Thermometer mit Schaltkontakten

Was sind mechatronische Messgeräte?

In mechanische Messgeräte werden elektronische Komponenten oder Baugruppen integriert. Somit handelt es sich um eine rein mechanische Vor-Ort-Anzeige, die zusätzlich ein elektrisches Signal abgibt oder eine elektrische Schaltfunktion beinhaltet. Der Vorteil solcher Geräte: Fällt die Versorgungsenergie aus oder wird das Messsignal gestört bzw. unterbrochen, kann der Messwert trotzdem vor Ort zuverlässig abgelesen werden.

Was ist ein Wechslerkontakt?

Bei Überschreiten des eingestellten Sollwertes wird gleichzeitig ein Stromkreis geöffnet (NC) und ein Stromkreis geschlossen (NO). Wechsler werden gekennzeichnet mit der Zahl 3 (SPDT).

Was ist ein Magnetspringkontakt (Typ 821)?

Der Magnetspringkontakt ist ein mechanischer Berührungskontakt zur Schaltung von Leistungen bis 30 W 50 VA. Die Signalgabe erfolgt verzögert oder voreilend zur Bewegung des Istwertzeigers. Zum Schließen des Stromkreises wird der Kontaktstift des beweglichen Kontaktarmes kurz vor dem Erreichen des Sollwertes durch den am Trägerarm befestigten Permanentmagneten sprunghaft angezogen. Durch die Haltekraft des Magneten sind Magnetspringkontakte unempfindlicher gegen Erschütterungen. Beim Öffnen des Stromkreises hält der Magnet den Kontaktarm solange angezogen, bis die Rückstellkraft des Messelements die wirksame Magnetkraft überschreitet und der Kontakt sprunghaft öffnet.

Was ist ein Reed-Kontakt (Typ 851)?

Reed-Kontakte werden häufig zum Schalten kleiner Spannungen und Ströme eingesetzt, da sie wegen ihrer hermetisch dichten Bauweise in Verbindung mit Kontakten in Schutzgas nicht an den Kontaktoberflächen korrodieren können. Durch die hohe Zuverlässigkeit und den geringen Kontaktübergangswiderstand sind sie für sehr viele Applikationen geeignet. Dies sind z. B. SPS-Anwendungen, Signalumschaltungen in Messgeräten, Signal-Leuchten, akustische Signalgeber und vieles mehr.

Was ist ein Schleichkontakt (Typ 811)?

Der Schleichkontakt ist ein mechanischer Berührungskontakt zur Schaltung von Leistungen bis 10 W 18 VA.

Was ist ein Elektronik-Kontakt (Typ 830.E)?

Elektronik-Kontakte sind mit berührungslos arbeitenden Schlitzinitiatoren ausgerüstet. Sie eignen sich besonders für ölgefüllte Messgeräte und sollten bei niedrigen Spannungen und kleinen DC-Lasten bevorzugt werden, z. B. für den Signaleingang einer SPS (speicherprogrammierbare Steuerung).

Was ist ein Induktivkontakt (Typ 831)?

Induktive Grenzsignalgeber in Zeigermessgeräten sind mit berührungslos arbeitenden elektrischen Wegaufnehmern (Näherungsschalter) nach EN 50227 ausgerüstet. Das Ausgangssignal wird bestimmt durch die An- oder Abwesenheit einer vom Istwertzeiger bewegten Steuerfahne im Bereich des elektromagnetischen Feldes des Näherungsschalters. Verwendung hauptsächlich im Ex-Bereich.

Was ist ein Trennschaltverstärker?

Der Trennschaltverstärker überträgt digitale Signale aus dem explosionsgefährdeten Bereich. Signalgeber können Sensoren nach DIN 19234 (NAMUR) oder mechanische Kontakte sein. Der Eingang ist gemäß DIN EN 50020 sicher vom Ausgang und Netz getrennt. Ausgang und Netz sind gemäß DIN EN 50178 sicher voneinander getrennt.

Was bedeutet ATEX?

ATEX ist ein weit verbreitetes Synonym für die ATEX Direktiven der Europäischen Union. Die Bedeutung leitet sich aus der französischen Abkürzung „Atmosphere Explosible“ ab. Die Direktive umfasst aktuell zwei Richtlinien auf dem Gebiet des Explosionsschutzes, nämlich die ATEX-Produktrichtlinie 94/9/EG und die ATEX Betriebsrichtlinie 1999/92/EG.

Welche Norm regelt Kontaktmanometer?

Schleich- und Magnetspringkontakte eingebaut in Manometer und Thermometer, Gehäusedurchmesser 100 und 160 mm sind in der DIN 16085 geregelt.

Dürfen die mechanischen Zeigerthermometer mit einem CE-Kennzeichen in Verkehr gebracht werden?

Mit der CE-Kennzeichnung erklärt der Hersteller, Inverkehrbringer oder EU-Bevollmächtigte, „dass das Produkt mit allen zutreffenden europäischen Richtlinien übereinstimmt".
Da es keine verbindliche Anweisung (Richtlinie) für mechanischen Thermometer gemäß DIN EN 13190 gibt, dürfen solche Geräte auch nicht mit einem CE-Kennzeichen in Verkehr gebracht werden.

Fallen Gasdruck-Thermometer unter die Druckgeräterichtlinie und darf ein entsprechendes CE-Kennzeichen aufgebracht werden?

 

Gasdruck-Thermometer ohne zusätzliche adaptiertes Schutzrohr fallen im eingebauten Zustand als sog. „druckhaltende Ausrüstungsteile“ sowie im nicht eingebautem Zustand oder eingebaut im Schutzrohr als sog. „Druckbehälter“ in den Geltungsbereich der Richtlinie 2014/68/EU (vormals DGRL 97/23/EG). Die Einstufung erfolgt nach Artikel 4, Absatz 3 der anzuwendenden Richtlinie 2014/68/EU (Auslegung, Fertigung und Prüfung erfolgt gemäß geltender guter Ingenieurpraxis). Die Produkte dürfen hinsichtlich der oben genannten Richtlinie nicht mit CE gekennzeichnet werden bzw. eine Konformität bestätigt werden. Eine Herstellererklärung kann auf Bedarf angefordert werden.


Hat die Umgebungstemperatur Einfluss auf die Messfeder im Gasdruckgehäuse?

Ja, deshalb wird eine Bimetallkompensation zwischen Werk und Messfeder installiert. Diese ist technisch in einem bestimmten Bereich begrenzt. Die Standardumgebungstemperatur ist bei WIKA-Gasdruckgeräten bei 23 ± 10 °C. Abweichende Umgebungstemperaturen sind möglich, müssen aber spezifiziert werden.


Wie funktioniert ein Bimetall-Thermometer?

Ein Streifen aus zwei untrennbar aufeinandergewalzten Blechen aus Metallen verschiedener Ausdehnungskoeffizienten („Bimetall”) krümmt sich bei Temperaturänderung. Die Krümmung ist annähernd proportional der Temperaturänderung. Aus den Bimetallstreifen wurden zwei verschiedene Messsystemformen entwickelt: Schraubenfeder oder Spiralfeder. Durch mechanische Verformung der Bimetallstreifen in vorgenannte Federformen entsteht bei Temperaturänderung eine Drehbewegung. Wird das eine Ende der Bimetallmesssysteme fest eingespannt, dreht das andere Ende die Zeigerwelle. Die Anzeigebereiche liegen zwischen -70 und +600 °C bei Genauigkeiten Klasse 1 und 2 nach EN 13190.

Wie funktioniert ein Gasdruck-Thermometer?

Das Messsystem des Zeigerthermometers besteht aus Tauchschaft, Kapillarleitung und Rohrfeder im Gehäuse. Diese Teile sind zu einer Einheit verbunden. Das komplette Messsystem ist unter Druck mit einem inerten Gas gefüllt. Eine Temperaturänderung bewirkt im Tauchschaft eine Veränderung des Innendruckes. Der Druck verformt die Messfeder, deren Auslenkung über ein Zeigerwerk auf den Zeiger übertragen wird. Schwankungen der Umgebungstemperatur auf das Gehäuse können vernachlässigt werden, da zwischen dem Zeigerwerk und der Messfeder ein Bimetallelement zur Kompensation eingebaut ist. Die Anzeigebereiche liegen zwischen -200 und +700 °C bei Genauigkeit Klasse 1 nach EN 13190.

Wie funktioniert ein Tensionsthermometer?

Die Messwerterfassung erfolgt über das flüssigkeitsgefüllte Messsystem, das aus Temperaturfühler, Kapillarleitung und Bourdonfeder besteht. Alle drei Systeme stellen ein geschlossenes Rohrsystem dar. Der Innendruck in diesem System ändert sich mit der anliegenden Temperatur. Dadurch wird die mit der Feder verbundene Zeigerachse gedreht und der Temperaturwert auf der Skala angezeigt. Die Fernleitung, mit Längen zwischen 500 und 10.000 mm, ermöglicht Messungen auch an entfernten Messstellen. Die Anzeigebereiche liegen zwischen -40 und +400 °C bei Genauigkeiten Klasse 1 und 2 nach EN 13190.

Wie lange dauert es, bis ein Tensionsthermometer die reale Mediumstemperatur anzeigt?

Faustregel: nach 90 sek Angleichdauer sind ca. 99% des Messwertes erreicht.

Nach welcher Norm sind Gasdruck-Thermometer bzw. Bimetall-Thermometer gefertigt?

Gasdruck- bzw. Bimetall-Thermometer werden nach der Norm EN 13190 gefertigt. Sind elektrische Schaltkontakte mit verbaut, greift die DIN 16 196.

Was versteht man unter der aktiven Länge eines Thermometers?

Die aktive Länge eines Thermometers ist die Länge, über die das Thermometer die Temperaturen durch Zu- und Abflüsse der Wärme effektiv mittelt.

Welchen Einfluss hat die Umgebungstemperatur auf das Messergebnis?

Dies hängt von folgenden Parametern ab:
1. Verhältnis Volumen Fühler (Tubus) zu Messleitung und Bourdonfeder (Faustregel: 99:1)
2. Länge der Messleitung (Kapillarleitung), je länger desto mehr Einfluss
3. Höhe der Umgebungstemperatur (Wert), hohe Temperaturen bewirken einen Offset in der Anzeige, niedrige bewirken Verminderung

Möglichkeiten der Kompensation:
1. über Bimetall-Kompensationsfeder (entgegengesetzt der Zeigerlaufrichtung)
2. über Fehljustage (nur möglich wenn die Umgebungstemperatureinfluss konstant und bekannt ist)


Wie lang kann die Fernleitung beim Gasdruck- bzw. Tensionsthermometer maximal sein?

Theoretisch kann die Fernleitung eines Gasdruck-Thermometers bis zu 100 m lang sein. Jedoch ist ein großes Volumen des Fühlers notwendig, so dass das Gasdruck-Thermometer in Klasse 1 funktioniert. Bei den Tensionsthermometern ist die maximale Länge auf 15 m begrenzt, da das benötigte Flüssigkeitsvolumen sonst zu groß werden würde.

Welche mechanischen Einflüsse, außer die Betätigung von Schaltkontakten, können bei Bimetall-Thermometern Messfehler verursachen?

Bei schraubenförmiger Ausführung der Bimetallfeder tritt eine Hubbewegung des Zeigers auf, die unter Umständen dazu führt, dass der Zeiger auf dem Zifferblatt oder der Sichtscheibe aufsetzt. Mit Hilfe moderner Konstruktions- und Fertigungsmethoden werden Fehler dieser Art heute vermieden.

Wann verwendet man ein Gasdruck- bzw. Tensionsthermometer mit Fernleitung?

Gasdruck- bzw. Tensionsthermometer mit Fernleitung kommen an schwer zugänglichen Stellen und zur Überbrückung längerer Strecken zum Einsatz. Als Schutzüberzug für Fernleitungen ist ein flexibler Spiralschutzschlauch oder eine PVC-Beschichtung erhältlich.

Welches Gas wird als Füllmedium für Gasdruck-Thermometer verwendet?

Helium.

Warum kann man keinen Magnetspringkontakt bei den Bimetallmesssystemen einsetzen?

Da Bimetallmesssysteme nur über sehr geringe Stellkräfte verfügen.

Warum kann man den Tauchschaft des Bimetall-Thermometers nicht länger als ca. 1 m fertigen?

Da die Gewichtskraft der Zeigerwelle größer ist, als die Kraft der sich drehenden Bimetallwendel, d. h. der Zeiger würde sich nicht mehr bewegen.

Warum ist bei hohen Vibrationen eine Flüssigkeitsdämpfung von Vorteil?

Da der Zeiger gedämpft wird und die Temperatur besser abgelesen werden kann.

Warum ist bei negativer Umgebungstemperatur eine Flüssigkeitsdämpfung von Vorteil?

Da bei ungefüllten Geräten durch eventuelle Bildung von Kondenswasser die Sichtscheibe beschlagen kann. Bei gefüllten Geräten ist dies nicht möglich.

Warum wird der Abstand zwischen Tauchrohrwandung und Bimetallwendel so gering wie möglich gehalten?

Da der Wärmedurchgang des medienberührten Tauchrohrs auf die Bimetallfeder verbessert wird.

Was sind mechatronische Messgeräte?

In mechanische Messgeräte werden elektronische Komponenten oder Baugruppen integriert. Somit handelt es sich um eine rein mechanische Vor-Ort-Anzeige, die zusätzlich ein elektrisches Signal abgibt oder eine elektrische Schaltfunktion beinhaltet. Der Vorteil solcher Geräte: Fällt die Versorgungsenergie aus oder wird das Messsignal gestört bzw. unterbrochen, kann der Messwert trotzdem vor Ort zuverlässig abgelesen werden.

Was ist ein Wechslerkontakt?

Bei Überschreiten des eingestellten Sollwertes wird gleichzeitig ein Stromkreis geöffnet (NC) und ein Stromkreis geschlossen (NO).

Was ist ein Mikroschalter?

Unter einem Mikroschalter versteht man einen elektrischen Schalter, dessen Kontakte im geöffneten Zustand einen maximalen Abstand von 3 mm haben.

Was versteht man unter Schaltfunktion?

Unter Schaltfunktion verstehen wir das Öffnen oder Schließen von Stromkreisen. Öffnerkontakte (gekennzeichnet mit einer 2) trennen Stromkreise bei steigendem Druck (im Uhrzeigersinn) Schließerkontakte (gekennzeichnet mit einer 1) schließen Stromkreise bei steigendem Druck (im Uhrzeigersinn).

Existieren für Schutzrohre GOST-Zertifikate?

Nein, da GOST-Zertifikate nur für Messgeräte existieren und ein Schutzrohr ein Zubehörteil eines Thermometers ist.

Dürfen Schutzrohre CE gekennzeichnet werden?

Schutzrohre dürfen grundsätzlich nicht CE gekennzeichnet werden. Ausnahme bildet durch sein besonderes Design, das zum orbitalen Einschweißen geeignete Schutzrohr Typ TW61 mit DN>25. Dieses fällt in den Anwendungsbereich der Druckgeräterichtlinie (2014/68/EU) und wird mit CE gekennzeichnet.

Wie hoch ist die zulässige Druckbelastung für Schutzrohre?

Im Anhang der DIN 43772 befinden sich Belastungsdiagramme, aus denen abhängig von Temperatur und Medium bezogen auf unterschiedliche Geometrien die zulässige maximale Druckbelastung abzulesen ist. Falls die Schutzrohrgeometrie nicht der DIN 43772 entspricht, können individuelle Schutzrohrberechnungen nach ASME PTC 19.3 oder Dittrich/Klotter durchgeführt werden, die als statische Ergebnisse u.a. die max. Druckbelastung beinhalten.

Was sind geeignete Werkstoffe für negative Temperaturen bei Schutzrohren?

Erste Wahl bei Tieftemperaturanwendungen sollten immer Edelstähle wie z. B. 1.4404 oder 316L sein. (Zulassung gem. AD2000 W10 bis zu -270 °C). Kohlenstoffstähle sind durch den Effekt des Steilabfalles detailliert zu betrachten.

Was sind die Einflussfaktoren auf die Ansprechzeiten bei Schutzrohren?

Vereinfacht kann gesagt werden, dass je stabiler ein Schutzrohr aufgebaut ist, desto langsamer es auf Temperaturänderungen anspricht. Um die Ansprechzeit zu optimieren, sind dünne Wandstärken sowie geringe Luftspalte zwischen Sensor und Bohrungsinnenwandung einzuhalten. Weitere Optimierung im Design sind fachgebohrte Böden und ausreichende Einbaulängen > 100 mm.

Was ist der Unterschied zwischen einteiligen und mehrteiligen Schutzrohren?

Mehrteilige Schutzrohre werden aus Rohren hergestellt, die prozessseitig z. B. mit einem verschweißten Bodenstück verschlossen werden. Einteilige Schutzrohre werden aus Stangenmaterial (Rund oder Sechskant) aus dem Vollen gefertigt.

Was ist die maximale Einbaulänge eines Schutzrohres?

Bei mehrteiligen Schutzrohren wird die maximale Länge durch die Herstelllänge von Rohren begrenzt, die bei ca. 5 ... 6 m liegt. Einteilige Schutzrohre aus Vollmaterial sind durch die Fertigungslänge der Tieflochbohrmaschine begrenzt, die je nach Modell zwischen 1.000 mm ... 2.000 mm liegt. Längere einteilige Schutzrohe müssen durch das Aneinanderschweißen von Einzelstücken aufgebaut werden.

Wie hoch ist die zulässige maximale Einsatztemperatur für Schutzrohre?

Die maximale Temperatur ist abhängig von verwendetem Werkstoff und den zu erfüllenden Standards. So kann z. B. ein Standard-Edelstahl an Luft bis zu ca. +900 °C eingesetzt werden, die maximale Einsatztemperatur beträgt ca. +600 °C und eine Zulassung kann bis ca. +450 °C bestehen.

Was ist die Mindesteinbaulänge eines Schutzrohres?

Die Einbaulänge eines Schutzrohres wird durch das verwendete Thermometer bestimmt. Generell kann bei mechanischen Thermometern von einer Mindesteinbaulänge von 60 ... 100 mm ausgegangen werden. Elektrische Thermometer benötigen eine Einbaulänge von mind. 35 ... 50 mm. Der Einzelfall ist jedoch zu prüfen.

Welche Tests und Prüfungen sind für Schutzrohre vorgeschrieben?

Gemäß DIN 43772 Punkt 4.6 sind alle Prüfungen und Bescheinigungen zwischen dem Hersteller und Anwender zu vereinbaren.

Wann werden einteilige oder mehrteilige Schutzrohre typischerweise eingesetzt?

Mehrteilige Schutzrohre sind generell für geringe bis mittlere Prozessbelastungen empfohlen. Einteilige Schutzrohre sind je nach Design für höchste Prozessbelastungen geeignet. So werden International oder in der petrochemischen Industrie fast ausschließlich einteilige Schutzrohre eingesetzt.