenz (Hz) bei Qbmax Impulswertigkeit (Zählerfaktor) (Imp./m3) (Richtwert)

f  3600 K

[m 3 / h]

Druckverlust (mbar) Nennweite (mm) Betriebsdichte (kg/m3)

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BESCHREIBUNG

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Abmessungen Messstrecke für Einsatz im eichpflichtigen Verkehr, DG und KA in Auslaufstrecke Durchflußmesser

Fühler

Dichteaufnehmer

Abdeckhaube Strömungsgleichrichter

Absperrorgane

Einlaufstrecke

Gastrockner Isolierhaube

8 Pr

DN Störkörper

Auslaufstrecke

Wirbelzähler 1.5 DN

3 DN

2.5 DN 20 DN A

3 DN B

5 DN C

L

DN

A

B

C*

L*

C**

L**

40 50 80

1 ½" 2" 3"

800 1000 1600

120 150 240

380 400 560

1300 1550 2400

1350

3190

100 150 200

4" 6" 8"

2000 3000 4000

300 450 600

600 750 1000

2900 4200 5600

1450 1200 1400

3750 4650 6000

250 10" 300 12" 400 16"

5000 6000 8000

750 900 1200

1250 1500 2000

7000 8400 11200

1550 1700 2000

7300 8600 11200

500 20" 600 24"

10000 12000

1500 1800

2500 3000

14000 16800

2500 3000

14000 16800

A B C L

= = = =

*) **)

Länge der Einlaufstrecke Länge des Zählers Länge der Auslaufstrecke Länge der Messstrecke Standardlänge mit 2 Muffen G ¾ oder G ½ für PT 100 und 1 Muffe G ½.

Mit 2 Taschen für Dichteaufnehmer und Kondensatabscheider und max. 8 Muffen. Bei DN 80 und 100 ist die Auslaufstrecke im Mittelteil auf DN 150 aufgeweitet

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BESCHREIBUNG

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WZ 07 Einführung Der nicht eichfähige Kompaktwirbelgaszähler der Baureihe WZ 07 ergänzt die bewährte Baureihe WBZ 08.

Wirbelzähler der Baureihe WZ 07 besitzen das gleiche Messwerk wie die eichfähige Ausführung WBZ 08.

Durch die Integration dieses Messwerkes in die Messstrecke ergeben sich kompakte Baumaße und einfachste Einbau- und Bedienungsverhältnisse. Die Umwertung und Weiterverarbeitung der mengenproportionalen Ausgangsimpulse erfolgt mit dem elektronischen Standardzubehör.

9

Besondere Merkmale    

Wirbelgaszählermesswerk in Messstrecke integriert Messstreckenlänge max. 14 x Nennweite (siehe Tab. 2) Nennweiten DN 25 bis DN 750 Genauigkeit < 1% vom Messwert

Einsatzgebiete Die Kompaktwirbelzähler WZ 07 sind vielseitig einsetzbar. Sie zeichnen sich aus durch:  digitale Messwertdarstellung  hohe Genauigkeit  großen Messbereich  Lageunabhängigkeit  Überlastsicherheit  Wartungsfreundlichkeit  Einfach- oder Doppel-pulserfassung  Fühler-Ein- und -Ausbau ohne Betriebsunterbrechung.  Ersatz für die konventionelle Blendenmesstechnik.

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BESCHREIBUNG

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Technische Daten Medium: Messbereich: Genauigkeit:

Gas siehe Tabelle 1 DN 25-150  1% vom Messwert DN 200-750 bei zusätzlicher Einlaufstrecke mengenproportionaler Rechteckimpuls, offener Kollektor 24 V = PN 10 bis PN 100 ANSI 150 bis ANSI 600 Standard - 40 bis + 60°C - 40 bis + 90°C Sonderausführung höhere Temperaturen auf Anfrage Stahl / Edelstahl / Glas zugelassen für Ex.-Bereiche Sicherheitsbarriere: II (2) G [EEx ib] IIC Messfühler: II 2 G EEx ia IIC T4

Ausgang: 10

Spannungsversorgung: Druckstufen: Anschlussflansche: Mediumtemp.: Material: Schutzart:

Messbereiche - Tabelle 2 (Deltakörper)

1) 2)

DN

Qbmin 1) (m3/h)

Qnmin 2) (m3/h)

Qbmax (m3/h)

Zählerfaktor (l/m3)

25 40 50 80 100 150 200 250 300 400 500 600 750

1,5 2 4 10 15 30 80 130 200 320 500 800 1500

10 15 20 30 40 65 80 130 200 320 500 800 1500

30 100 200 600 1200 2500 5000 8000 12000 18000 30000 50000 80000

56000 15000 8000 2500 1100 320 140 70 40 20 10 5 2

Messtechnische Untergrenze Qbmin Untere lineare Messgrenze abhängig vom Messdruck pb

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BESCHREIBUNG

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Q bmin 

Qnmin pb

, Q nmin (Tabelle) bei atm. Druck 1 bar

z. B. DN 40, untere lineare Messgrenze 1 bar: Qbmin = 15 m3/h (Tabelle) 3 bar: Qbmin = 15/3 = 5 m3/h > 2 m3/h  30 bar: Qbmin = 15/30 = 0,5 m3/h  < 2 m3/h

11

Qbmin (Tabelle) = 2 m3/h kann nicht unterschritten werden.

Druckverlust: Messstrecke inkl. Gleichrichter 2

p  1800   

Qb DN 4

Druckverlust p (mbar) Betriebsmenge Qb (m3/h) Nennweite DN (mm) Betriebsdichte  (kg/m3) Messstrecke ohne Gleichrichter (Option) 2

p  1250   

Qb DN 4

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BESCHREIBUNG

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Übersichtszeichnung

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Abmessungen - Tabelle 3 Nennweite

A

B

L

DN 25

275

75

350

DN 40

440

120

560

DN 50

550

150

700

DN 80

880

240

1120

DN 100

1100

300

1400

DN 150

1650

450

2100

DN 200

1400

600

2000

DN 250

1750

750

2500

DN 300

2100

900

3000

DN 400

2800

1200

4000

DN 500

4000

DN 600

4000

DN 750

4000

Ab DN 200 ist der Störkörper eingeschweißt. Für diese Einschweißausführung gelten die gleichen Abmessungen wie bei der Flanschausführung. ...............................................................................................................................................................................................................

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BESCHREIBUNG

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Variante WZ 07-S Als eine besonders kompakte Variante gibt es den WZ 07 ohne Messfühlerverrohrung.

Durch seine Konstruktion eignet sich dieser Wirbelgaszähler vorzugsweise für den Einsatz bei kleinen Nennweiten oder hohen Drücken.

13

Störkörper- und Messfühleranordnung beim WZ 07-S

Hinweis Fühlereinbau: Bei waagerechtem Zählereinbau ist der Markierungspunkt in 6-Uhr oder 12-Uhr-Stellung zu drehen.

(Signal am stärksten ausgeprägt). Drehen in optimale Fühlerstellung nach Lockern der Überwurfmutter möglichst nur im Uhrzeigersinn.

Als Beispiel ein WZ 07-S mit Anschlüssen in Hochdrucktechnik, Zweikanal-Ausführung, Pr-Anschluss und PT 100 im Auslaufbereich integriert.

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Manual WBZ 08 · DE02 · 2011-05

BESCHREIBUNG

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Elektronik Übersicht

14



Sicherheitsbarriere SBWS 02b

Kanal 1

Verstärker WS 02b

Kanal 1

Thermistoren

Sicherheitsbarriere SBWS 02b 

Verstärker WS 02b Kanal 2

Kanal 2

19" Baugruppenträger 24 V/DC

Blockschaltbild

Die Signale beider Thermistoren durchlaufen zunächst beide die für ein oder zwei Messkanäle einsetzbare Sicherheitsbarriere, die für eine Trennung des Stromkreises im explosionsgefährdeten Bereich von der nachgeschalteten Elektronik sorgt.

Beide Signale werden dann in zwei getrennten Verstärkern WS 02b verstärkt und gefiltert. Als Ausgangssignale (passiver Ausgang) erhält man Rechteckimpulse.

Sicherheitsbarriere und Verstärker sind in einem 19“-Baugruppenträger untergebracht, der Verstärker wird mit 24 V/DC versorgt, die Sicherheitsbarriere benötigt keine Spannungsversorgung.

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BESCHREIBUNG

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Sicherheitsbarriere Funktionsweise Die Sicherheitsbarriere dient dem AnschIuss zweier WBZ-Fühler mit Thermistor an zwei Wirbelzählermessverstärker WS 02b. Sie sorgt dafür, dass der im Ex-Bereich befindliche Stromkreis mit den Thermistoren eigensicher bleibt.

Zwei Varianten stehen für Fühler mit Thermistoren vom Typ THERMOMETRICS FP10DAxxxP-D zur Verfügung: Fühler im Standardgehäuse TF 01, TF 03: SBWS 02b/01-210/005/00 - für Umgebungstemperaturen bis 85°C Fühler im Spezialgehäuse TF 02 L: SBWS 02b/01-141/006/00 - für Umgebungstemperaturen bis 90°C - für aggressive Gase

15

Es handelt sich um eine zweikanalige passive Zenerbarriere, die die den Thermistoren zugeführte elektrische Energie im Fehlerfall begrenzt. Die beiden Kanäle sind am Schutzleiteranschluss (PE) zusammengefasst und geerdet. Für die Messfunktion des Wirbelzählermessverstärkers WS 02b ist die Sicherheitsbarriere jedoch nicht relevant, da die elektrischen Betriebsbedingungen des Thermistors im ungestörten Betrieb vom Wirbelzählermessverstärker bestimmt werden.

Technische Daten Typ Sicherheitsbarriere

SBWS 02b/01-210/005/00

SBWS 02b/01-141/006/00

Sensortyp

TF 01, TF 03

TF 02 L

Sensoranschlüsse:

IOUT  8 mA. UOUT  14.1 V RI = 1.82 k

IOUT  6 mA. UOUT  14.1 V RI = 2.43 k

Zündschutzart:

II (2) G [EEx ib] IIC (PTB 02 ATEX 2200 X)

Umgebungstemperatur:

-20°C  TU  60°C

Relative Luftfeuchtigkeit:

 95% nicht kondensierend

Ausgänge:

zum Anschluss zweier Wirbelzählermessverstärker (WS 02b)

Bauform:

Europakarte (160 mm * 100 mm)

Frontplatte: Anschlussmöglichkeiten:

3HE-4TE-2.5mm Al Steckverbinder (32-polig) nach DIN 41612 Bauform F

Thermistoren vom Typ TF02 dürfen nur mit der Sicherheitsbarriere Typ SBWS 02b/01-141/006/00 betrieben werden! Andernfalls ist der Explosionsschutz nicht gewährleistet.

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BESCHREIBUNG

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Wirbelzählermessverstärker WS 02b

16

Funktionsweise Der Wirbelzählermessverstärker (siehe Blockschaltbild) WS 02b versorgt den Thermistor mit einem einstellbaren Konstantstrom, wodurch als Messsignal eine Gleichspannung mit überlagerter Signalwechselspannung vorliegt.

Das Messsignal wird im Eingangsteil verstärkt. Gleichzeitig bewirken die vor- und nachgeschalteten Bandpassfilter eine Abschwächung der Frequenzen außerhalb des Messfrequenzspektrums.

Danach wird das Signal zwei Filterkanälen zugeführt, die charakteristische Frequenzspektren des Messsignals voneinander trennen.

Abhängig von der anstehenden Frequenz wählt die Messkanalsteuerung den optimal an das Signal angepassten Kanal zur Weiterverarbeitung aus. Die nach dem Zwischenverstärker zur Verfügung stehende Sinuswechselspannung lässt sich bereits unter allen Betriebsbedingungen mit einer Sicherheit von besser 10 auf 10000 Pulse von einem nachfolgenden Schmitt-Trigger in Rechteckimpulse umformen. Bei dieser Triggermethode kann ein störendes Phasenjittern in der Pulsfolge auftreten.

Aus diesem Grund folgt in der Signalkette ein gesteuertes Jitterdämpfungsfilter. Die Pulsfolge wird am Ausgang dieses Filters einwandfrei und mit einer Sicherheit von etwa 1 auf 100000 getriggert.

Zur potentialfreien Signalauskopplung wird ein Optokoppler verwendet.

Der Wirbelzählermessverstärker erfüllt die EMV-Anforderungen nach PTB-Prüfregeln.

Im Unterschied zum Vorgängerwirbelzählermessverstärker WS 02a wurde beim WS 02b ein Netzteil auf der Platine integriert um auf eine separate Netzteilplatine verzichten zu können. Weiterhin wurden einige Anzeigeelemente zur Status- und Signalanzeige hinzugefügt und der Wirbelzählermessverstärker auf den neuesten technischen Stand gebracht.

Technische Daten Versorgungsspannung:

18 - 27 VDC

Stromaufnahme:

IIN  90 mA bei UIN = 24 V

Isolation Prim./Sek.:

VI  500 VDC 30 sec

Umgebungstemperatur:

0°C  TU  50°C

Relative Luftfeuchtigkeit:

 95% nicht kondensierend

Messanschluss:

zum Anschluss eines WBZ-Fühlers Typ TF 01, TF 03 oder TF 02 L; direkt oder über Sicherheitsbarriere SB WS 02b.

IOUT  2.5 mA UOUT  24 V

lmpulsausgang: Max. Anschlusswerte

Optokopplerausgang passiv (potentialfrei) UC  24 VDC + 10% IC  30 mA ICE  1 V bei IC  2 mA

Spannungsabfall Bauform:

Europakarte (160 mm * 100 mm)

Frontplatte:

3HE-8TE-2.5mm Al

Anschlussmöglichkeiten:

Steckverbinder nach DIN 41612 Bauform F

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INSTALLATION

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Installation Messstrecke mit Zähler Die Wirbelzähler können in jeder gewünschten Lage installiert werden. Nur bei Messung sehr feuchter Gase ist der Zähler so einzubauen, dass der Störkörper senkrecht steht und die Thermistoranschlüsse nach oben zeigen. Gegebenenfalls sind besondere Maßnahmen zu treffen, wie der Einbau von Trocknern oder Filtern. Zusätzlich ist eine Thermistorspülung sowie eine Sensorheizung als Option erhältlich.

17

Damit die hohe Messgenauigkeit der Wirbelzähler nicht durch vor- oder nachgeschaltete Rohrformstücke oder Ventile beeinflusst wird, müssen die Wirbelzähler Type WBZ 08 mit den empfohlenen Ein- und Auslaufstrecken installiert werden (siehe Seite 8). Die Type WZ 07 ist bereits mit integrierten Ein- und Auslaufstrecken ausgerüstet.

Beim Zusammenbau der Messstrecke sind Hinweise entsprechend dem Schild „Dichtung für Einund Auslaufstrecke“ zu beachten. Außerdem ist darauf zu achten, dass die Markierungsflächen an den Flanschen aneinander liegen.

Entfernen Sie die gelbe Schutzfolie an den Flanschen restlos. Reste dieser Folie verändern den Strömungsverlauf und führen zu Messfehlern!

Der statische Druck sollte am p -Anschluss des Zählergehäuses gemessen werden. r

Elektrische Anschlüsse und Verdrahtung Netzanschluss des Wirbelzähler-Verstärkers: 24 V Gleichstrom.

Die Sicherheitsbarriere und die Umformelektronik WS-02b sind fertig verdrahtet im Wandgehäuse oder Baugruppenträger installiert. Sie sind außerhalb des explosionsgefährdeten Bereiches unterzubringen.

Die Thermistor-Sensoren am Wirbelzähler sind werksseitig mit den Anschlussklemmen in der EEx iAnschlussdose verdrahtet.

Die Verdrahtung von der EEx i-Anschlussdose zum Baugruppenträger und von dort zum Rechner ist vor Ort entsprechend dem Verdrahtungsplan (Seite 18) vorzunehmen. Dazu ist folgendes Kabel zu verwenden: LIYCY, 2x0,75 blau, verdrillt, max. Länge 150 m Der Wirbelzähler kann mit einer Ex-Heizung (230V AC, 50 W) zur Beheizung des Messkopfes ausgerüstet werden. Sie ist werkseitig mit der EEx e-Anschlussdose verdrahtet.

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INSTALLATION

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Verdrahtungsplan für Verstärker und Sicherheitsbarriere L (+) N (-)

Flow Computer

PE 7

8

9

10

1

2

9

8

Stecker J7

11

18

Kanal 1

Ausgangsstecker WA1

+

-

+

-

d18

z18

d18

z18

Verstärker WS 02b dz28

dz30

dz32

Verstärker WS 02b

dz2

dz4

dz2

dz4

d2

d14

z4

z14

dz28

dz30

dz32

+ 24V/DC PE

Sicherheitsbarriere SBWS 02b d32

d20 d16 z16 z28

+

-

z20

-

Kanal 2

Kanal 1

+

19" Baugruppenträger 1

3

2

8

7

9

Eingangsstecker W1

Nicht-Ex-Bereich Ex-Bereich

Kabel LIYCY 2x0,75 blau, verdrillt max. Länge 150 m

+

2

1



+ 3

-

4

5



6

EEx i Anschlußdose

Thermistoren

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INBETRIEBNAHME

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Inbetriebnahme Notwendige Hilfsmittel: 1 Oszilloskop 1 Ohmmeter

Widerstand des Thermistorfühlers überprüfen

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Die Fühler haben einen negativen Temperaturkoeffizienten. Der Fühlerwiderstand nimmt ab, wenn die Gastemperatur ansteigt.

Ein intakter Thermistorfühler hat bei ca. 25°C Gastemperatur folgenden Widerstand (R ): Standardausführung: ca. 8 k ± 30% (Betriebstemperatur: -40°C bis 60°C) Hochtemperaturausführung: ca. 30 k ± 30% (Betriebstemperatur: 0°C bis 90°C)*.

25

Vor der Überprüfung muss unbedingt die Spannung abgeschaltet werden, da ein An- oder Abklemmen unter Spannung die Thermistoren zerstören kann.

Für die Überprüfung müssen die Thermistorfühler abgeklemmt werden, um eine Fehlmessung durch die angeschlossene Elektronik zu vermeiden.

Die Messung erfolgt dann zwischen den Klemmen 1 und 2 bzw. 8 und 9 am Steckers W1 oder an den Klemmen 1 und 2 bzw. 4 und 5 in der EEx i-Anschlussdose.

Beachten Sie dabei die Ex-Vorschriften, da der Stromkreis auch während der Messung eigensicher bleiben muss.

8 k ±30% bei 25°C

Thermistorwiderstand [k ]

30 k ±30% bei 25°C

Temperatur [°C] * für trockenes, kondensatfreies Gas! ...............................................................................................................................................................................................................

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INBETRIEBNAHME

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Verstärkungsfaktor einstellen

20

Der Verstärkungsfaktor hat bei der Auslieferung einen Standardwert und muss bei der Inbetriebnahme optimiert werden. Bei Austausch von Verstärkerkarten oder Thermistorfühlern muss der Verstärkungsfaktor neu eingestellt werden.

Wir empfehlen, den Verstärkungsfaktors bei jeder Inbetriebnahme einzustellen.

Die Einstellung des Verstärkungsfaktors erfolgt mittels der beiden Drehschalter, die sich unter der Abdeckplatte befinden.

RMG Messtechnik WBZ Verstärker WS 02b UB

Leuchtdioden

Pegel > = <

Abdeckplatte

Puls V1 HP/TP

Meßbuchsen

EF GND V*10

Drehschalter

V*01

Bei angelegter Spannung leuchtet die Betriebsspannungsdiode UB. Die Frequenz kann direkt vom Display eines angeschlossenen Flow-Computer Serie ERZ 2000 oder EC 900 abgelesen werden, oder wenn kein Flow-Computer verfügbar ist, muss die Frequenz des Signales an der Messbuchse EF des Verstärkers gemessen werden.

Um den Verstärkungsfaktor einzustellen, Schrauben Sie zunächst die Abdeckplatte ab. Es kommen dann 4 Messbuchsen (2 mm, für Oszilloskop mit R  10 M) und 2 Drehschalter zum Vorschein.

Mit dem unteren Drehschalter lässt sich der Verstärkungsfaktor um kleine Schritte ändern, mit dem oberen um große (etwa 10-mal so groß). i

Beispiel:

WBZ 08 Nennweite DN 80 Erdgas bei 8 bar  Verstärkungsfaktor 45 (s. Tabelle nächste Seite)

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INBETRIEBNAHME

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Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Verstärkungsfaktor einzustellen:

Grobeinstellung Eine erste Grobeinstellung erfolgt bei abgeschalteter Anlage, d.h. ohne Durchfluss.

Liegen keine auftragsbezogenen Angaben vor, wird der Verstärkungsfaktor im Werk auf 50 voreingestellt.

21

Für eine auftragsspezifische Einstellung gelten folgende Werte, wobei eine Streubreite von 10 möglich ist: Luft

Erdgas oder andere Gase

DN

bei 1,0129 bar und 20° C

 3 bar

für alle Betriebsdrücke

40 - 80

70

55

45

100 - 250

50

35

30

> 250

40

25

20

Tabelle: Standardwerte für die Grobeinstellung

Feineinstellung Die Feineinstellung erfolgt während des Betriebes, d.h. mit Durchfluss.

Achtung: Vor der Feineinstellung muss die Heizung mindestens 1h im Betrieb gelaufen sein.

Wir empfehlen, die Einstellung bei mittlerem Durchfluss vorzunehmen.

Die Durchflussmenge sollte aber mindestens 10 - 20% über Qmin liegen, so dass die Wirbelfrequenz größer als 10 - 30 Hz ist. Diese ist abhängig von der Nennweite des Zählers, so ist z.B. bei größeren Zählern eine höhere Frequenz erforderlich.

Einstellung über die Leuchtdioden Stellen Sie den Verstärkungsfaktor so ein, dass die LED-Anzeige „=“ leuchtet.

Leuchtet „“, so ist die eingestellte Verstärkung zu groß - stellen Sie einen kleineren Verstärkungsfaktor ein. Entsprechend ist bei „“ die Verstärkung zu erhöhen.

Um bei einem konstanten Betriebsdurchfluss einen Mittelwert einzustellen, drehen Sie langsam die Verstärkung hoch, bis „“ leuchtet. Diesen Wert notieren Sie sich. Dann erniedrigen Sie die Verstärkung, bis „“ leuchtet. Aus diesen zwei Werten bilden Sie den Mittelwert und Sie erhalten somit den einzustellenden Verstärkungswert.

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INBETRIEBNAHME

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Einstellung mit einem Oszilloskop Greifen Sie dazu die Signale nach dem Hoch-/Tiefpass-Filter (Buchse HP/TP, rechts oben) und nach dem Endfilter (Buchse EF, links unten) ab. Alle Signale müssen einen sauberen Sinus-förmigen Verlauf haben (siehe Seite 23).

22

An Buchse EF muss sich ein Sinussignal mit einer Amplitude von 5 bis 10 Vss einstellen (s. Seite 23, Oszillogramm C). Bei zu kleinem Signal (kleiner als 1 Vss) erfolgt keine Umformung mehr in Rechteck-Ausgangssignale. Bei zu großen Amplituden (> als 15 Vss) wird der Verstärker übersteuert und evtl. instabil, wodurch Zusatz-Impulse erzeugt werden.

Die Qualität des Thermistor-Signals kann an der Messbuchse V1 (links oben) erkannt werden.

Dieses sinusähnliche Signal muss jedoch eindeutig „Null-Durchgänge“ aufweisen, damit die nachgeschaltete Filterung einwandfrei arbeiten kann. (Als Null-Linie gilt in diesem Fall die Kurve der niederfrequenten Störung; siehe Oszillogramm B.)

Rechteck-Ausgangssignal Zur Weiterverarbeitung stehen Rechteck-Ausgangs-Signale (Kanal 1 / Kanal 2) zur Verfügung.

Die Amplitude des Rechtecksignals ist abhängig vom nachgeschaltetem Gerät.

Hinweis: Dieser Ausgang kann nur abgegriffen werden, wenn der offene Kollektor von außerhalb, d.h. von dem signalverarbeitenden Gerät versorgt wird (< 10 V und < 10 mA). Die optische Kontrolle der Ausgangspulse kann mit der Diode „Pulse“ erfolgen.

Austausch von Komponenten Im Rahmen einer Reparatur kann es notwendig werden eine oder mehrere der folgenden Komponenten zu tauschen:  Thermistorfühler  Verstärker WS 02b  Sicherheitsbarriere SBWS 02b Nach dem Austausch der oben genannten Komponenten ist keine Kalibrierung auf einem Prüfstand erforderlich. Der Zeitpunkt der nächsten Nacheichung verändert sich dadurch ebenfalls nicht.

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INBETRIEBNAHME

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Oszillogramme

23

Die Darstellung zeigt Oszillogramme von idealen Signalen bei einwandfreien Strömungsbedingungen. Die Amplitude des Rechtecksignals ist abhängig vom nachgeschalteten Gerät.

Signal A Signal Vorverstärker .....................................

B Signal nach Vorfilter .....................................

C Signal nach Endfilter ....................................

D Ausgangssignal ............................................

Abgriff V1 HP/TP auf Frontseite des WS 02b EF Klemmen1 und 2 bzw. 8 und 9 des Ausgangssteckers WA1

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WARTUNG

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Wartung Thermistor-Fühler Typ TF 01 und TF 02

24

Fühler-Einsatzbereiche (in Ex-Zone 1) Druck und Umgebungstemperatur: - Typ TF 01, TF 03: bis 100 bar, 85°C (Abmessungen TF 03 wie TF 01) - Typ TF 02 L: bis 320 bar, 90°C für aggressive Medien. ...............................................................................................................................................................................................................

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WARTUNG

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Inspektion der Thermistorfühler Die Thermistorfühler können nach längerer Betriebszeit verschmutzen (abhängig von der Sauberkeit des Gases). Die Rechner der Serien ERZ 2000 und EC 900 gehen dann auf Störung.

Als Option ist eine Thermistorspülung mit Filtern lieferbar. Der Ausbau der Thermistorfühler zwecks Inspektion, Reinigung oder Austausch kann während des Betriebes wie folgt vorgenommen werden: 1.

2.

3.

4.

5.

Abdeckhaube öffnen Durchgangsventil schließen Griff des Entlüftungsventiles um 180° drehen. (Pfeil zeigt zur Blindverschraubung) Blindverschraubung am Entlüftungsventil 1 Umdrehung öffnen, entlüften Die Überwurfmutter zur Halterung des Thermistorfühlers abschrauben und den stramm sitzenden Fühler herausziehen.

25

Zur Reinigung wird die Querbohrung am Fühlergehäuse (siehe Seite 24) mit Pressluft durchgeblasen.

Der Einbau des Thermistorfühlers erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

Beachte: Der Markierungspunkt am Fühlergehäuse muss in Achsrichtung der Zuleitung zeigen (siehe Seite 24).

Inspektion des Störkörpers Eine Inspektion ist nur erforderlich bei sehr stark verschmutzten Gasen (Deponiegas) oder bei Verdacht auf eine mechanische Beschädigung.

Zum Ausbau des Störkörpers wird die Befestigungschraube auf der Sensorseite herausgedreht und die Haltescheibe abgenommen. Der Störkörper wird nun nach der gegenüberliegenden Seite aus dem Gehäusesitz herausgeschoben.

Vor dem Einbau des Störkörpers sollten die O-Ringe überprüft werden.

Ein Stift im Zählergehäuse gewährleistet die exakte Einbaulage des Störkörpers zur Durchflussrichtung.

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ANHANG

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Anhang Steckerbelegung der Sicherheitsbarriere SBWS 02b Steckerbelegung des Wirbelzählermessverstärkers WS 02b 26

Teile - Liste für Wirbelzähler WBZ 08/ WZ 07 Arbeitsblatt A1: Fehlerkurve in Abhängigkeit von der Reynoldszahl Re

D

Arbeitsblatt A2: Stoffwerte technischer Gase Arbeitsblatt A3: Pulsationseinfluss auf Wirbelgaszähler Datenblatt Wirbelgaszähler PTB-Konformitätsbescheinigungen

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Manual WBZ 08 · DE02 · 2011-05

ANHANG

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Steckerbelegung der Sicherheitsbarriere SBWS 02b Pin

Bedeutunq

d2 z2 d4 z4 d6/z6 d8/z8 d10/z10 d12/z12 d14 z14 d16 z16 d18 z18 d20 z20 d22/z22 d24/z24 d26/z26 d28 z28 d30 z30 d32 z32

Ausgang zu WS 02b, Kanal1, + n.c. n.c.

Ausgang zu WS 02b, Kanal2, + n.c. n.c. n.c. n.c.

Ausgang zu WS 02b, Kanal1, Ausgang zu WS 02b, Kanal2, PE Kontakte voreilend PE Kontakte voreilend PE Kontakte voreilend PE Kontakte voreilend Sensoranschluss Thermistor1, Sensoranschluss Thermistor2, n.c. n.c. n.c. n.c.

Sensoranschluss Thermistor2, + n.c. n.c.

Sensoranschluss Thermistor1, + n.c.

27

Steckerbelegung des Wirbelz盲hlermessverst盲rkers WS 02b Pin

Bedeutunq

d2/z2 d4/z4 d18 z18 d26 z26 d28 z28 d30 z30 d32 z32

Thermistoranschluss + Thermistoranschluss Optokoppler Ausgangspuls, + (Kollektor) Optokoppler Ausgangspuls; - (Emitter) Schutzleiteranschluss PE Schutzleiteranschluss PE Versorgungsspannung +24V Versorgungsspannung +24V Masse 0 V Masse 0 V Schutzleiteranschluss PE Schutzleiteranschluss PE

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Manual WBZ 08 路 DE02 路 2011-05

ANHANG

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Teile - Liste f眉r Wirbelz盲hler WBZ 08/ WZ 07

28

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Manual WBZ 08 路 DE02 路 2011-05

ANHANG

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Pos. Stck

Bezeichnung

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Gehäuse Störkörper O-Ring Thermistorfühler Fühlergehäuse Kugelhahn mit Entlüftungsstopfen Kugelhahn (grüner Knebel) Messkopfbeheizung (Option) Kunststoffabdeckung Verteilerdose Strömungsgleichrichter Einlaufstrecke Auslaufstrecke Anschweißmuffe R ¾" Dichtung DIN 2691 SchraubenboIzen DIN 2510 Mutter DIN 2510

1 1 2 1/2 1/2 2/4 2/4 1 1 1 1 1 1 1 2

* Gehäuse: GS-C25   Flansche DIN in St 37-2 oder C22, ANSI in C 21  x Rohr: St 35.8-1 oder III, RR StE 290. 7 od. 360.7 

Artikel-Nr.

Material *x X10CrNiTi 189 Buna N (Viton)

00.47.395.00 16.80.000.14 84.07.077.00 84.07.076.00

86.90.33.00

50.34.104.00

29

PVC Al X5CrNi 189 x x St 35.8-I Jt 200 CK 35 C 35

abhängig von: PN, DN, T Sonderausführung: X10CrNiMoTi 18 10

Bei Bestellung angeben: Typ, DN, PN u. Herst.-Nr.

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Manual WBZ 08 · DE02 · 2011-05

ANHANG

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Arbeitsblatt A1 Fehlerkurve in Abh盲ngigkeit von der Reynoldszahl ReD Beispiel einer Fehlerkurve

5 4

30

3 2 1 0 -1 -2 -3 5

2

10 4 X

10

5

2

5

2

10 5

ReD

100

2

5

2

10 6 5

1000

5

2

10 7 2

5

2

5

10000

2

108 2

5

0,01 2

5

0,1 2

5

1,0 2

5

10 0,01

5

2

X

0,1

2

5

1

10

2

5

100

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Manual WBZ 08 路 DE02 路 2011-05

ANHANG

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Beispiel: x) Durchfluss (Betrieb) Q = 4800 m3/h

X

Reynoldszahl: ReD = 0,354  Q  

Q D

X

D 

4800  19,2 250

Nennweite: DN = 250 Betriebsdruck: Erdgas p = 40 bar Betriebsdichte: ρ = 34 kg/m3 dyn. Zähigkeit:  = 10  10-5 x)

ReD = 2,3  107   3,4  10 6 

31 F = -0,3%

Stoffwerte siehe Arbeitsblatt A2

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ANHANG

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Arbeitsblatt A2 Stoffwerte technischer Gase

C 2H 2 NH3

0106 kin.

Viskos.

Pas.

m2/s

n Normdichte

Ri spezif.

Gaskonstante

kg/mol

kg/m3

J(kgK)

1.1715 0.7718 1.7840

319.32 488.21 208.13

0.9916 0.9844 0.9990

1.23 1.31 1.65

10 9 21

8.5 11.7 11.8

Gas

32

106 dyn.

Viskos.

Mr Molare Masse

Zn Realgasfaktor im Normzustand

 Verhältnis d. spezif.

Wärmekapazität bei 20°C

Acetylen Ammoniak Argon

Ar

26.038 17.031 39.948

Butan-n Butan-i

C4H10 C4H10

58.123 58.123

2.708 2.697

143.05 143.05

0.9575 0.9615

1.66 ----

7 7

2.6 2.6

1-Buten 1,3-Butadien

C 4H 8 C 4H 6

56.107 54.091

2.599 2.497

148.19 153.71

0.9631 0.9665

-------

7 --

2.8 ---

Chlor Chlorwasserstoff

Cl2 HCI

70.906 36.461

3.210 1.6422

117.26 228.04

0.9855 0.9906

1.35 1.39

12 13

3.8 8

Ethan Ethylen

C 2H 6 C 2H 4

30.069 28.054

1.3550 1.2611

276.51 296.37

0.9901 0.9925

1.19 1.24

9 9

6.6 7

Helium

He

4.0026

0.17848

1.0005

1.63

19

Kohlenoxid Kohlendioxid

CO CO2

28.010 44.010

1.2505 1.9880

296.83 188.92

0.9994 0.9932

1.40 1.30

17 14

13.6 7

Kohlenoxidsulfid Krypton

COS Kr

60.07 83.80

2.721 3.749

138.41 99.22

0.9849 0.9972

---1.69

14 --

5 ---

Luft (trocken)

--

28.963

1.2930

287.07

0.9994

1.40

18

14

Methan Methylchlorid

CH4 CH3CI

16.043 50.491

0.7175 2.3074

518.25 164.67

0.9976 0.9763

1.31 ----

10 10

14 4.3

Neon

Ne

20.179

0.8999

412.055

1.00048

1.64

30

33

Propan Propylen

C 3H 8 C 3H 6

44.096 42.080

2.0109 1.9129

188.55 197.58

0.9783 0.9815

1.13 ----

8 8

Sauerstoff

O2

31.999

1.4290

259.83

0.9990

1.40

20

Schwefeldioxid Schwefelwasserstoff

SO2 H 2S

64.059 34.076

2.9310 1.5355

129.79 244.00

0.9751 0.9901

1.27 1.31

11 12

3.8 7.8

Stickoxid

NO

30.006

1.3402

277.09

0.9990

1.39

18

13.4

Stickoxidul Stickstoff

N 2O N2

44.019 28.013

1.9780 1.2504

188.91 296.80

0.9927 0.9995

1.28 1.40

14 17

7.1 13.5

Wasserdampf Wasserstoff

H 2O H2

18.015 2.0158

0.8038 0.08988

461.52 4124.6

1.0000 1.00006

1.33 1.41

13 8

16.2 90

18.64 19.02

0.84 0.85

446.0 437.0

0.9900 0.9980

1.31 1.29

11 10

13.1 11.8

Erdgas

L H

2077.2

107

4 4.2 14

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ANHANG

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Arbeitsblatt A3 Pulsationseinfluss auf Wirbelgaszähler Grundlagen Eine Gasmessanlage kann Durchflusspulsationen aufweisen, wenn stromaufwärts oder -abwärts der Messanlage installiert sind:    

33

Kolbenkompressoren Drehkolbengaszähler instabil arbeitende Gasdruckregelgeräte nicht durchströmte Rohrleitungen („Sackrohre“).

Zur Beurteilung des Verhaltens von Gaszählem unter Pulsationseinfluss ist die Volumenstrompulsation die entscheidende Größe. Eine Volumenstrompulsation ist physikalisch immer mit Druckschwankungen verknüpft.

2

  p  DN  K Es ergibt sich in einer ersten Näherung folgender Zusammenhang: Q rel rel Q

 Q rel Q p rel DN K

: : : : :

relative Volumenstrompulsation (Peak - Peak) mittlerer Volumenstrom relative Druckpulsation (Peak - Peak) Zä hlernennweite Konstante, abhä ngig von Normdichte, Schallgeschwindigkeit, Kompressibilitä t, Normdruck, Temperatur und anlagenspezifischen Parametern.

Mit diesem Zusammenhang kann eine Abschätzung der Volumenstrompulsation aufgrund der einfacher zu messenden Druckpulsation erfolgen.

Eine direkte Messung der Volumenstrompulsation ist jedoch vorzuziehen, da die Ergebnisse sicherer sind.

Ausschlaggebend ist dabei die Pulsation am Ort der Messung.

Bei ausreichend hohen Pulsationswerten können bei dem Wirbelgaszähler durch strömungstechnische Effekte Kopplungen der Wirbelfrequenz an die Pulsationsfrequenz auftreten.

Dieser Fall tritt bei bestimmten Pulsationsfrequenzen auf. Die Wirbelablösung erfolgt dann mit der ganzen oder der halben Pulsationsfrequenz.

Die mit der Kopplung verbundenen Störungen der Wirbelablösung werden im allgemeinen von einer zweikanaligen lmpulsüberwachung zuverlässig erkannt.

Eine nicht erkennbare Fehlmessung ist somit unwahrscheinlich.

Trägheitsbedingte Fehlmessungen können bei dem Wirbelgaszähler prinzipbedingt nicht auftreten.

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ANHANG

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Grenzwerte Frequenzbereiche

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- Im Frequenzbereich über 100 Hz ist im allgemeinen nicht mit einer Verfälschung der Messwerte zu rechnen.

Nennenswerte Durchflussschwankungen sind in der Praxis bei diesen Frequenzen kaum anzuregen.

- Im Bereich zwischen 0,1 Hz - 100 Hz sind die häufigsten Störungen zu erwarten, da bei typischen Anlagenabmessungen die Anregung von Resonanzen der Gassäule zu erwarten ist. Es können Durchflussschwankungen mit großer relativer Amplitude auftreten.

- Im Bereich unter 0,1 Hz liegt eine quasistationäre Strömung vor, welcher die Zähler ohne Verfälschung folgen.

Pulsationsamplituden Untersuchungen haben gezeigt, dass, bei relativen Durchflusspulsationen kleiner 5% (Peak Peak) und relativen Druckpulsationen kleiner 0.1% - 0.5% (Peak - Peak), keine Störungen zu erwarten sind.

Diese Angaben sind als erste Richtwerte aufzufassen, ihre Gültigkeit ist abhängig vom jeweiligen Durchfluss und der Pulsationsfrequenz.

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ANHANG

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Datenblatt Wirbelgaszähler 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Einbauort Fabrikat Herstell-Nr. DN PN Länge max. Druck Zählergröße Qmín Zählerfaktor KV Zulassungs-Nr. Einlaufstrecke mit Gleichrichter

Typ Jahr Werkstoff Flansche Qmín (HD) Qmax

Ex-Bereich RMG

WBZ 08

35 G

7.222-80.02 Flansche Länge Zeichnungs-Nr. Flansche Länge Bestückung Zeichnungs-Nr.

Auslaufstrecke

Sicherheitsbarriere SBWS 02b 16 17 18

Einbauort Fabrikat Zündschutzart

Typ

außerhalb des Ex-Bereichs RMG SBWS 02b II 2 (G) [EEx ib] IIC

Verstärker WBZ-Wirbelsignal 19 20 21 22

Einbauort Fabrikat Spannungsversorgung Messstromkreis

Typ

außerhalb vom Ex-Bereich RMG WS-02b, 1-kanalig 18 - 27 V/DC U = max. 24 V, I = max. 30 mA

Ex-Heizkörper zur Sensorbeheizung 23 24

Einbauort Fabrikat, Typ

25 26

Netzspannung Anschlusskabel

27 28 29

Zündschutzart Schutzart Temp.-Regler, Oberfl.-Temp.

Abmessungen H x B x T Werkstoff

Heizleistung

Haube WBZ 08 Intertec, KH50 ExR 230 V/50 Hz 3x1,5 mm2 SIH II 2 G EEx ia llC T4 IP 67 eingebaut <+70°C 125 x 120 x 64 Alu schwarz eloxiert

Stahl, Heizpl. 8442 50 W 3x0,75 mm2 4GMH4G-J EEx d llC T4 IP 65 eingebaut <+135°C 140 x 60 x 30

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