Resistance thermometer TR12 and thermocouple TC12

Transcription

Operating instructions
Betriebsanleitung
Resistance thermometer TR12 and thermocouple TC12
Intrinsically safe designs (Ex i)
EN
Widerstandsthermometer TR12 und Thermoelement TC12
Eigensichere Ausführungen (Ex i)
DE
TÜV 10 ATEX 555793X
IECEx TUN 10.0002X
Models TR12-A-xIxx,
TC12-A-xIxx
Models TR12-B-xIxx,
TC12-B-xIxx
Models TR12-M-xIxx,
TC12-M-xIxx
EN Operating instructions models TR12, TC12 (Ex i)
Page
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DE Betriebsanleitung Typen TR12, TC12 (Ex i)
Seite
37 - 71
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2
WIKA operating instructions models TR12, TC12 (Ex i)
14083458.02 05/2016 EN/DE
© 2013 WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG
All rights reserved. / Alle Rechte vorbehalten.
WIKA® is a registered trademark in various countries.
WIKA® ist eine geschützte Marke in verschiedenen Ländern.
Contents
Contents
1. General information
EN
4
2. Safety5
3. Specifications9
4. Design and function
5. Transport, packaging and storage
12
17
6. Commissioning, operation
18
8. Safety-related instructions for the different variants
29
10. Maintenance and cleaning
34
12. Dismounting, return and disposal
35
7. Information on mounting and operation in hazardous areas
(Europe)23
9. Calculation examples for self-heating at the thermowell tip 32
11. Faults34
Appendix: EU declaration of conformity
71
14083458.02 05/2016 EN/DE
Declarations of conformity can be found online at www.wika.com.
3
1. General information
1.General information
■■ The thermometers described in these operating instructions have been designed and
manufactured using state-of-the-art technology.
All components are subject to stringent quality and environmental criteria during
production. Our management systems are certified to ISO 9001 and ISO 14001.
EN
■■ These operating instructions contain important information on handling the instrument.
Working safely requires that all safety instructions and work instructions are observed.
■■ Observe the relevant local accident prevention regulations and general safety
regulations for the instrument's range of use.
■■ The operating instructions are part of the product and must be kept in the immediate
vicinity of the instrument and readily accessible to skilled personnel at any time.
■■ Skilled personnel must have carefully read and understood the operating instructions
prior to beginning any work.
■■ The manufacturer's liability is void in the case of any damage caused by using the
product contrary to its intended use, non-compliance with these operating instructions,
assignment of insufficiently qualified skilled personnel or unauthorised modifications to
the instrument.
■■ The general terms and conditions contained in the sales documentation shall apply.
■■ Subject to technical modifications.
■■ Further information:
- Internet address:
- Relevant data sheet:
www.wika.de / www.wika.com
TE 60.16 (TR12-A), TE 60.17 (TR12-B, TR12-M),
TE 65.16 (TC12-A), TE 65.17 (TC12-B, TC12-M)
- Application consultant: Tel.: +49 9372 132-0
Fax: +49 9372 132-406
[email protected]
WARNING!
... indicates a potentially dangerous situation that can result in serious injury or
death, if not avoided.
CAUTION!
... indicates a potentially dangerous situation that can result in light injuries or
damage to equipment or the environment, if not avoided.
4
14083458.02 05/2016 EN/DE
Explanation of symbols
1. General information / 2. Safety
Information
... points out useful tips, recommendations and information for efficient and
trouble-free operation.
WARNING!
... indicates a potentially dangerous situation in the hazardous area that can
result in serious injury or death, if not avoided.
EN
WARNING!
... indicates a potentially dangerous situation that can result in burns, caused by
hot surfaces or liquids, if not avoided.
Abbreviations
RTD “Resistance temperature detector”; resistance thermometer
TC
“Thermocouple”; thermocouple
2.Safety
WARNING!
Before installation, commissioning and operation, ensure that the appropriate
thermometer has been selected in terms of measuring range, design and
specific measuring conditions.
Non-observance can result in serious injury and/or damage to the equipment.
Further important safety instructions can be found in the individual chapters of
these operating instructions.
2.1 Intended use
Thermometers in this series can be combined with a large number of thermowell designs.
The replaceable, centrically spring-loaded measuring insert and its extended spring travel
enable combination with the widest range of connection head designs.
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The instrument has been designed and built solely for the intended use described here, and
may only be used accordingly.
The technical specifications contained in these operating instructions must be observed.
Improper handling or operation of the instrument outside of its technical specifications
requires the instrument to be taken out of service immediately and inspected by an
authorised WIKA service engineer.
5
2. Safety
If the instrument is transported from a cold into a warm environment, the formation of
condensation may result in instrument malfunction. Before putting it back into operation,
wait for the instrument temperature and the room temperature to equalise.
The manufacturer shall not be liable for claims of any type based on operation contrary to
EN the intended use.
2.2 Personnel qualification
WARNING!
Risk of injury should qualification be insufficient!
Improper handling can result in considerable injury and damage to equipment.
■■ The activities described in these operating instructions may only be carried
out by skilled personnel who have the qualifications described below.
■■ Keep unqualified personnel away from hazardous areas.
Skilled personnel
Skilled personnel are understood to be personnel who, based on their technical training,
knowledge of measurement and control technology and on their experience and knowledge
of country-specific regulations, current standards and directives, are capable of carrying out
the work described and independently recognising potential hazards.
Special operating conditions require further appropriate knowledge, e.g. of aggressive
media.
2.3 Additional safety instructions for instruments per ATEX and IECEx
WARNING!
Non-observance of these instructions and their contents may result in the loss
of explosion protection.
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WARNING!
Follow the requirements of the ATEX and IECEx directives.
Follow the respective national regulations concerning Ex-usage
(e.g. EN/IEC 60079-10 and EN/IEC 60079-14).
6
2. Safety
2.4 Special hazards
WARNING!
Observe the information given in the applicable type examination certificate and
the relevant country-specific regulations for installation and use in hazardous
areas (e.g. IEC 60079-14). Non-observance can result in serious injury and/or
damage to the equipment.
For further important safety instructions for instruments with ATEX approval, see
chapter 7 “Information on mounting and operation in hazardous areas”.
WARNING!
For hazardous media such as oxygen, acetylene, flammable or toxic gases or
liquids, and refrigeration plants, compressors, etc., in addition to all standard
regulations, the appropriate existing codes or regulations must also be followed.
WARNING!
Protection from electrostatic discharge (ESD) required!
The proper use of grounded work surfaces and personal wrist straps is required
when working with exposed circuitry (printed circuit boards), in order to prevent
static discharge from damaging sensitive electronic components.
To ensure safe working on the instrument, the operating company must ensure
■■ that suitable first-aid equipment is available and aid is provided whenever
required.
■■ that the operating personnel are regularly instructed in all topics regarding
work safety, first aid and environmental protection and know the operating
instructions and, in particular, the safety instructions contained therein.
WARNING!
Residual media in the dismounted instrument can result in a risk to persons, the
environment and equipment. Take sufficient precautionary measures.
Do not use this instrument in safety or emergency stop devices. Incorrect use of
the instrument can result in injury.
14083458.02 05/2016 EN/DE
Should a failure occur, aggressive media with extremely high temperature and
under high pressure or vacuum may be present at the instrument.
7
EN
2. Safety
2.5 Labelling, safety marks
■■ Product label for resistance thermometers (example)
EN

TR12-M-AICZ
EN 60751
1 x Pt100 / A / 3 (W)
-100 ... +450 °C

11058N0T
TÜV 10 ATEX 555793 X
II 2 G
0158

Ex ia IIC T3 ... T6 Gb
TR12-M-AICZ
EN 60751

1 x Pt100 / A / TC12-B-AICZ
3 (W)
-100 ... +450 °C
EN 60584-1
1 x Typ
/1/.
0 ... +600 °C
■■ Product label
forKthermocouples
(example)
11058N0T
11055YJV
II
2 G10 Ex
ia IIC
T3 ... X
T6 Gb
TÜV
ATEX
555793
0158 0158
WIKA Alexander Wiegand SE & Co.KG, D-63911 Klingenberg
Made in Germany 2013
WARNING: POTENTIAL ELECTROSTATIC CHARGING HAZARD!
II 2 G Ex ia IIC T3 ... T6 Gb
Um in
= Germany
DC 30 V2013
/ Pm = 2 W
Made


TC12-B-AICZ


EN 60584-1
1 x Typ K / 1 / .
0 ... +600 °C
11055YJV
II 2 G
0158
Um = DC 30 V / Pm = 2 W

 Model
 A = measuring insert
B = process thermometer
M = basic module
 Year of manufacture
 Sensor in accordance with standard
■■ F = Thin-film measuring resistor
■■ W = Wire-wound measuring resistor
 Sensor symbol
■■ ungrounded
= ungrounded welded
■■ grounded
= welded to the sheath (grounded)
= The thermometer is, due to its low isolation clearances between
resistance sensor and sheath, to be considered as grounded.
 Sensor in accordance with standard
■■ ungrounded
■■ grounded
Before mounting and commissioning the instrument, make sure you
read the operating instructions!
8
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■■ quasi grounded
3. Specifications
3.Specifications
3.1 Resistance thermometer
Sensor connection method
■■ 2-wire
■■ 3-wire
■■ 4-wire
EN
Sensor tolerance value per DIN EN 60751
■■ Class B
■■ Class A
■■ Class AA
The combinations of a 2-wire connection with class A or class AA are not permissible, since
the lead resistance of the measuring insert negates the higher sensor accuracy.
Basic values and tolerance values
Basic values and tolerance values for the platinum measurement resistances are laid down
in DIN EN 60751.
The nominal value of Pt100 sensors is 100 Ω at 0 °C.
The temperature coefficient α can be stated simply to be between 0 °C and 100 °C with:
α = 3.85 ∙ 10-3 °C-1
The relationship between temperature and electrical resistance is described by
polynomials, which are also defined in DIN EN 60751. Moreover, this standard specifies the
basic values in °C steps in tabular form.
Class
Temperature range
Tolerance value in °C
Wire-wound (W)
Thin-film (F)
A
-100 … +450 °C
-30 … +300 °C
±(0.15 + 0.0020 | t |) 1)
AA
-50 … +250 °C
0 … 150 °C
±(0.10 + 0.0017 | t |) 1)
B
-196 … +600 °C
-50 … +500 °C
±(0.30 + 0.0050 | t |) 1)
1) | t | is the value of the temperature in °C without consideration of the sign.
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Bold: Standard version
For further technical information, see WIKA data sheet and Technical Information
IN 00.17 “Usage limitations and accuracies of platinum resistance thermometers per
EN 60751: 2008”.
9
3. Specifications
3.2 Thermocouples
3.2.1 Sensor types
Type
K
1,200 °C
J
800 °C
N
1,200 °C
E
800 °C
Tolerance values of the thermocouples per IEC 60584-2 / ASTM E230
(Reference temperature 0 °C)
Type Thermocouple
K
N
J
NiCr-Ni
(NiCr-NiAl)
NiCrSi-NiSi
Fe-CuNi
Tolerance
value
IEC 60584 part 2
ASTM E230
IEC 60584 part 2
ASTM E230
E
NiCr-CuNi
IEC 60584 part 2
ASTM E230
Class
Temperature
range
Tolerance value
1
-40... +1,000 °C
±1.5 °C or 0.0040 ∙ | t | 1) 2)
2
-40... +1,200 °C
±2.5 °C or 0.0075 ∙ | t |
Special
0 ... +1,260 °C
±1.1 °C or ±0.4 %
Standard
0 ... +1,260 °C
±2.2 °C or ±0.75 %
1
-40...
+750 °C
±1.5 °C or 0.0040 ∙ | t |
2
-40...
+750 °C
±2.5 °C or 0.0075 ∙ | t |
Special
0 ...
+760 °C
±1.1 °C or ±0.4 %
Standard
0 ...
+760 °C
±2.2 °C or ±0.75 %
1
-40...
+800 °C
±1.5 °C or 0.0040 ∙ | t |
2
-40...
+900 °C
±2.5 °C or 0.0075 ∙ | t |
Special
0 ...
+870 °C
±1.0 °C or ±0.4 %
Standard
0 ...
+870 °C
±1.7 °C or ±0.5 %
1) ItI is the value of the temperature in °C without consideration of the sign
2) The greater value applies
There are different notations for thermocouple type K in Europe and North America:
Europe:
NiCr-Ni or NiCr-NiAl
North America: Ni-Cr / Ni-Al
There is no material difference, the two designations are based on historical reasons.
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EN
Recommended max. operating temperature
10
3. Specifications
3.2.2 Potential measurement uncertainties
Important factors which counteract the long-term stability of thermocouples.
Ageing effects/poisioning
■■ Oxidation processes in thermocouples which are not appropriately protected (“bare”
thermocouple wires) result in falsifications of the characteristic curves.
■■ Foreign atoms (poisoning) that diffuse into the original alloys lead to changes of these
original alloys and thus falsify the characteristic curve.
■■ The influence of hydrogen leads to the embrittlement of the thermocouples.
The Ni leg of the type K thermocouple is often damaged by sulphur which is contained in
exhaust gases, for example. Thermocouple types J and T age slightly, as the pure metal leg
oxidises first.
In general, rising temperatures cause accelerated ageing effects.
Green rot
If type K thermocouples are used at temperatures from approx. 800 °C to 1,050 °C,
considerable changes of the thermoelectric voltage can occur. The cause of this is a
chromium depletion or the chrome oxidation in the NiCr leg (+ leg). The precondition
for this is a low concentration of oxygen or steam in the immediate environment of the
thermocouple. The nickel leg is not affected by it. The consequence of this effect is a drift of
the measured value caused by decreasing thermoelectric voltage. This effect is accelerated
if there is a shortage of oxygen (reducing atmosphere), since a complete oxide layer, which
would protect it from further oxidation of the chromium, cannot be formed on the surface of
the thermocouple.
The thermocouple is permanently destroyed by this process. The name green rot is derived
from the greenish shimmering colouration on the breaking point of the wire.
14083458.02 05/2016 EN/DE
The thermocouple type N has in this regard an advantage due to its silicium content. Here,
a protective oxide layer forms on its surface under the same conditions.
K effect
The NiCr leg of a type K thermocouple has an ordered alignment with respect to the
alignment in the crystal lattice below approx. 400 °C. If the thermocouple is heated further,
a transition to a disordered state occurs in the temperature range between approx. 400 °C
and 600 °C. Above 600 °C, an ordered crystal lattice is restored.
If these thermocouples cool too quickly (quicker than approx. 100 °C per hour), the
undesirable disordered crystal lattice occurs again during cooling in the range from
approx. 600 °C to approx. 400 °C. In the characteristic curve of type K, however, a
consistently ordered alignment state is assumed and provided with values. This results in
a fault of thermoelectric voltage of up to approx. 0.8 mV (approx. 5 °C) in this range. The K
effect is reversible and is largely eliminated again by annealing above 700 °C, followed by
correspondingly slow cooling.
11
EN
3. Specifications / 4. Design and function
Thin sheathed thermocouples are particularly sensitive in this regard. Cooling in resting air
can already lead to deviations of 1 °C.
The application range of these thermometers is limited both by the permissible maximum
temperature of the thermocouple and by the max. temperature of the thermowell material.
Listed models are available both as single or dual thermocouples. The thermocouple will be
delivered with an insulated measuring point, unless explicitly specified otherwise.
Tolerance value
For the tolerance value of thermocouples, a cold junction temperature of 0 °C has been
taken as the basis. When using a compensating cable or thermocouple cable, an additional
measuring deviation must be considered.
For tolerance values and further specifications, see the corresponding WIKA data sheet
and Technical Information IN 00.23, “Application of thermocouples”.
For further important safety instructions for operation in hazardous areas, see
chapter 7 “Information on mounting and operation in hazardous areas”.
4.Design and function
4.1 Description
The model TR12-B (resistance thermometer) and model TC12-B (thermocouple) electrical
thermometers consist of a module (TR12-M, TC12-M) which is built into a housing. The
module is made up of a spring-loaded measuring insert (TR12-A, TC12-A) built into a neck
tube. The measuring insert (TR12-A, TC12-A) is replaceable.
Sensor design in TR12-A, TR12-B, TR12-M:
The measuring resistor is embedded in ceramic powder, heat-resistant potting compound,
cement compound or thermally conductive paste. A one-sided sealed tube, which is welded
to a mineral-insulated cable, forms the external shell of the sensor tip of the measuring
insert.
Sensor design in TC12-A, TC12-B, TC12-M:
The measuring insert of the thermocouple is manufactured from mineral-insulated cable.
The thermocouple consists of the internal leads of the mineral-insulated cable. The weld
spot of the thermocouple is, depending on the design, either ungrounded welded with the
sheath of the mineral-insulated cable or grounded welded.
12
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EN
In type N thermocouples, it has been possible to reduce this short-range-order effect by
alloying both legs with silicium.
If the temperature sensor is designed as a grounded thermocouple, the thermocouple is
joined directly to the sheath. Designs with a diameter smaller than 3 mm and with grounded
thermocouples should be considered as galvanically connected with earth potential.
Measuring point insulated (ungrounded)
Thermocouple
Measuring point
Sheath
Measuring point not insulated (grounded)
Thermocouple
Measuring point
EN
Sheath
Vibration resistance at the sensor tip
■■ Resistance thermometer
6 g peak-to-peak, wire-wound measuring resistor or metal thin film (standard)
20 g peak-to-peak, wire-wound measuring resistor or metal thin film (option)
50 g peak-to-peak, metal thin film measuring resistor (option) 1)
1) For measuring insert diameter < 8 mm
■■ Thermocouples
50 g, peak-to-peak
Electrical connection
On the connection side, the thermometer has a housing or bare wire ends. The housing
design will contain the terminals or certified transmitters. Optionally, separately certified
digital displays can be built into the housing.
The connection side of the measuring insert consists of a transition sleeve with connected
connection wires.
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CAUTION!
Thermometers of this model range must when used in zone 0 be installed with a
thermowell (minimal wall thickness: 1 mm) The design of the thermowell can be
selected as desired, but the operational process data (temperature, pressure,
density and flow rate) must be taken into account.
Possible sensor measuring ranges:
Model TR12: -200 ... +600 °C
Model TC12: -40 ... +1,200 °C
The following mounting and operating information has been compiled with care.
However, it is not possible to consider all potential applications.
13
4.2 Technical description of the three variants
TR12-B, TC12-B
Variant 1
TR12-B, TC12-B
Variant 2
TR12-B, TC12-B
Variant 3
14039769.01
TR12-M, TC12-M
Module
EN
T4
Thread
T3
T1
Thread
Thread
Thread
Thread
Tundefined
T4: (-50) -40 °C < Ta < +80 °C
T3: (-50) -40 °C < Ta < +150 °C
T1: (-50) -40 °C < Ta < +300 °C
Legend:
 Connection head
 Neck tube
 Connection to thermowell




Measuring insert
Terminal block
Transmitter (option)
Field transmitters
Variant 1:
The thermometer is fitted with a certified enclosure in which the terminal block is fitted. If the
thermometer is marked with II 2G Ex ia IIC T1-T6 Gb, then it is designed for use in zone 1.
If the thermometer is marked with II 1/2 G Ex ia IIC T1-T6 Ga/Gb, then it is designed for use
with a thermowell at the partition to zone 0.
Variant 3:
The thermometer is fitted to certified equipment (transmitter). The thermometer is marked
with II 2 G Ex ia IIC Tx Gb and is designed for use in zone 1 with a thermowell. For any
potential usage at the partition to zone 0 with a thermowell, the approvals and conditions of
the relevant transmitter must be considered.
14
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Variant 2:
The thermometer is built into a certified enclosure, in which an electronic assembly has
been fitted. If the thermometer is marked with II 2G Ex ia IIC T1-T6 Gb, then it is designed
for use in zone 1. If the thermometer is marked with II 1/2 G Ex ia IIC T1-T6 Ga/Gb, then it is
designed for use at the partition to zone 0 with a thermowell.
4.3 Neck tube versions
“nipple-union-nipple”
neck tube
tapered
thread
parallel thread with
counter nut
14013854.02
fabricated neck tube
(neck tube welded)
Legend:




Neck tube
Thread to the thermowell
Measuring insert
Thread to the connection head
A(U2)
A(L1)
parallel
thread
tapered
thread
parallel
thread
tapered
thread
NL
Immersion length
(tapered thread)
Insertion length
(parallel thread)
Nominal length
N(MH) Neck length
14083458.02 05/2016 EN/DE
4.4 Housing and connection heads
The designs of the housing and connection heads are given in the respective data sheet.
15
EN
4.5 Tightening torques
Connection head, selectable (example)
EN
Tightening torques between connection head and neck tube
Thread
Tightening torques in Nm
Connection head material
Aluminium
Stainless steel
3/4 NPT
36
40
M24 x 1.5, with counter nut 1)
27
32
1/2 NPT
M20 x 1.5, with counter nut 1)
23
35
25
30
1) only for versions with non-divisible neck tube
Tightening torques for connection to neck tube
Thread
R 1/2 1)
50 ... 60
1) only for versions with “nipple-union-nipple” neck tube
Tightening torques for connection to thermowell
Thread
1/2 NPT
35
G 1/2 B
35
3/4 NPT
G 3/4 B
M14 x 1.5
M18 x 1.5
M20 x 1.5
M27 x 2
40
40
25 ... 30
35
35 ... 40
40 ... 45
■■ Only ever screw in, or unscrew, the instrument via the spanner-flats and to the prescribed
torque using an appropriate tool.
used (form/material).
■■ When screwing in or unscrewing the instrument, do not use the connection head as
contact surface.
■■ When screwing in the instrument, please observe that the threads are not skewed.
4.6 Scope of delivery
Cross-check scope of delivery with delivery note.
16
14083458.02 05/2016 EN/DE
■■ The correct torque depends on the dimensions of the connection thread and the gasket
5. Transport, packaging and storage
5.Transport, packaging and storage
5.1 Transport
Check the instrument for any damage that may have been caused by transport.
Obvious damage must be reported immediately.
5.2 Packaging
Do not remove packaging until just before mounting.
Keep the packaging as it will provide optimum protection during transport (e.g. change in
installation site, sending for repair).
5.3 Storage
Permissible conditions at the place of storage:
■■ Storage temperature: {-50} -40 ... +80 °C
■■ Humidity: 35 ... 85 % relative humidity (no condensation)
Avoidance of exposure to the following factors:
■■ Direct sunlight or proximity to hot objects
■■ Mechanical vibration, mechanical shock (putting it down hard)
■■ Soot, vapour, dust and corrosive gases
■■ Potentially explosive environments, flammable atmospheres
Store the instrument in its original packaging in a location that fulfils the conditions listed
above. If the original packaging is not available, pack and store the instrument as described
below:
1. Wrap the instrument in an antistatic plastic film.
2. Place the instrument along with shock-absorbent material in the packaging.
3. If stored for a prolonged period of time (more than 30 days), place a bag containing a
desiccant inside the packaging.
14083458.02 05/2016 EN/DE
WARNING!
Before storing the instrument (following operation), remove any residual media.
This is of particular importance if the medium is hazardous to health, e.g.
caustic, toxic, carcinogenic, radioactive, etc.
17
EN
6.Commissioning, operation
WARNING!
When the thermometer is mounted, the temperature must not drop below the
allowed operating temperature (environment, medium) or exceed it, even when
taking convection and heat radiation into account!
EN
WARNING!
Thermometers must be earthed if dangerous voltages could be expected at the
connection wires (caused, for example, by mechanical damage, electrostatic
discharge or induction)!
6.1 Electrical connection
CAUTION!
■■ Damage to cables and wires, and to connection points must be avoided
■■ Leads with bare ends must be finished with end splices (cable preparation)
■■ Both the internal effective capacitance and inductance must be considered
The electrical connection is to be made according to the sensor connections shown below:
1 x Pt100, 2-wire
1 x Pt100, 3-wire
1 x Pt100, 4-wire
red
red
red
red
red
white
white
white
white
2 x Pt100, 2-wire
red
white
black
2 x Pt100, 3-wire
red
red
white
black
black
yellow
14083458.02 05/2016 EN/DE
yellow
3160696.01
Resistance thermometer
18
Thermocouples
Colour code of cable
Dual
thermocouple
3171966.01
Single
thermocouple
Sensor
type
Standard
Positive
Negative
K
J
DIN EN 60584
green
white
E
DIN EN 60584
DIN EN 60584
violet
white
N
DIN EN 60584
black
pink
EN
white
white
Variant 1
For the electrical specifications (e.g. connection diagrams, tolerance values, etc.), see
chapter 6.1 “Electrical Connection” or the data sheets TE 60.17 (for TR12) and TE 65.17
(for TC12).
Variant 2
For the electrical specifications (e.g. connection diagrams, tolerance values, etc.) please
refer to the relevant operating instructions and/or data sheet for the built-in head-mounted
transmitter.
Variant 3
For the electrical specifications (e.g. connection diagrams, tolerance values, etc.) please
refer to the relevant operating instructions and/or the relevant data sheet for the built-in field
transmitter.
Variant 1 and 2
■■ Junction between cable gland and connection head
M20 x 1.5 thread: Tightening torques 12 Nm
½ NPT thread:
Tightening torques 30 Nm
■■ Junction between cable and cable gland
Screw the male nut tightly into the adapter (use appropriate tools!)
14083458.02 05/2016 EN/DE
During installation, take care to
■■ Avoid distorting the cable sheath when tightening the male nut.
■■ Avoid cutting too deep into the cable sheath.
■■ Use suitable cable.
■■ Be careful of the clamping zone of the cable gland.
19
CAUTION!
■■ The protection class is not valid with armoured cables (stainless steel
sheathed)
■■ Seal should be checked for signs of brittleness and, if necessary, replaced
6.2 Removal and installation of the measuring insert
The bare wires have a cross-section of approx. 0.22 mm², are 150 mm long and are colourcoded dependent upon the sensor type.
The measuring insert is secured against twisting.
Before removing the measuring insert, fully disconnect the
electrical connections to the terminal block or transmitter.
After that, the neck tube can be loosened and unscrewed from the head.
14083458.02 05/2016 EN/DE
EN
Requirements for meeting ingress protection
■■ Only use cable glands within their indicated clamping range (cable diameter suitable for
the cable gland)
■■ Do not use the lower clamping area with very soft cable types
■■ Only use circular cross-section cables (if necessary, slightly oval in cross-section)
■■ Do not twist the cable
■■ Repeated opening/closing is possible; however only if necessary, as it might have a
detrimental effect on the protection class
■■ For cable with a pronounced cold-flow behaviour the screw connection must be fully
tightened
20
Removed measuring insert with neck tube:
EN
To disconnect the measuring insert
from the neck tube, loosen the M16
bolt at the top end of the neck tube
14083458.02 05/2016 EN/DE
and unscrew it.
21
EN
14083458.02 05/2016 EN/DE
The installation of the measuring insert is carried
out in the reverse order (clean the measuring
insert prior to installation).
The hexagonal crimped tip of the measuring
insert is guided by the screw-in of the hexagonal
socket screw.
Tightening torque of the screw: 12 ... 14 Nm
22
7.Information on mounting and operation in hazardous areas
(Europe)
WARNING!
In hazardous areas the use of a model TR10-A measuring insert without a
suitable connection head (housing) is not permissible!
Where required a suitable thermowell is to be used.
EN
7.1 General information on explosion protection
The requirements of the ATEX directive must be followed. Additionally the
specifications of the respective national regulations concerning Ex-usage
(e.g. EN/IEC 60079-10 and EN/IEC 60079-14) apply.
■■ For the installation of the thermometers, only components (e.g. cables, cable glands,
etc.) permitted for “intrinsic safety” may be used.
■■ For earthing the conductive screen, follow the specifications of EN/IEC 60079-14.
■■ Certified and listed field cases (variant 3) should only be fitted and installed by a
specialist trained to the latest technology.
■■ The direct threaded connection of the thermometer to the connection head or housing
■■
■■
■■
■■
14083458.02 05/2016 EN/DE
■■
■■
must not be twisted or opened. Any alignment of the housing may only be made using
the optional, “nipple-union-nipple” neck tube.
The temperature resistance of the connecting cable must match the permissible
operating temperature of the housing.
For ambient temperatures above 60 °C, heat-resistant connecting cable must be used.
No capacitor may be fitted within the enclosure that has a residual energy of ≥0.02 mJ at
the end of the time required to open the housing.
Mounting within metallic enclosures:
The housing must be grounded against electromagnetic fields and electrostatic
discharge. It does not have to be connected separately to the equipotential bonding
system. It is sufficient if the metallic thermowell has a solid and secured contact with the
metallic vessel or its structural components or pipelines, so long as these components
are connected to the equipotential bonding system.
Mounting within non-metallic enclosures:
All electrically-conductive thermometer components within the hazardous area must be
provided with equipotential bonding.
Neither repairs nor structural modifications are permitted, and any would void the
guarantee and the respective certification.
The manufacturer shall not be responsible for constructional modifications after delivery
of the instruments.
23
A) The responsibility for classification of zones lies with the plant operator and not the
manufacturer/supplier of the equipment.
C) If a component of electrical equipment, on which the explosion protection depends,
is repaired, then the electrical equipment may only be put back into use, after an
authorised expert has stated that it corresponds to the fundamental characteristics of the
requirements for explosion protection. In addition this expert must provide a certificate
for this and provide the equipment with a test mark.
D) Item C) shall not apply if the component was repaired by the manufacturer in accordance
with the requirements and regulations.
E) When using transmitters and digital displays, the following must be observed:
The contents of these operating instructions and those of the transmitter.
The relevant regulations for installation and use of electrical systems
The regulations and guidelines regarding explosion protection. Transmitters and digital
displays must have their own certification.
F) When ordering spare parts, the parts that are to be replaced must be specified exactly:
■■ Ignition protection type (here Ex i)
■■ Approval No.
■■ Order No.
■■ Manufacturing No.
■■ Order item
7.1.1 Special conditions of use (X conditions)
Versions with Ø < 3 mm or “non-insulated” versions are operationally non-compliant with
section 6.3.12 of EN/IEC 60079-11. Therefore, from a safety-relevant point of view, these
intrinsically safe circuits must be considered galvanically connected to the earth potential,
which is why equipotential bonding must be secured for the entire installation of the
intrinsically safe circuits. In addition, for the connection, separate conditions in accordance
with EN/IEC 60079-14 must be observed.
Electrostatic discharges must be avoided in instruments, that due to their design, do not
conform to the electrostatic requirements in accordance with EN/IEC 60079-0.
The transmitters and digital displays used must have their own EN/IEC approval. The
installation conditions, electrical connected loads, temperature classes or maximum
surface temperatures for use in potentially explosive dust atmospheres and permissible
ambient temperatures can be seen from the relevant approvals and must be observed.
24
14083458.02 05/2016 EN/DE
EN
B) The plant operator guarantees, and is solely responsible, that all thermometers in
use are identifiable with respect to all safety-relevant characteristics. Damaged
thermometers may not be used. Repairs may only be carried out by authorised and
qualified personnel. Repairs may only be completed using original spare parts from the
original supplier; otherwise the requirements of the approval are not fulfilled.
The manufacturer shall not be responsible for constructional modifications after delivery
of the instruments.
Thermal backflow from the process, that exceeds the permissible ambient temperature of
the transmitter, must not be allowed to occur. It must be prevented by installing suitable heat
insulation or a neck tube of suitable length.
If the wall thickness is below 1 mm, the instruments must not be subjected to ambient
stresses that may have an adverse effect on the partition wall. Alternatively, a thermowell of
suitable minimum wall thickness may be used.
When using a thermowell/neck tube, the overall instrument must be designed such that it
allows installation in a way that results in a sufficiently tight gap (IP67) or a flameproof gap
(EN/IEC 60079-1) towards the less hazardous area.
When housings are used, they must either have their own suitable approval or comply
with the minimum requirements. IP protection: at least IP20 (at least IP65 for dust),
applies to all housings. However, light metal housings must be suitable in accordance with
EN/IEC 60079-0 section 8.1. In addition, non-metallic housings or powder-coated housings
must meet the requirements of EN/IEC 60079-0 or have a suitable warning note.
Protection measures for applications that require EPL Ga or Da:
Operationally based friction or impacts between light metal instrument components or their
alloys (e.g. aluminium, magnesium, titanium or zirconium) and instrument components from
iron/steel, are not permitted. Operationally based friction or impacts between light metals
are permitted.
7.1.2 Ex marking
For applications without transmitters (digital displays) that require Group II instruments
(potentially explosive gas atmospheres), the following temperature class classification and
ambient temperature ranges apply:
Table 1
Zone
Medium
Marking
1 Mounting to zone 0
Gas
II 1/2G Ex ia IIC T3 ... T6 Ga/Gb
Gas
II 1G Ex ia IIC T3 ... T6 Ga
Gas
1
14083458.02 05/2016 EN/DE
0
Temperature
class
Ambient temperature
range (Ta)
T5
T6
T4, T3
(-50) 1) -40 ... +80 °C
(-50)
1)
-40 ... +80 °C
(-50)
1)
-40 ... +80 °C
II 2G Ex ia IIC T3 ... T6 Gb
Max. surface temperature (Tmax) at the
sensor or thermowell tip
TM (medium temperature) + self-heating
For this, the special conditions (17) must be
observed.
1) The values in brackets apply to special designs. These sensors are manufactured using special sealing compounds.
Moreover, they feature housings made of stainless steel and cable glands for low-temperature ranges.
25
EN
When there is a built-in transmitter and/or a digital display, the special conditions from the
type examination certificate (see item 17) apply.
Table 2
Zone
Medium
1
1 Mounting to zone 0
0
Marking
Dust
II 2D Ex ia IIIC T3 ... T6 Db
Dust
II 1/2D Ex ia IIIC T3 ... T6 Da/Db
Dust
II 1D Ex ia IIIC T3 ... T6 Da
Temperature
class
Ambient temperature
range (Ta)
Max. surface temperature (Tmax) at the
sensor or thermowell tip
650 mW
(-50) 1) -40 ... +70 °C
For this, the special conditions (17) must be
observed.
750 mW
550 mW
(-50) 1) -40 ... +40 °C
(-50)
1)
-40 ... +80 °C
TM (medium temperature) + self-heating
1) The values in brackets apply to special designs. These sensors are manufactured using special sealing compounds.
Moreover, they feature housings made of stainless steel and cable glands for low-temperature ranges.
When there is a built-in transmitter and/or a digital display, the special conditions from the
type examination certificate (see item 17) apply.
Use in methane atmospheres
Owing to the higher minimum ignition energy of methane, the instruments can also be
used where methane causes a potentially explosive atmosphere. The instrument can be
optionally marked with IIC + CH4.
For applications that require EPL Gb or Db, the instruments marked with “ia” can also be
used in type “ib” measuring circuits.
14083458.02 05/2016 EN/DE
EN
For applications requiring instruments of equipment Group II (potentially explosive dust
atmospheres), the following surface temperatures and ambient temperature ranges apply:
26
7.2 Temperature Class classification, ambient temperatures
The permissible ambient temperatures depend on the temperature class, the housings
used and the optionally built-in transmitter and/or digital display.
When a thermometer is connected to a transmitter and/or a digital display, the lowest value
of either the ambient temperature limits or the highest temperature class will apply. The
lower temperature limit is -40 °C; and -50 °C for special designs.
Where there are neither transmitters nor digital displays mounted within the housing, there
will also be no additional warming. With a built-in transmitter (optionally with digital display),
heating caused by operating the transmitter or digital display may occur.
For applications without transmitters (digital displays) that require Group II instruments
(potentially explosive gas atmospheres), the following temperature class classification and
ambient temperature ranges apply:
Temperature class Ambient temperature range (Ta)
T6
(-50) -40 … +80 °C
T5
(-50) -40 … +80 °C
T4, T3
(-50) -40 … +80 °C
The permissible ambient temperatures and surface temperatures for third-party products
can be seen from the relevant approvals and/or data sheets and must be observed.
Example
For instruments fitted with a DIH10 transmitter and digital display, for example, the following
limit for temperature class classification applies:
Temperature class
T6
Ambient temperature range (Ta)
-40 … +60 °C
For applications requiring instruments of equipment Group II (potentially explosive dust
atmospheres), the following surface temperatures and ambient temperature ranges apply:
14083458.02 05/2016 EN/DE
Power Pi
750 mW
650 mW
550 mW
Ambient temperature range (Ta)
(-50) -40 … +40 °C
(-50) -40 … +70 °C
(-50) -40 … +80 °C
The permissible ambient temperatures and surface temperatures for third-party products
can be seen from the relevant approvals and/or data sheets and must be observed.
The values in brackets apply to special designs. These sensors are manufactured using
special sealing compounds. Moreover, they are equipped with connection heads made of
stainless steel and cable glands for the low-temperature range.
According to approval, these thermometers are suitable for the temperature classes
T6 ... T3. This applys for instruments without built-in transmitter and/or digital displays.
Thermometers with transmitters can be used for temperature classes T6 ... T4 and are
marked accordingly. The use of equipment for applications with lower temperature classes
(for example T2) than marked is admissible. Make sure the maximal ambient temperature
for the safe use of the instrument is not exceeded.
27
EN
7.3 Overview of the temperature zones
Tx12
Tx12
T4Transmitter
Tx12-A
Tx12-A
T3
T1
T1
1)
Permissible temperatures at
T1: (-50) -40 °C < Ta < +300 °C
T3: (-50) -40 °C < Ta < +150 °C
T4: (-50) -40 °C < Ta < +80 °C
T4Transmitter: (-50) -40 °C < Ta < +80 °C
1) Temperature zone undefined
14083458.02 05/2016 EN/DE
1)
T3
FF-00147.00
T4
Process connection
Process connection
EN
Option: with built-in
transmitter e.g. T32
28
8.Safety-related instructions for the different variants
8.1 Variant 1
ATEX/IECEx Ex d housings or connection heads (with connection terminals, without
transmitter). Evaluation of the resistance or the thermoelectric potential between electronics
outside of the hazardous area.
Use in zone 1, marking II 2G Ex ia IIC T1-T6 Gb
The housing or the connection head is in zone 1 (or zone 2). The sensor is located in
zone 1.
Use with a thermowell at the partition to zone 0, marking II 1/2G Ex ia IIC T1-T6 Ga/Gb
The housing or the connection head is in zone 1 (or zone 2). The sensor is within a
thermowell (min. wall thickness 1 mm) which extends into zone 0 via a process connection.
The thermometer should therefore be operated with a power-limiting circuit.
Powering with Ex ia electrical circuit fulfills these conditions. The responsibility rests with the
operator.
Temperature class classification, ambient temperatures
For all WIKA connection heads, the following ambient temperature range applies:
(-50) 1) -40 … +80 °C
1) The value in brackets applies only for specific low-temperature designs.
The permissible ambient temperatures for third-party products can be seen from the
relevant approvals and/or data sheets.
A heating in the connection head does not occur with varient 1. However, an impermissible
heat reflux from the process which can exceed the operating temperature of the housing or
the temperature class, must be prevented through suitable heat insulation or a suitably long
neck tube.
14083458.02 05/2016 EN/DE
8.2 Variant 2
ATEX/IECEX Ex ia housing or connection head with built-in head-mounted transmitter.
The evaluation is made via a current (4 … 20 mA), voltage (2 … 10 V) or field bus signal,
which is generated from a head-mounted transmitter.
Use in zone 1, marking II 2G Ex ia IIC T1-T6 Gb
The housing or the connection head is in zone 1 (or zone 2). The sensor is located in zone 1.
Use with a thermowell at the partition to zone 0, marking II 1/2G Ex ia IIC T1-T6 Ga/Gb
The housing or the connection head is in zone 1 (or zone 2). The sensor is within a
thermowell (min. wall thickness 1 mm) which extends into zone 0 via a process connection.
The thermometer should be operated with a power-limiting circuit.
Pmax: 2 W
Umax: 30 V
29
EN
Powering with Ex ia electrical circuit fulfills these conditions. The responsibility rests with the
operator.
For all WIKA connection heads with built-in WIKA temperature transmitters, the
following interrelation is valid:
The temperature increase on the surface of the connection head or housing is less than
25 K if the following conditions are observed: power supply UB maximum DC 30 V when the
transmitter is operated in a current limit of 22.5 mA.
This yields the following temperature class classification.
Temperature class
Ambient temperature
T6
(-50) 1) -40 … +55 °C
T5
(-50) 1) -40 … +75 °C
T4, T3, T2, T1
(-50) 1) -40 … +80 °C
The temperature class is dependent upon the user application and the ambient
temperature.
Ui =
Ii =
Pi =
Li =
Ci =
depending on the built-in transmitter/digital display
The permissible ambient temperatures for third-party products can be seen from the
relevant approvals and/or data sheets. However, an impermissible heat reflux from the
process which can exceed the operating temperature of the transmitter or the housing, must
be prevented through suitable heat insulation or a suitably long neck tube.
14083458.02 05/2016 EN/DE
EN
A heating in the connection head can occur with variant 2 through faulty electronics. The
permissible ambient temperatures depend on the housing used and any additionally fitted
head-mounted transmitter.
30
8.3 Variant 3
ATEX/IECEx Ex i certified temperature transmitters.
The evaluation is carried out over a current (4 … 20 mA), voltage (0 … 10 V) or field bus
signal, which is generated from an ATEX/IECEx Ex i certified temperature transmitter.
Use in zone 1, marking II 2G Ex ia IIC Gb
The housing or the connection head is in zone 1 (or zone 2). The sensor is located in
zone 1.
EN
The main marking for models TR12-B and TC12-B are found on the certified connection
housing or Ex i field transmitter.
The TR12-M and TC12-M modules are marked through a foil plate on the neck tube.
For a possible use at the partition to zone 0 with a thermowell, the approvals and conditions
of the relevant Ex i field transmitters must be followed.
For the measuring insert with neck tube, the following ambient temperature range applies:
(-50) 1) -40 … +85 °C
The permissible ambient temperatures of the certified Ex i field transmitter must be taken
from the respective operating instructions or data sheets. Through deviations in temperature
ranges, limitations can occur.
8.4 Use in methane atmospheres
As a result of the higher Minimum Experimental Safe Gap (MESG) and Minimum Ignition
Current (MIC) of Methane, the instrument can also be used in hazardous gas atmospheres
caused by this.
see third-party transmitter approval
14083458.02 05/2016 EN/DE
Ui =
Ii =
Pi =
Li =
Ci =
31
9. Calculation examples for self-heating at the thermowell tip
9.Calculation examples for self-heating at the thermowell tip
Thermal resistance [Rth in K/W]
Sensor type
RTD
Measuring insert diameter
TC
3.0 < 6.0
6.0 ≤ 8.0
3.0 < 6.0
6.0 ≤ 8.0
With solid material thermowell (straight and tapered)
(e.g. TW10, TW15, TW20, TW25, TW30)
22
16
10
3
Built into a blind bore
(minimum wall thickness 5 mm)
22
16
10
3
With fabricated thermowell (straight and tapered)
(e.g. TW30, TW35, TW40)
60
37
15
5
9.1 Example calculation for variant 2 with RTD sensor
Use with a thermowell at the partition to zone 0, marking II 1/2 G Ex ia IIC T1-T6 Ga/Gb.
Calculate the maximum permissible temperature Tmax at the thermowell tip for the following
combination: Ø 6 mm RTD measuring insert with built-in head-mounted transmitter,
assembled with solid material thermowell.
Tmax is obtained by adding the temperature of the medium and the self-heating. The
self-heating depends on the supplied power Po and the thermal resistance Rth. The
calculated supplied power, Po, comes from the chosen standard value for the fuse and is
only realised at the sensor tip.
It thus gives the following formula: Tmax = Po x Rth + TM
Tmax = Surface temperature (max. temperature at the thermowell tip)
Po =
0.8 W (fuse with 32 mA, a complete short-circuit of the transmitter is assumed)
Rth = Thermal resistance [K/W]
TM = Medium temperature
Example: Resistance thermometer RTD
Diameter: 6 mm
Medium temperature TM = 150 °C
Supplied power: Po = 0.8 W
Temperature class T3 (200 °C) must not be exceeded
32
14083458.02 05/2016 EN/DE
EN
The self-heating at the thermowell tip depends upon the sensor type (TC/RTD), the
measuring insert diameter and the thermowell design. The table below shows the possible
combinations. The heating at the sensor tip of the bare measuring insert is clearly higher;
the representation of these values was omitted on the grounds of the required assembly
with a thermowell.
The table shows that when a failure occurs, thermocouples produce much less self-heating
than resistance thermometers.
9. Calculation examples for self-heating at the thermowell tip
Thermal resistance [Rth in K/W] from table = 16 K/W
Self-heating: 0.8 W x 16 K/W = 12.8 K
Tmax = TM + self-heating: 150 °C + 12.8 °C = 162.8 °C
As safety margin for type-examined instruments (for T6 to T3), an additional 5 °C must be
subtracted from the 200 °C; hence 195 °C would be permissible. This means that in this
case temperature class T3 is not exceeded.
Additional information:
Temperature class for T3 = 200 °C
Safety factor for type-tested instruments (for T6 to T3) = 5 K
Safety factor for type-tested instruments (for T1 to T2) = 10 K
Safety factor for applications for instrument category 1 (zone 0) = 80 % finds no application
here.
9.2 Example calculation for variant 2 with TC sensor
Under the same conditions it gives a lower value for the self-warming, since the supplied
power is not only converted at the sensor tip, but rather over the entire length of the
measuring insert.
Thermal resistance [Rth in K/W] from table = 3 K/W
Self-heating: 0.8 W x 3 K/W = 2.4 K
Tmax = TM + self-heating: 150 °C + 2.4 °C = 152.4 °C
14083458.02 05/2016 EN/DE
As safety margin for type-examined instruments (for T6 to T3), an additional 5 °C must be
subtracted from the 200 °C; hence 195 °C would be permissible. This means that in this
case temperature class T3 is not exceeded.
This example shows that the self-heating is almost negligible here.
33
EN
10. Maintenance and cleaning / 11. Faults
10.Maintenance and cleaning
10.1 Maintenance
The thermometers described here are maintenance-free.
EN Repairs must only be carried out by the manufacturer.
10.2 Cleaning
CAUTION!
Prior to cleaning, disconnect the electrical connections properly.
Clean the instrument with a moist cloth.
Electrical connections must not come into contact with moisture.
Wash or clean the dismounted instrument before returning it, in order to
protect persons and the environment from exposure to residual media.
■■ Residual media in the dismounted instrument can result in a risk to persons,
the environment and equipment. Take sufficient precautionary measures.
■■
■■
■■
■■
For information on returning the instrument see chapter 12.2 “Return”.
10.3 Calibration, Recalibration
It is recommended that the measuring insert is recalibrated at regular intervals (resistance
thermometers: approx. 24 months, thermocouples: approx. 12 months). This period can
reduce, depending on the particular application. The calibration can be carried out by the
manufacturer, as well as on site by qualified technical staff with calibration instruments.
11.Faults
Causes
Measures
Mechanical load too high or
overtemperature
Replacement of the sensor or the
measuring insert with a suitable version
Erroneous
measured values
Sensor drift caused by
overtemperature
Sensor drift caused by chemical
attack
Use of a suitable thermowell
Erroneous
measured values
(too low)
Entry of moisture into cable or
measuring insert
Wrong mounting geometry, for
example mounting depth too
deep or heat dissipation too high
The temperature-sensitive area of the
sensor must be inside the medium, and
surfaces must be ungrounded
Deposits on the sensor or
thermowell
Remove deposits
No signal/line
break
Erroneous
measured values
and response
times too long
34
14083458.02 05/2016 EN/DE
Faults
11. Faults / 12. Dismounting, return and disposal
Faults
Causes
Measures
Parasitic voltages (thermal
voltages, galvanic voltage) or
wrong compensating cable
Use a suitable compensating cable
Indication of the
measured value
jumps
Cable break in connecting cable
or loose contact caused by
mechanical overload
Replacement of the sensor or measuring
insert with a suitable design, for example
fitted with strain relief or a thicker
conductor cross-section
Corrosion
Composition of the medium not
as expected or modified or wrong
thermowell material selected
Analyse medium and then select a more
suitable material or replace thermowell
regularly
Signal interference
Stray currents caused by electric
fields or earth loops
Use of screened connecting cables,
increase in the distance to motors and
power lines
Earth loops
Elimination of potentials, use of
galvanically isolated transmitter supply
isolators or transmitters
Erroneous
measured values
(of thermocouples)
CAUTION!
If faults cannot be eliminated by means of the measures listed above, the
instrument must be shut down immediately, and it must be ensured that signal
is no longer present, and it must be prevented from being inadvertently put back
into service. In this case, contact the manufacturer.
If a return is needed, follow the instructions given in chapter 12.2 “Return”.
12.Dismounting, return and disposal
WARNING!
Residual media in dismounted instruments can result in a risk to persons, the
environment and equipment. Sufficient precautionary measures must be taken.
14083458.02 05/2016 EN/DE
12.1 Dismounting
WARNING!
Risk of burns!
Let the instrument cool down sufficiently before dismounting it! During
dismounting there is a risk of dangerously hot pressure media escaping.
Only disconnect the thermometer once the system has been depressurised!
35
EN
12. Dismounting, return and disposal
12.2 Return
When returning the instrument, use the original packaging or a suitable transport package.
To avoid damage:
1. Wrap the instrument in an antistatic plastic film.
2. Place the instrument along with shock-absorbent material in the packaging.
Place shock-absorbent material evenly on all sides of the transport packaging.
3. If possible, place a bag containing a desiccant inside the packaging.
4. Label the shipment as carriage of a highly sensitive measuring instrument.
Information on returns can be found under the heading “Service” on our local
website.
12.3 Disposal
Incorrect disposal can put the environment at risk.
Dispose of instrument components and packaging materials in an environmentally
compatible way and in accordance with the country-specific waste disposal regulations.
14083458.02 05/2016 EN/DE
EN
WARNING!
Strictly observe the following when shipping the instrument:
All instruments delivered to WIKA must be free from any kind of hazardous
substances (acids, bases, solutions, etc.).
36
Inhalt
Inhalt
1. Allgemeines38
2. Sicherheit39
3. Technische Daten
43
4. Aufbau und Funktion
46
6. Inbetriebnahme, Betrieb
52
5. Transport, Verpackung und Lagerung
51
7. Hinweise zu Montage und Betrieb im explosionsgefährdeten
Bereich (Europa)
57
8. Sicherheitstechnische Hinweise für die verschiedenen
Varianten63
9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der
Schutzrohrspitze66
10. Wartung und Reinigung
68
12. Demontage, Rücksendung und Entsorgung
69
11. Störungen68
Anlage: EU-Konformitätserklärung
71
14083458.02 05/2016 EN/DE
Konformitätserklärungen finden Sie online unter www.wika.de.
WIKA Betriebsanleitung Typen TR12, TC12 (Ex i)
37
DE
1. Allgemeines
1.Allgemeines
■■ Die in der Betriebsanleitung beschriebenen Thermometer werden nach dem aktuellen
Stand der Technik konstruiert und gefertigt.
Alle Komponenten unterliegen während der Fertigung strengen Qualitäts- und Umweltkriterien. Unsere Managementsysteme sind nach ISO 9001 und ISO 14001 zertifiziert.
■■ Diese Betriebsanleitung gibt wichtige Hinweise zum Umgang mit dem Gerät. Vorausset-
zung für sicheres Arbeiten ist die Einhaltung aller angegebenen Sicherheitshinweise und
Handlungsanweisungen.
■■ Die für den Einsatzbereich des Gerätes geltenden örtlichen Unfallverhütungsvorschriften
und allgemeinen Sicherheitsbestimmungen einhalten.
■■ Die Betriebsanleitung ist Produktbestandteil und muss in unmittelbarer Nähe des
Gerätes für das Fachpersonal jederzeit zugänglich aufbewahrt werden.
■■ Das Fachpersonal muss die Betriebsanleitung vor Beginn aller Arbeiten sorgfältig durch-
gelesen und verstanden haben.
■■ Die Haftung des Herstellers erlischt bei Schäden durch bestimmungswidrige Verwen-
dung, Nichtbeachten dieser Betriebsanleitung, Einsatz ungenügend qualifizierten
Fachpersonals sowie eigenmächtiger Veränderung am Gerät.
■■ Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen in den Verkaufsunterlagen.
■■ Technische Änderungen vorbehalten.
■■ Weitere Informationen:
- Internet-Adresse:
www.wika.de / www.wika.com
- zugehöriges Datenblatt: TE 60.16 (TR12-A), TE 60.17 (TR12-B, TR12-M), TE 65.16
(TC12-A), TE 65.17 (TC12-B, TC12-M)
- Anwendungsberater:
Tel.: +49 9372 132-0
Fax: +49 9372 132-406
[email protected]
Symbolerklärung
WARNUNG!
… weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, die zum Tod oder zu
schweren Verletzungen führen kann, wenn sie nicht gemieden wird.
VORSICHT!
… weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, die zu geringfügigen
oder leichten Verletzungen bzw. Sach- und Umweltschäden führen kann, wenn
sie nicht gemieden wird.
38
14083458.02 05/2016 EN/DE
DE
1. Allgemeines / 2. Sicherheit
Information
… hebt nützliche Tipps und Empfehlungen sowie Informationen für einen effizienten und störungsfreien Betrieb hervor.
WARNUNG!
… weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation im explosionsgefährdeten Bereich hin, die zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen kann, wenn
sie nicht gemieden wird.
WARNUNG!
… weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, die durch heiße
Oberflächen oder Flüssigkeiten zu Verbrennungen führen kann, wenn sie nicht
gemieden wird.
Abkürzungen
RTD englisch: „Resistance temperature detector“; Widerstandsthermometer
TC
englisch: „Thermocouple“; Thermoelement
2.Sicherheit
WARNUNG!
Vor Montage, Inbetriebnahme und Betrieb sicherstellen, dass das richtige
Thermometer hinsichtlich Messbereich, Ausführung und spezifischen Messbedingungen ausgewählt wurde.
Bei Nichtbeachten können schwere Körperverletzungen und/oder Sachschäden auftreten.
Weitere wichtige Sicherheitshinweise befinden sich in den einzelnen Kapiteln
dieser Betriebsanleitung.
14083458.02 05/2016 EN/DE
2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung
Thermometer dieser Typenreihe können mit einer Vielzahl von Schutzrohrbauformen kombiniert werden. Der auswechselbare, zentrisch gefederte Messeinsatz und sein erweiterter
Federweg ermöglichen die Kombination mit den verschiedensten Anschlusskopfvarianten.
Das Gerät ist ausschließlich für den hier beschriebenen bestimmungsgemäßen Verwendungszweck konzipiert und konstruiert und darf nur dementsprechend verwendet werden.
Die technischen Spezifikationen in dieser Betriebsanleitung sind einzuhalten. Eine unsachgemäße Handhabung oder ein Betreiben des Gerätes außerhalb der technischen Spezifikationen macht die sofortige Stilllegung und Überprüfung durch einen autorisierten WIKAServicemitarbeiter erforderlich.
39
DE
2. Sicherheit
Wird das Gerät von einer kalten in eine warme Umgebung transportiert, so kann durch
Kondensatbildung eine Störung der Gerätefunktion eintreten. Vor einer erneuten Inbetriebnahme die Angleichung der Gerätetemperatur an die Raumtemperatur abwarten.
Ansprüche jeglicher Art aufgrund von nicht bestimmungsgemäßer Verwendung sind ausgeschlossen.
2.2 Personalqualifikation
WARNUNG!
Verletzungsgefahr bei unzureichender Qualifikation!
Unsachgemäßer Umgang kann zu erheblichen Personen- und Sachschäden
führen.
■■ Die in dieser Betriebsanleitung beschriebenen Tätigkeiten nur durch
Fachpersonal nachfolgend beschriebener Qualifikation durchführen lassen.
■■ Unqualifiziertes Personal von den Gefahrenbereichen fernhalten.
Fachpersonal
Das Fachpersonal ist aufgrund seiner fachlichen Ausbildung, seiner Kenntnisse der Messund Regelungstechnik und seiner Erfahrungen sowie Kenntnis der landesspezifischen
Vorschriften, geltenden Normen und Richtlinien in der Lage, die beschriebenen Arbeiten
auszuführen und mögliche Gefahren selbstständig zu erkennen.
Spezielle Einsatzbedingungen verlangen weiteres entsprechendes Wissen, z. B. über
aggressive Medien.
2.3 Zusätzliche Sicherheitshinweise für Geräte nach ATEX und IECEx
WARNUNG!
Die Nichtbeachtung dieser Inhalte und Anweisungen kann zum Verlust des
Explosionsschutzes führen.
WARNUNG!
Anforderungen der ATEX-Richtlinie und IECEx beachten.
Jeweilige Landesvorschriften bezüglich Ex-Einsatz einhalten (z. B.: EN/
IEC 60079-10 und EN/IEC 60079-14).
14083458.02 05/2016 EN/DE
DE
40
2. Sicherheit
2.4 Besondere Gefahren
WARNUNG!
Die Angaben der geltenden Baumusterprüfbescheinigung sowie die jeweiligen
landesspezifischen Vorschriften zur Installation und Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (z. B. IEC 60079-14) einhalten. Bei Nichtbeachten können
schwere Körperverletzungen und/oder Sachschäden auftreten.
Weitere wichtige Sicherheitshinweise für Geräte mit ATEX-Zulassung siehe
Kapitel 7 „Hinweise zu Montage und Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich“.
WARNUNG!
Bei gefährlichen Messstoffen wie z. B. Sauerstoff, Acetylen, brennbaren oder
giftigen Stoffen, sowie bei Kälteanlagen, Kompressoren etc. müssen über die
gesamten allgemeinen Regeln hinaus die einschlägigen Vorschriften beachtet
werden.
WARNUNG!
Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) erforderlich!
Die ordnungsgemäße Verwendung geerdeter Arbeitsflächen und persönlicher
Armbänder ist bei Arbeiten mit offenen Schaltkreisen (Leiterplatten) erforderlich,
um die Beschädigung empfindlicher elektronischer Bauteile durch elektrostatische Entladung zu vermeiden.
Für ein sicheres Arbeiten am Gerät muss der Betreiber sicherstellen,
■■ dass eine entsprechende Erste-Hilfe-Ausrüstung vorhanden ist und bei
Bedarf jederzeit Hilfe zur Stelle ist.
■■ dass das Bedienpersonal regelmäßig in allen zutreffenden Fragen von
Arbeitssicherheit, Erste-Hilfe und Umweltschutz unterwiesen wird, sowie die
Betriebsanleitung und insbesondere die darin enthaltenen Sicherheitshinweise kennt.
WARNUNG!
Messstoffreste im ausgebauten Gerät können zur Gefährdung von Personen,
Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen ergreifen.
14083458.02 05/2016 EN/DE
Dieses Gerät nicht in Sicherheits- oder in Not-Aus-Einrichtungen benutzen.
Fehlerhafte Anwendungen des Gerätes können zu Verletzungen führen.
Am Gerät können im Fehlerfall aggressive Medien mit extremer Temperatur und
unter hohem Druck oder Vakuum anliegen.
41
DE
2. Sicherheit
2.5 Beschilderung, Sicherheitskennzeichnungen
■■ Typenschild für Widerstandsthermometer (Beispiel)

TR12-M-AICZ
11058N0T
EN 60751
1 x Pt100 / A / 3 (W)
-100 ... +450 °C

DE
II 2 G
0158

TR12-M-AICZ
EN 60751

1 x Pt100 / A / TC12-B-AICZ
3 (W)
-100 ... +450 °C
EN 60584-1
1 x Typ K / 1 / .
0 ... +600 °C
■■ Typenschild
für Thermoelemente (Beispiel)
11058N0T
11055YJV
II
2 G10 Ex
ia IIC
T3 ... X
T6 Gb
TÜV
ATEX
555793
0158 0158
II 2 G Ex ia IIC T3 ... T6 Gb
Um in
= Germany
DC 30 V2013
/ Pm = 2 W
Made


TC12-B-AICZ


11055YJV
EN 60584-1
1 x Typ K / 1 / .
0 ... +600 °C
II 2 G
0158
Um = DC 30 V / Pm = 2 W

 Typ
 A = Messeinsatz
 Sensorsymbol
■■ ungrounded
= isoliert verschweißt
■■ grounded
= mit dem Mantel verschweißt (geerdet)
= Das Thermometer ist, aufgrund geringer Isolationsabstände
zwischen Widerstandssensor und Mantel, als geerdet zu betrachten.
■■ quasi geerdet
 Sensor gemäß Norm
■■ ungrounded
■■ grounded
Vor Montage und Inbetriebnahme des Gerätes unbedingt die
Betriebsanleitung lesen!
42
14083458.02 05/2016 EN/DE
B = Prozess-Thermometer
M = Basismodul
 Herstellungsjahr
 Sensor gemäß Norm
■■ F = Dünnfilm-Messwiderstand
■■ W = Drahtgewickelter Messwiderstand
3. Technische Daten
3.Technische Daten
3.1 Widerstandsthermometer
Sensor-Schaltungsart
■■ 2-Leiter
■■ 3-Leiter
■■ 4-Leiter
DE
Grenzabweichung des Sensors nach DIN EN 60751
■■ Klasse B
■■ Klasse A
■■ Klasse AA
Die Kombinationen 2-Leiter-Schaltungsart und Klasse A oder Klasse AA sind nicht zulässig, da der Leitungswiderstand des Messeinsatzes der höheren Sensorgenauigkeit entgegen wirkt.
Grundwerte und Grenzabweichungen
Grundwerte und Grenzabweichungen von Platin-Messwiderständen sind festgelegt in
DIN EN 60751.
Der Nennwert von Pt100 Sensoren beträgt 100 Ω bei 0 °C.
Der Temperaturkoeffizient α kann zwischen 0 °C und 100 °C vereinfacht angegeben werden
mit:
α = 3,85 ∙ 10-3 °C-1
14083458.02 05/2016 EN/DE
Der Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem elektrischen Widerstand wird
durch Polynome beschrieben, die ebenfalls in DIN EN 60751 definiert sind. Weiterhin legt
diese Norm die Grundwerte in °C-Schritten tabellarisch fest.
Klasse
Temperaturbereich
B
-196 … +600 °C
Grenzabweichung in °C
Drahtgewickelt (W)
Dünnschicht (F)
A
-100 … +450 °C
-30 … +300 °C
±(0,15 + 0,0020 | t |) 1)
AA
-50 … +250 °C
0 … 150 °C
±(0,10 + 0,0017 | t |) 1)
-50 … +500 °C
±(0,30 + 0,0050 | t |) 1)
1) | t | ist der Zahlenwert der Temperatur in °C ohne Berücksichtigung des Vorzeichens.
Fett gedruckt: Standardausführung
Weitere technische Daten siehe WIKA-Datenblatt und Technische Information IN 00.17
„Einsatzgrenzen und Genauigkeiten von Platin-Widerstandsthermometern nach
EN 60751: 2008“.
43
3. Technische Daten
3.2 Thermoelemente
3.2.1 Sensortypen
Typ
K
1.200 °C
J
800 °C
N
1.200 °C
E
800 °C
Grenzabweichungen der Thermopaare nach IEC 60584-1 / ASTM E230
(Referenztemperatur 0 °C)
Typ
K
N
J
Thermopaar
NiCr-Ni
(NiCr-NiAl)
NiCrSi-NiSi
Fe-CuNi
Grenzabweichung
IEC 60584 Teil 2
NiCr-CuNi
Temperaturbe- Grenzabweichung
reich
1
-40... +1.000 °C
±1,5 °C oder 0,0040 ∙ | t | 1) 2)
2
-40... +1.200 °C
±2,5 °C oder 0,0075 ∙ | t |
Spezial
0 ... +1.260 °C
±1,1 °C oder ±0,4 %
Standard
0 ... +1.260 °C
±2,2 °C oder ±0,75 %
1
-40...
+750 °C
±1,5 °C oder 0,0040 ∙ | t |
2
-40...
+750 °C
±2,5 °C oder 0,0075 ∙ | t |
Spezial
0 ...
+760 °C
±1,1 °C oder ±0,4 %
Standard
0 ...
+760 °C
±2,2 °C oder ±0,75 %
IEC 60584 Teil 2
1
-40...
+800 °C
±1,5 °C oder 0,0040 ∙ | t |
2
-40...
+900 °C
±2,5 °C oder 0,0075 ∙ | t |
ASTM E230
Spezial
0 ...
+870 °C
±1,0 °C oder ±0,4 %
Standard
0 ...
+870 °C
±1,7 °C oder ±0,5 %
ASTM E230
IEC 60584 Teil 2
ASTM E230
E
Klasse
1) ItI ist der Zahlenwert der Temperatur in °C ohne Berücksichtigung des Vorzeichens
2) Der größere Wert gilt
In Europa und Nordamerika gibt es unterschiedliche Schreibweisen von Thermoelementen Typ K:
Europa:
NiCr-Ni oder NiCr-NiAl
Nordamerika:
Ni-Cr / Ni-Al
Es gibt keinen materiellen Unterschied, die beiden Benennungen sind historisch bedingt.
14083458.02 05/2016 EN/DE
DE
Empfohlene max. Betriebstemperatur
44
3. Technische Daten
3.2.2 Potenzielle Messunsicherheiten
Wichtige Faktoren, die der Langzeitstabilität von Thermoelementen entgegenwirken.
Alterungserscheinungen/Vergiftungen
■■ Oxidationsvorgänge führen bei nicht entsprechend geschützten Thermoelementen
(„blanke“ Thermodrähte) zu Kennlinienverfälschungen.
■■ Eindiffundierende Fremdatome (Vergiftungen) führen zu Veränderungen der Ursprungs-
legierungen und damit zu Verfälschungen der Kennlinie.
■■ Der Einfluss von Wasserstoff führt zur Versprödung der Thermoelemente.
Der Ni-Schenkel des Typ K-Thermoelementes wird häufig durch Schwefel, der z. B. in
Rauchgasen vorkommt, geschädigt. Thermoelemente der Typen J und T altern gering, weil
zunächst der Reinmetallschenkel oxydiert.
Generell nehmen die Alterungserscheinungen mit steigenden Temperaturen zu.
Grünfäule
Bei Typ K-Thermoelementen können beim Einsatz in Temperaturen von ca. 800 °C bis
1.050 °C erhebliche Veränderungen der Thermospannung auftreten. Die Ursache hierfür
ist eine Chromverarmung bzw. Oxidation des Chroms im NiCr-Schenkel (+ Schenkel).
Voraussetzung hierfür ist eine geringe Konzentration Sauerstoff oder Wasserdampf in der
direkten Umgebung des Thermoelementes. Der Nickel-Schenkel ist hiervon nicht betroffen.
Die Folge dieses Effekts ist eine Drift des Messwertes durch sinkende Thermospannung.
Bei Sauerstoffmangel (reduzierende Atmosphäre) wird dieser Effekt noch beschleunigt, da
sich keine vollständigen Oxidhäute auf der Oberfläche des Thermoelementes ausbilden
können, die einer weiteren Oxidation des Chroms entgegenwirken.
Das Thermoelement wird auf Dauer durch diesen Vorgang zerstört. Der Name Grünfäule
kommt von der grünlichen schimmernden Färbung an der Bruchstelle des Drahtes.
14083458.02 05/2016 EN/DE
Das Thermoelement Typ N ist bedingt durch seinen Siliziumgehalt in dieser Beziehung im
Vorteil. Hier bildet sich unter gleichen Bedingungen eine schützende Oxidschicht auf seiner
Oberfläche aus.
K-Effekt
Der NiCr-Schenkel eines Typ K-Thermoelementes besitzt bezüglich der Ausrichtung
im Kristallgitter unterhalb ca. 400 °C eine geordnete Ausrichtung. Wird das Thermoelement weiter erhitzt, so findet im Temperaturbereich zwischen ca. 400 °C und 600 °C ein
Übergang in einen ungeordneten Zustand statt. Oberhalb von 600 °C stellt sich wieder ein
geordnetes Kristallgitter ein.
Bei einem zu schnellen Abkühlen dieser Thermoelemente (schneller als ca. 100 °C pro
Stunde) kommt es während der Abkühlung im Bereich von ca. 600 °C bis ca. 400 °C wieder
zum unerwünschten ungeordneten Kristallgitter. In der Kennlinie von Typ K ist aber ein
durchgängig geordneter Ausrichtungszustand vorausgesetzt und mit Werten hinterlegt. Ein
Thermospannungsfehler von bis zu ca. 0,8 mV (ca. 5 °C) in diesem Bereich ist die Folge.
Der K-Effekt ist reversibel und wird durch Glühen oberhalb 700 °C mit anschließender
entsprechend langsamer Abkühlung größtenteils wieder abgebaut.
45
DE
3. Technische Daten / 4. Aufbau und Funktion
Dünne Mantel-Thermoelemente reagieren hier besonders empfindlich. Schon eine Abkühlung an ruhender Luft kann Abweichungen von 1 °C zur Folge haben.
Beim Typ N-Thermoelement hat man diesen Nahordnungseffekt durch Legieren beider
Schenkel mit Silizium verringern können.
Gelistete Typen sind als einfaches Thermopaar oder als doppeltes Thermopaar lieferbar.
Das Thermoelement wird mit isolierter Messstelle geliefert, wenn nicht ausdrücklich anders
spezifiziert wurde.
Grenzabweichung
Bei der Grenzabweichung von Thermopaaren ist eine Vergleichsstellentemperatur von 0 °C
zugrunde gelegt. Bei Verwendung einer Ausgleichs- oder Thermoleitung muss eine zusätzliche Messabweichung berücksichtigt werden.
Grenzabweichungen und weitere technische Daten siehe entsprechendes WIKA-Datenblatt
und Technische Information IN 00.23 „Einsatz von Thermoelementen“.
Weitere wichtige Sicherheitshinweise für den Betrieb in explosionsgefährdeten
Bereichen siehe Kapitel 7 „Hinweise zu Montage und Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich“.
4.Aufbau und Funktion
4.1 Beschreibung
Die elektrischen Thermometer Typ TR12-B (Widerstandsthermometer) bzw. Typ TC12-B
(Thermoelement) bestehen aus einem Modul (TR12-M, TC12-M) welches an ein Gehäuse
angebaut ist. Das Modul besteht aus einem federnd gelagertem Messeinsatz (TR12-A,
TC12-A) eingebaut in ein Halsrohr. Der Messeinsatz (TR12-A, TC12-A) ist auswechselbar.
Sensoraufbau in TR12-A, TR12-B, TR12-M:
Der Messwiderstand ist eingebettet in Keramikpulver, hitzebeständiger Vergussmasse,
Zementkitt oder Wärmeleitpaste. Ein einseitig verschlossenes Röhrchen - angeschweißt an
mineralisolierte Leitung - bildet die äußere Hülle der Fühlerspitze des Messeinsatzes.
Sensoraufbau in TC12-A, TC12-B, TC12-M:
Der Messeinsatz des Thermoelementes ist aus mineralisolierter Leitung gefertigt. Das
Thermopaar wird durch die Innenleiter der mineralisolierten Leitung gebildet. Der Schweißpunkt des Thermoelementes ist je nach Ausführung mit dem Außenmantel der mineralisolierten Leitung isoliert oder nicht isoliert (grounded) verschweißt.
46
14083458.02 05/2016 EN/DE
DE
Die tatsächliche Gebrauchstemperatur des Thermometers wird begrenzt sowohl durch die
maximal zulässige Einsatztemperatur des Thermoelementes, als auch durch die maximal
zulässige Einsatztemperatur des Schutzrohrwerkstoffes.
Wenn der Temperatursensor als geerdetes Thermoelement ausgeführt ist, ist das Thermopaar direkt mit dem Mantel verbunden. Ausführungen mit Durchmesser kleiner 3 mm und
geerdete Thermoelemente sind als galvanisch mit Erdpotential verbunden zu betrachten.
Messstelle isoliert (ungrounded)
Thermopaar
Messstelle
Mantel
Messstelle nicht isoliert (grounded)
Thermopaar
Messstelle
DE
Mantel
Vibrationsfestigkeit an der Fühlerspitze
■■ Widerstandsthermometer
6 g Spitze-Spitze, Messwiderstand drahtgewickelt oder Dünnfilm (Standard)
20 g Spitze-Spitze, Messwiderstand drahtgewickelt oder Dünnfilm (Option)
50 g Spitze-Spitze, Messwiderstand Dünnfilm (Option) 1)
1) Für Messeinsatzdurchmesser < 8 mm
■■ Thermoelemente
50 g Spitze-Spitze
Elektrischer Anschluss
Anschlusseitig ist das Thermometer mit einem Gehäuse oder freien Anschlussleitungen
ausgerüstet. In der Gehäuseausführung befinden sich Anschlussklemmen oder bescheinigte Transmitter. Optional können in die Gehäuse separat bescheinigte Digitalanzeigen
eingebaut sein.
Die Anschlussseite des Messeinsatzes besteht aus einer Übergangshülse mit verbundenen Anschlusslitzen.
14083458.02 05/2016 EN/DE
VORSICHT!
Thermometer dieser Typenreihe müssen bei Einsatz in Zone 0 mit einem
Schutzrohr (Mindestwandstärke: 1 mm) verbaut werden. Die Bauform der
Schutzrohre ist beliebig auswählbar, jedoch sind die operativen Prozessdaten
(Temperatur, Druck, Dichte und Strömungsgeschwindigkeit) zu berücksichtigen.
Mögliche Sensormessbereiche:
Typ TR12: -200 ... +600 °C
Typ TC12: -40 ... +1.200 °C
Die nachfolgenden Einbau- und Betriebshinweise haben wir mit Sorgfalt zusammengestellt.
Es ist jedoch nicht möglich, alle erdenklichen Anwendungsfälle zu berücksichtigen.
47
4.2 Technische Beschreibung der drei Varianten
TR12-B, TC12-B
Variante 1
TR12-B, TC12-B
Variante 2
TR12-B, TC12-B
Variante 3
14039769.01
TR12-M, TC12-M
Modul
T4
Gewinde
DE
T3
T1
Gewinde
Gewinde
Gewinde
Gewinde
Tunbestimmt
T4: (-50) -40 °C < Ta < +80 °C
T3: (-50) -40 °C < Ta < +150 °C
T1: (-50) -40 °C < Ta < +300 °C
Legende:
 Anschlusskopf
 Halsrohr
 Anschluss zum Schutzrohr




Messeinsatz
Klemmsockel
Transmitter (Option)
Feldtransmitter
Variante 1:
Das Thermometer wird an ein bescheinigtes Leergehäuse angebaut, in dem eine Klemmleiste eingebaut ist. Ist das Thermometer mit II 2G Ex ia IIC T1-T6 Gb gekennzeichnet, ist
es für den Einsatz in der Zone 1 vorgesehen. Ist das Thermometer mit II 1/2 G Ex ia IIC
T1-T6 Ga/Gb gekennzeichnet, ist es für den Einsatz an der Trennwand zu Zone 0 mit einem
Schutzrohr vorgesehen.
Variante 3:
Das Thermometer wird an bescheinigte Betriebsmittel (Transmitter) angebaut. Das Thermometer ist mit II 2G Ex ia IIC Tx Gb gekennzeichnet, es ist für den Einsatz in der Zone 1 mit
einem Schutzrohr vorgesehen. Für einen etwaigen Einsatz an der Trennwand zu Zone 0
mit einem Schutzrohr sind die Zulassungen und Bedingungen der jeweiligen Transmitter zu
beachten.
48
14083458.02 05/2016 EN/DE
Variante 2:
Das Thermometer wird an bescheinigte Leergehäuse angebaut, in dem eine Elektronik
eingebaut ist. Ist das Thermometer mit II 2 G Ex ia IIC T1-T6 Gb gekennzeichnet, ist es für
den Einsatz in der Zone 1 vorgesehen vorgesehen. Ist das Thermometer mit II 1/2 G Ex ia
IIC T1-T6 Ga/Gb gekennzeichnet, ist es für den Einsatz an der Trennwand zu Zone 0 mit
einem Schutzrohr vorgesehen.
4.3 Halsrohrausführungen
teilbares Halsrohr
(Nipple-Union-Nipple)
kegeliges
Gewinde
zylindrisches Gewinde
mit Kontermutter
14013854.02
nicht teilbares Halsrohr
(Halsrohr verschweißt)
DE
Legende:




Halsrohr
Gewinde zum Schutzrohr
Messeinsatz
Gewinde zum Anschlusskopf
A(U2)
A(L1)
zylindrisches
Gewinde
kegeliges
Gewinde
zylindrisches
Gewinde
kegeliges
Gewinde
NL
Einbaulänge
(kegeliges Gewinde)
Einbaulänge
(zylindrisches Gewinde)
Nennlänge
N(MH) Halslänge
14083458.02 05/2016 EN/DE
4.4 Gehäuse- und Anschlussköpfe
Die Ausführungen der Gehäuse- bzw. Anschlussköpfe dem jeweiligen Datenblatt entnehmen.
49
4.5 Anzugsdrehmomente
Anschlusskopf, wählbar (Beispiel)
Anzugsdrehmomente zwischen Anschlusskopf und Halsrohr
DE
Gewinde
Anzugsdrehmomente in Nm
Werkstoff Anschlusskopf
Aluminium
CrNi-Stahl
36
40
32
1/2 NPT
3/4 NPT
M20 x 1,5 mit Kontermutter 1) 23
M24 x 1,5 mit Kontermutter 1) 27
35
25
30
1) nur bei Ausführungen mit nicht teilbarem Halsrohr
Anzugsdrehmomente für Anschluss zum Halsrohr
Gewinde
R 1/2 1)
50 ... 60
1) nur bei Ausführungen mit teilbarem Halsrohr
Anzugsdrehmomente für Anschluss zum Schutzrohr
Gewinde
1/2 NPT
35
G 1/2 B
35
40
3/4 NPT
40
G 3/4 B
25 ... 30
M14 x 1,5
35
M18 x 1,5
35 ... 40
M20 x 1,5
40 ... 45
M27 x 2
■■ Das Gerät nur über die Schlüsselflächen mit einem geeigneten Werkzeug und dem
vorgeschriebenen Drehmoment ein- bzw. ausschrauben.
sowie der verwendeten Dichtung (Form/Werkstoff).
■■ Zum Ein- bzw. Ausschrauben nicht den Anschlusskopf als Angriffsfläche verwenden.
■■ Beim Einschrauben beachten, dass die Gewindegänge nicht verkantet werden.
4.6 Lieferumfang
Lieferumfang mit dem Lieferschein abgleichen.
50
14083458.02 05/2016 EN/DE
■■ Das richtige Drehmoment ist abhängig von der Dimension des Anschlussgewindes
5. Transport, Verpackung und Lagerung
5.Transport, Verpackung und Lagerung
5.1 Transport
Gerät auf eventuell vorhandene Transportschäden untersuchen.
Offensichtliche Schäden unverzüglich mitteilen.
5.2 Verpackung
Verpackung erst unmittelbar vor der Montage entfernen.
Die Verpackung aufbewahren, denn diese bietet bei einem Transport einen optimalen
Schutz (z. B. wechselnder Einbauort, Reparatursendung).
DE
5.3 Lagerung
Zulässige Bedingungen am Lagerort:
■■ Lagertemperatur: {-50} -40 ... +80 °C
■■ Feuchtigkeit: 35 ... 85 % relative Feuchte (keine Betauung)
Vermeidung folgender Einflüsse:
■■ Direktes Sonnenlicht oder Nähe zu heißen Gegenständen
■■ Mechanische Vibration, mechanischer Schock (hartes Aufstellen)
■■ Ruß, Dampf, Staub und korrosive Gase
■■ Explosionsgefährdete Umgebung, entzündliche Atmosphären
Das Gerät in der Originalverpackung an einem Ort, der die oben gelisteten Bedingungen
erfüllt, lagern. Wenn die Originalverpackung nicht vorhanden ist, dann das Gerät wie folgt
verpacken und lagern:
1. Das Gerät in eine antistatische Plastikfolie einhüllen.
2. Das Gerät mit dem Dämmmaterial in der Verpackung platzieren.
3. Bei längerer Einlagerung (mehr als 30 Tage) einen Beutel mit Trocknungsmittel der Verpackung beilegen.
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WARNUNG!
Vor der Einlagerung des Gerätes (nach Betrieb) alle anhaftenden Messstoffreste entfernen. Dies ist besonders wichtig, wenn der Messstoff gesundheitsgefährdend ist, wie z. B. ätzend, giftig, krebserregend, radioaktiv, usw.
51
6.Inbetriebnahme, Betrieb
WARNUNG!
Bei der Montage des Thermometers die zulässige Betriebstemperatur
(Umgebung, Messstoff), auch unter Berücksichtigung von Konvektion und
Wärmestrahlung nicht unter- oder überschreiten!
WARNUNG!
Thermometer müssen geerdet sein, wenn an den Anschlussdrähten mit gefährlichen Spannungen zu rechnen ist (hervorgerufen durch z. B. mechanische
Beschädigung, elektrostatische Aufladung oder Induktion)!
DE
6.1 Elektrischer Anschluss
VORSICHT!
■■ Beschädigung an Kabeln und Leitungen, sowie Verbindungsstellen vermeiden
■■ Feindrähtige Leiterenden mit Aderendhülsen versehen (Kabelkonfektionierung)
■■ Innere wirksame Kapazität und Induktivität beachten
Elektrischer Anschluss gemäß nachfolgend aufgezeigter Sensoranschlüsse:
1 x Pt100, 4-Leiter
rot
rot
rot
rot
rot
weiß
weiß
weiß
weiß
2 x Pt100, 2-Leiter
rot
weiß
schwarz
gelb
52
1 x Pt100, 3-Leiter
2 x Pt100, 3-Leiter
rot
rot
weiß
schwarz
schwarz
gelb
14083458.02 05/2016 EN/DE
1 x Pt100, 2-Leiter
3160696.01
Widerstandsthermometer
Thermoelemente
Farbkennzeichnung der Kabel
Doppeltes
Thermopaar
3171966.01
Einfaches
Thermopaar
Sensortyp
K
J
E
N
Norm
DIN EN 60584
DIN EN 60584
DIN EN 60584
DIN EN 60584
PlusPol
grün
schwarz
violett
rosa
MinusPol
weiß
weiß
weiß
weiß
DE
Variante 1
Die elektrischen Daten (z. B. Anschlussschaltbilder, Grenzabweichungen etc.) siehe Kapitel
6.1 „Elektrischer Anschluss“ bzw. Datenblatt TE 60.17 (für TR12) und TE 65.17 (für TC12).
Variante 2
Die elektrischen Daten (z. B. Anschlussschaltbilder, Grenzabweichungen etc.) der jeweiligen Betriebsanleitung bzw. dem jeweiligen Datenblatt des eingebauten Kopftransmitters
entnehmen.
Variante 3
Die elektrischen Daten (z. B. Anschlussschaltbilder, Grenzabweichungen etc.) der jeweiligen Betriebsanleitung bzw. dem jeweiligen Datenblatt des angebauten Feldtransmitters
entnehmen.
Variante 1 und 2
■■ Verbindung zwischen Kabelverschraubung und Anschlusskopf
Gewinde M20 x 1,5: Anzugsdrehmomente 12 Nm
Gewinde ½ NPT:
Anzugsdrehmomente 30 Nm
■■ Verbindung zwischen Kabel und Kabelverschraubung
14083458.02 05/2016 EN/DE
Die Druckschraube fest in das Zwischenstück einschrauben (geeignete Werkzeuge
verwenden!)
Bei der Montage beachten
■■ Wegfließen des Kabelmantels bei fest angezogener Druckschraube vermeiden.
■■ Übermäßig tiefe Einschneidungen im Kabelmantel vermeiden.
■■ Geeignete Kabel verwenden.
■■ Klemmbereich der Kabelverschraubung beachten.
53
Voraussetzungen zur Erreichung der Schutzart
■■ Kabelverschraubung nur im angegebenen Klemmbereich (Kabeldurchmesser passend
zur Kabelverschraubung) verwenden
Bei Verwendung sehr weicher Kabeltypen nicht den unteren Klemmbereich verwenden
Nur Rundkabel verwenden (ggf. leicht ovaler Querschnitt)
Kabel nicht verdrillen
Mehrmaliges Öffnen/Schließen möglich; hat ggf. jedoch negative Auswirkung auf die
Schutzart
■■ Bei Kabel mit ausgeprägtem Kaltfließverhalten Verschraubung nachziehen
■■
■■
■■
■■
VORSICHT!
■■ Schutzart ist bei armierten Kabel (VA-Geflecht) nicht gegeben
■■ Dichtungen sind auf Versprödungen zu überprüfen und ggf. zu ersetzen
6.2 Aus- und Einbau des Messeinsatzes
Die Anschlusslitzen haben einen Querschnitt von ca. 0,22 mm², sind 150 mm lang und sind
je nach Sensortyp farblich gekennzeichnet.
Der Messeinsatz ist gegen Verdrehen gesichert.
Vor dem Ausbau des Messeinsatzes die elektrischen
Verbindungen zum Anschlusssockel oder Transmitter
vollständig lösen.
Danach kann das Halsrohr vom Kopf gelöst und herausgeschraubt werden.
14083458.02 05/2016 EN/DE
DE
54
Ausgebauter Messeinsatz mit Halsrohr:
DE
Zum Ausbau des Messeinsatzes aus
dem Halsrohr die M16-Schraube am
oberen Ende des Halsrohres lösen
14083458.02 05/2016 EN/DE
und herausschrauben.
55
DE
14083458.02 05/2016 EN/DE
Der Einbau des Messeinsatzes wird in
umgekehrter Reihenfolge vorgenommen
(Messeinsatz vor der Montage reinigen).
Das sechseckig gecrimpte Ende des Messeinsatzes wird beim Einschrauben der Innensechskantschraube geführt.
Anzugsdrehmoment der Schraube: 12 ... 14 Nm
56
7. Hinweise zu Montage und Betrieb im Ex-Bereich (Europa)
7.Hinweise zu Montage und Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich (Europa)
WARNUNG!
Die Verwendung eines Messeinsatzes Typ TR10-A ohne geeigneten Anschlusskopf (Gehäuse) ist in explosionsgefährdeten Bereichen nicht zulässig!
Gegebenenfalls ist ein geeignetes Schutzrohr zu verwenden.
7.1 Allgemeine Hinweise zum Explosionsschutz
DE
Die Anforderungen der ATEX-Richtlinie müssen beachtet werden. Zusätzlich
gelten die Angaben der jeweiligen Landesvorschriften bezüglich Ex-Einsatz
(z. B. EN/IEC 60079-10 und EN/IEC 60079-14).
■■ Bei der Installation der Thermometer, sind nur Bauteile (z. B. Leitungen, Kabelverschrau-
bungen etc.) zulässig, die für Eigensicherheit geeignet sind.
■■ Für die Erdung leitender Schirme die Bedingungen nach EN/IEC 60079-14 beachten.
■■ Bescheinigte und gelistete Feldgehäuse (Variante 3) dürfen nur von einer eingewiese-
nen Fachkraft nach dem Stand der Technik montiert und installiert werden.
■■ Die direkte Schraubverbindung des Thermometers zum Anschlusskopf oder Gehäuse
■■
■■
■■
14083458.02 05/2016 EN/DE
■■
■■
■■
darf nicht verdreht oder geöffnet werden. Eine Ausrichtung des Gehäuses kann nur über
das optional teilbare Halsrohr erfolgen.
Die Temperaturbeständigkeit der Anschlussleitung muss dem zulässigen Betriebstemperaturbereich der Gehäuse entsprechen.
Bei Umgebungstemperaturen über 60 °C sind wärmebeständige Anschlussleitungen zu
verwenden.
Es dürfen keine Kondensatoren in das Gehäuse eingebaut werden, die eine verbleibende Energie von ≥ 0,02 mJ nach der Zeit aufweisen, die zum Öffnen des Gehäuses
notwendig ist.
Montage in metallischen Behälter:
Das Gehäuse muss gegen elektromagnetische Felder und elektrostatische Aufladung
geerdet werden. Es muss nicht gesondert an das Potentialausgleichsystem angeschlossen werden. Es ist ausreichend, wenn das metallische Schutzrohr festen und gesicherten Kontakt mit dem metallischen Behälter oder dessen Konstruktionsteilen oder
Rohrleitungen hat, insofern diese Bauteile mit einem Potentialausgleichsystem verbunden sind.
Montage in nichtmetallische Behälter:
Alle in den explosionsgefährdeten Bereich ragenden elektrisch leitenden Thermometerkomponenten müssen mit einem Potentialausgleich versehen werden.
Reparaturen sowie bauliche Veränderungen sind nicht zulässig und führen zur
Erlöschung der Garantie und der jeweiligen Zulassung.
Bauliche Veränderungen nach Auslieferung der Geräte obliegen nicht in der Verantwortung des Herstellers.
57
A) Die Verantwortung über die Zoneneinteilung unterliegt dem Anlagenbetreiber und nicht
dem Hersteller/Lieferanten der Betriebsmittel.
C) Ist eine Komponente eines elektrischen Betriebsmittels, von dem der Explosionsschutz
abhängt, instandgesetzt worden, so darf das elektrische Betriebsmittel erst wieder in
Betrieb genommen werden, nachdem der Sachverständige festgestellt hat, dass es in
den für den Explosionsschutz wesentlichen Merkmalen den Anforderungen entspricht.
Außerdem muss der Sachverständige hierfür eine Bescheinigung erstellen und das
Betriebsmittel mit einem Prüfzeichen versehen.
D) Punkt C) gilt dann nicht, wenn die Komponente durch den Hersteller entsprechend den
Anforderungen und Bestimmungen instandgesetzt wurde.
E) Bei Einsatz von Transmittern und Digitalanzeigen ist zu beachten:
Der Inhalt dieser und der zum Transmitter oder Anzeige gehörenden Gebrauchsanweisung.
Die einschlägigen Bestimmungen für Errichtung und Betrieb elektrischer Anlagen.
Die Verordnungen und Richtlinien für den Explosionsschutz. Transmitter und Digitalanzeigen müssen eine eigene Zulassung besitzen.
F) Bei Ersatzteilbestellung muss eine genaue Angabe über die Vorlieferung erfolgen:
■■ Zündschutzart (hier Ex i)
■■ Fertigungs-Nr.
■■ Zulassungs-Nr.
■■ Auftragsposition
■■ Auftrags-Nr.
7.1.1 Besondere Bedingungen für die Verwendung (X-Conditions)
Versionen mit Ø < 3 mm oder „nicht isolierte“ Versionen entsprechen betriebsbedingt nicht
Abschnitt 6.3.12, EN/IEC 60079-11. Dadurch sind diese eigensicheren Stromkreise aus
sicherheitstechnischer Sicht als mit dem Erdpotential galvanisch verbunden anzusehen
und es muss im gesamten Verlauf der Errichtung der eigensicheren Stromkreise Potentialausgleich bestehen. Außerdem sind für den Anschluss gesonderte Bedingungen nach
EN/IEC 60079-14 zu beachten.
An Geräten, die aufgrund ihrer Bauart nicht den elektrostatischen Anforderungen nach
EN/IEC 60079-0 entsprechen, müssen elektrostatische Aufladungen vermieden werden.
Eingesetzte Transmitter/Digitalanzeigen müssen eine eigene Bescheinigung entsprechend
EN/IEC besitzen. Es sind die Installationsbedingungen, die elektrischen Anschlussgrößen,
die Temperaturklassen bzw. maximalen Oberflächentemperaturen bei Geräten zur Verwendung in explosionsfähigen Staubatmosphären und zulässigen Umgebungstemperaturen
den entsprechenden Zulassungen zu entnehmen und einzuhalten.
58
14083458.02 05/2016 EN/DE
DE
B) Der Betreiber der Anlage stellt in eigener Verantwortung sicher, dass vollständige und im
Einsatz befindliche Thermometer bezüglich aller sicherheitsrelevanten Merkmale identifizierbar sind. Beschädigte Thermometer dürfen nicht verwendet werden. lnstandsetzungen (Reparaturen) dürfen nur von dafür autorisierten Personen durchgeführt werden.
Reparaturen dürfen nur mit Originalersatzteilen des Ursprungslieferanten durchgeführt
werden, da ansonsten die Anforderungen der Zulassung nicht erfüllt sind.
Bauliche Veränderungen nach Auslieferung der Geräte obliegen nicht in der Verantwortung des Herstellers.
Ein Wärmerückfluss aus dem Prozess welcher die zulässige Umgebungstemperatur des
Transmitters, der Digitalanzeige oder des Gehäuses überschreitet, ist nicht zulässig und
durch geeignete Wärmeisolierung oder ein entsprechend langes Halsrohr zu verhindern.
Falls die Wandstärke unter 1 mm liegt, dürfen die Geräte keinen Umgebungsbeanspruchungen ausgesetzt werden, die die Trennwand nachteilig beeinträchtigen können. Alternativ
kann ein Schutzrohr mit entsprechender Mindestwandstärke eingesetzt werden.
Bei Verwendung eines Schutzrohres/Halsrohres muss das Gesamtgerät so konstruiert sein,
dass ein Einbau in einer Art möglich ist, die zu einem genügend dichten Spalt (IP67) oder
einem flammendurchschlagsicheren Spalt (EN/IEC 60079-1) hin zum weniger gefährdeten
Bereich führt.
Für die Verwendung von Gehäusen müssen diese entweder über eine entsprechende
eigene Zulassung verfügen oder den minimalen Anforderungen entsprechen. IP-Schutz:
mindestens IP20 (mindestens IP65 für Staub), gilt für alle Gehäuse. Leichtmetallgehäuse
müssen jedoch entsprechend EN/IEC 60079-0 Abs. 8.1 geeignet sein. Zusätzlich müssen
nicht metallische Gehäuse oder pulverbeschichtete Gehäuse den elektrostatischen Anforderungen EN/IEC 60079-0 entsprechen oder einen entsprechenden Warnhinweis besitzen.
Schutzmaßnahmen für Anwendungen die EPL Ga oder Da erfordern:
Betriebsbedingte Reibung oder Stöße zwischen Geräteteilen aus Leichtmetall oder deren
Legierungen (z. B. Aluminium, Magnesium, Titanium oder Zirkonium) mit Geräteteilen aus
Eisen/Stahl sind nicht zulässig. Betriebsbedingte Reibungen oder Stöße zwischen Leichtmetallen sind erlaubt.
7.1.2 Ex-Kennzeichnung
Für Anwendungen ohne Transmitter (Digitalanzeigen), die Geräte der Gerätegruppe
II (explosionsfähige Gasatmosphären) erfordern, gelten folgende Temperaturklasseneinteilung und Umgebungstemperaturbereiche:
Tabelle 1
Zone
1
Medium
1 Anbau an Zone 0
14083458.02 05/2016 EN/DE
0
Temperaturklasse
T6
T5
T4, T3
Kennzeichnungen
Gas
II 2G Ex ia IIC T3 ... T6 Gb
Gas
II 1G Ex ia IIC T3 ... T6 Ga
Gas
II 1/2G Ex ia IIC T3 ... T6 Ga/Gb
Umgebungstemperaturbereich (Ta)
Max. Oberflächentemperatur (Tmax) an
der Fühler- oder Schutzrohrspitze
(-50) 1) -40 ... +80 °C
Hierzu die besonderen Bedingungen (17)
beachten.
(-50) 1) -40 ... +80 °C
(-50) 1) -40 ... +80 °C
TM (Mediumstemperatur) + Eigenerwärmung
1) Die Werte in Klammern gelten für Sonderausführungen. Diese Fühler werden mit besonderen Vergussmassen
gefertigt. Weiterhin werden sie mit Gehäusen aus CrNi-Stahl und mit Kabelverschraubungen für den Tieftemperaturbereich ausgestattet.
59
DE
Beim Einbau eines Transmitters und/oder einer Digitalanzeige gelten die besonderen
Bedingungen aus der Baumusterprüfbescheinigung (siehe Punkt 17).
Für Anwendungen, die Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Staubatmosphären)
erfordern, gelten folgende Oberflächentemperaturen und Umgebungstemperaturbereiche:
Tabelle 2
Zone
1 Anbau an Zone 0
0
II 2D Ex ia IIIC T3 ... T6 Db
Staub
II 1/2D Ex ia IIIC T3 ... T6 Da/Db
Staub
II 1D Ex ia IIIC T3 ... T6 Da
Temperaturklasse
650 mW
(-50)
750 mW
550 mW
(-50) 1) -40 ... +40 °C
1)
Kennzeichnungen
Staub
-40 ... +70 °C
(-50) 1) -40 ... +80 °C
Max. Oberflächentemperatur (Tmax)
an der Fühler- oder Schutzrohrspitze
TM (Mediumstemperatur) + Eigenerwärmung
Hierzu die besonderen Bedingungen (17)
beachten.
1) Die Werte in Klammern gelten für Sonderausführungen. Diese Fühler werden mit besonderen Vergussmassen
gefertigt. Weiterhin werden sie mit Gehäusen aus CrNi-Stahl und mit Kabelverschraubungen für den Tieftemperaturbereich ausgestattet.
Beim Einbau eines Transmitters und/oder einer Digitalanzeige gelten die besonderen
Bedingungen aus der Baumusterprüfbescheinigung (siehe Punkt 17).
Verwendung in Methan-Atmosphären
Aufgrund der höheren Mindestzündenergie von Methan können die Geräte auch in dadurch
verursachte explosionsfähige Gasatmosphären eingesetzt werden. Das Gerät wird optional
mit IIC + CH4 gekennzeichnet.
Für Anwendungen, die EPL Gb oder Db erfordern, können die mit „ia“ gekennzeichneten
Geräte auch in Messstromkreisen des Typs „ib“ eingesetzt werden.
14083458.02 05/2016 EN/DE
DE
Medium
1
60
7.2 Temperaturklasseneinteilung, Umgebungstemperaturen
Die zulässigen Umgebungstemperaturen richten sich nach der Temperaturklasse, den
eingesetzten Gehäusen und dem optional eingebauten Transmitter und/oder der Digitalanzeige.
Bei der Zusammenschaltung eines Thermometers mit einem Transmitter und/oder einer
Digitalanzeige gelten der jeweils kleinste Wert der Umgebungstemperaturgrenzen und die
Temperaturklasse mit der größten Ziffer. Die untere Temperaturgrenze beträgt -40 °C, für
Sonderaus-führungen -50 °C.
Falls kein Transmitter oder keine Digitalanzeige im Gehäuse montiert ist, findet in diesem
auch keine zusätzliche Erwärmung statt. Mit eingebautem Transmitter (optional mit Digitalanzeige) kann eine Erwärmung betriebsbedingt durch den Transmitter oder Digitalanzeige
stattfinden.
Für Anwendungen ohne Transmitter (Digitalanzeigen), die Geräte der Gerätegruppe II
(explosionsfähige Gasatmosphären) erfordern, gelten folgende Temperaturklasseneinteilung und Umgebungstemperaturbereiche:
Temperaturklasse Umgebungstemperaturbereich (Ta)
T6
(-50) -40 … +80 °C
T5
(-50) -40 … +80 °C
T4, T3
(-50) -40 … +80 °C
Die zulässigen Umgebungstemperaturen und Oberflächentemperaturen von Fremdfabrikaten den jeweiligen Zulassungen und/oder Datenblättern entnehmen und beachten.
Beispiel
Für Geräte mit Transmitter und Digitalanzeige DIH10 gilt z. B. folgende Begrenzung der
Temperaturklasseneinteilung:
Temperaturklasse Umgebungstemperaturbereich (Ta)
T6
-40 … +60 °C
Für Anwendungen, die Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Staubatmosphären)
erfordern, gelten folgende Oberflächentemperaturen und Umgebungstemperaturbereiche:
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Leistung Pi
750 mW
650 mW
550 mW
(-50) -40 … +40 °C
(-50) -40 … +70 °C
(-50) -40 … +80 °C
Die zulässigen Umgebungstemperaturen und Oberflächentemperaturen von Fremdfabrikaten den jeweiligen Zulassungen und/oder Datenblättern entnehmen und beachten.
Die Werte in Klammern gelten für Sonderausführungen. Diese Fühler werden mit besonderen Vergussmassen gefertigt. Weiterhin werden sie mit Anschlussköpfen aus Edelstahl und
mit Kabelverschraubungen für den Tieftemperaturbereich ausgestattet.
Diese Thermometer sind laut Zulassung geeignet für die Temperaturklassen T6 ... T3. Dies
gilt für Geräte ohne eingebaute Transmitter und/oder Digitalanzeigen. Thermometer mit
Transmitter und/oder Digitalanzeigen sind einsetzbar in den Temperaturklassen T6 ... T4
61
DE
und sind entsprechend gekennzeichnet. Die Verwendung eines Betriebsmittels für Anwendungen, bei denen eine niedrigere Temperaturklasse (z. B. T2) als die gekennzeichnete
gefordert ist, ist zulässig. Hierbei sicherstellen, dass die maximale Umgebungstemperatur
für den sicheren Betrieb des Gerätes nicht überschritten wird.
7.3 Übersicht der Temperaturzonen
Tx12
Tx12
T4Transmitter
Tx12-A
Tx12-A
1)
T3
T3
T1
T1
1)
FF-00147.00
T4
Prozessanschluss
Prozessanschluss
DE
Option: mit eingebautem
Transmitter z. B. T32
zulässige Temperaturen bei
T1: (-50) -40 °C < Ta < +300 °C
T3: (-50) -40 °C < Ta < +150 °C
T4: (-50) -40 °C < Ta < +80 °C
T4Transmitter: (-50) -40 °C < Ta < +80 °C
14083458.02 05/2016 EN/DE
1) Temperaturzone nicht definiert
62
8. Sicherheitstechnische Hinweise für die versch. Varianten
8.Sicherheitstechnische Hinweise für die verschiedenen
Varianten
8.1 Variante 1
ATEX/IECEx Ex d Gehäuse oder Anschlusskopf (mit Anschlussklemme, ohne Transmitter).
Auswertung des Widerstandes oder der Thermospannung mittels einer Elektronik außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs.
Einsatz in Zone 1, Kennzeichnung II 2G Ex ia IIC T1-T6 Gb
Das Gehäuse oder der Anschlusskopf befindet sich in Zone 1 (oder Zone 2). Der Sensor
befindet sich in Zone 1.
Einsatz an der Trennwand zur Zone 0, Kennzeichnung II 1/2G Ex ia IIC T1-T6 Ga/Gb
befindet sich innerhalb eines Schutzrohres (Wandstärke min. 1 mm) welches über einen
Prozessanschluss in Zone 0 hineinragt.
Das Thermometer ist deshalb mit einer leistungsbegrenzenden Schaltung zu betreiben.
Eine Speisung mit Ex ia-Stromkreisen erfüllt diese Bedingungen. Die Verantwortung dafür
obliegt dem Betreiber.
Temperaturklasseneinteilung, Umgebungstemperaturen
Für alle WIKA-Anschlussköpfe gilt folgender Umgebungstemperaturbereich:
(-50) 1) -40 … +80 °C
1) Der Wert in Klammern gilt nur für spezielle Tieftemperaturausführungen.
Die zulässigen Umgebungstemperaturen der Fremdfabrikate müssen aus den jeweiligen
Zulassungen oder Datenblättern entnommen werden.
Eine Erwärmung im Anschlusskopf findet bei Variante 1 nicht statt. Jedoch ist ein unzulässiger Wärmerückfluss aus dem Prozess, welcher die Betriebstemperatur des Gehäuses oder
die Temperaturklasse überschreitet, durch geeignete Wärmeisolierung oder ein entsprechend langes Halsrohr zu verhindern.
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8.2 Variante 2
ATEX/IECEx Ex ia Gehäuse oder Anschlusskopf mit eingebautem Kopftransmitter.
Die Auswertung erfolgt über ein Strom- (4 … 20 mA), Spannung- (2 … 10 V) oder Feldbussignal, welches von einem Kopftransmitter erzeugt wird.
Einsatz in Zone 1, Kennzeichnung II 2G Ex ia IIC T1-T6 Gb
63
DE
Einsatz an der Trennwand zur Zone 0, Kennzeichnung II 1/2G Ex ia IIC T1-T6 Ga/Gb
befindet sich innerhalb eines Schutzrohres (Wandstärke min. 1 mm) welches über einen
Prozessanschluss in Zone 0 hineinragt.
Das Thermometer ist mit einer leistungsbegrenzenden Schaltung zu betreiben.
Pmax: 2 W
Umax: 30 V
Eine Speisung mit Ex ia-Stromkreisen erfüllt diese Bedingungen. Die Verantwortung dafür
DE obliegt dem Betreiber.
Eine Erwärmung im Anschlusskopf kann bei Variante 2 durch eine fehlerhafte Elektronik
stattfinden. Die zulässigen Umgebungstemperaturen richten sich nach den eingesetzten
Gehäusen und dem zusätzlich eingebautem Kopftransmitter.
Für alle WIKA-Anschlussköpfe mit eingebauten WIKA-Temperatur-Transmittern gilt
folgender Zusammenhang:
Die Temperaturerhöhung auf der Oberfläche des Anschlusskopfes oder Gehäuses beträgt
weniger als 25 K wenn folgende Bedingungen eingehalten werden: Hilfsenergie UB
maximal DC 30 V wenn der Transmitter in der Strombegrenzung von 22,5 mA betrieben
wird.
Hieraus ergibt sich folgende Temperaturklasseneinteilung.
Temperaturklasse
Umgebungstemperatur
T6
(-50) 1) -40 … +55 °C
T5
(-50) 1) -40 … +75 °C
T4, T3, T2, T1
(-50) 1) -40 … +80 °C
Der Temperaturklasse ist abhängig von der Anwenderapplikation und der Umgebungstemperatur.
Ui =
Ii =
Pi =
Li =
Ci =
abhängig vom eingebauten Transmitter/Digitalanzeige
Die zulässigen Umgebungstemperaturen der Fremdfabrikate müssen aus den jeweiligen
Zulassungen oder Datenblättern entnommen werden. Ein unzulässiger Wärmerückfluss aus dem Prozess welcher die Betriebstemperatur des Transmitters oder Gehäuses
überschreitet, ist durch geeignete Wärmeisolierung oder ein entsprechend langes Halsrohr
zu verhindern.
64
14083458.02 05/2016 EN/DE
8.3 Variante 3
ATEX/IECEx Ex i-bescheinigte Temperatur-Transmitter
Die Auswertung erfolgt über ein Strom- (4 … 20 mA), Spannung- (0 … 10 V) oder Feldbussignal, welches von einem ATEX/IECEx Ex i-bescheinigten Temperatur-Transmitter erzeugt
wird.
Einsatz in Zone 1, Kennzeichnung II 2G Ex ia IIC Gb
Die führende Kennzeichnung Typ TR12-B, TC12-B befindet sich auf dem bescheinigten
Anschlussgehäuse bzw. Ex i-Feldtransmitter.
Die Module TR12-M und TC12-M sind durch ein Folienschild auf dem Halsrohr gekennzeichnet.
Für einen etwaigen Einsatz an der Trennwand zu Zone 0 mit einem Schutzrohr sind die
Zulassungen und Bedingungen der jeweiligen Ex i-Feldtransmitter zu beachten.
Für den Messeinsatz mit Halsrohr gilt folgender Umgebungstemperaturbereich:
(-50) 1) -40 … +85 °C
Die zulässigen Umgebungstemperaturen der bescheinigten Ex i-Feldtrans-mitter müssen
aus den jeweiligen Betriebsanleitungen oder Datenblättern entnommen werden. Durch
abweichende Temperaturbereiche können sich Einschränkungen ergeben.
8.4 Verwendung in Methan-Atmosphären
Aufgrund der höheren Grenzspaltweite (MESG) und Mindestzündstrom (MIC) von Methan
können die Geräte auch in dadurch verursachte explosionsfähige Gasatmosphären eingesetzt werden.
siehe Zulassung Fremdtransmitter
14083458.02 05/2016 EN/DE
Ui =
Ii =
Pi =
Li =
Ci =
65
DE
9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der ...
9.Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der
Schutzrohrspitze
Wärmewiderstand [Rth in K/W]
Sensortyp
RTD
Mit mehrteiligem Schutzrohr (gerade und verjüngt)
(z. B. TW30, TW35, TW40)
60
Messeinsatzdurchmesser
TC
3,0 < 6,0
6,0 ≤ 8,0
3,0 < 6,0
6,0 ≤ 8,0
Mit Vollmaterialschutzrohr (gerade und verjüngt)
(z. B. TW10, TW15, TW20, TW25, TW30)
22
16
10
3
Eingebaut in ein Sackloch
(Mindestwandstärke 5 mm)
22
16
10
3
37
15
5
9.1 Beispielsberechnung für die Variante 2 mit RTD-Sensor
Einsatz an der Trennwand zur Zone 0, Kennzeichnung II 1/2 G Ex ia IIC T1-T6 Ga/Gb.
Gesucht wird die maximale mögliche Temperatur Tmax an der Schutzohrspitze für nachfolgende Kombination: RTD-Messeinsatz Ø 6 mm mit eingebautem Kopftransmitter, zusammengebaut mit Vollmaterialschutzrohr.
Tmax ergibt sich aus der Addition der Mediumstemperatur sowie der Eigenerwärmung. Die
Eigenerwärmung hängt ab von der zugeführten Leistung Po und dem Wärmewiderstand
Rth. Die rechnerisch zugeführte Leistung Po ergibt aus dem gewählten Normwert für die
Vorsicherung und wird nur an der Fühlerspitze umgesetzt.
Es ergibt sich daher folgende Formel: Tmax = Po x Rth + TM
Tmax = Oberflächentemperatur (max. Temperatur an der Schutzrohrspitze)
Po =
0,8 W (Vorsicherung mit 32 mA, es wird ein vollständiger Kurzschluss des Transmitters angenommen)
Rth = Wärmewiderstand [K/W]
TM = Mediumstemperatur
Beispiel: Widerstandsthermometer RTD
Durchmesser: 6 mm
Mediumstemperatur: TM = 150 °C
Zugeführte Leistung: Po = 0,8 W
Temperaturklasse T3 (200 °C) darf nicht überschritten werden
66
14083458.02 05/2016 EN/DE
DE
Die Eigenerwärmung an der Schutzrohrspitze hängt ab vom Sensortyp (TC/RTD), dem
Messeinsatzdurchmesser und der Bauart des Schutzrohres. Die nachstehende Tabelle
zeigt die möglichen Kombinationen. Die Erwärmung an der Sensorspitze des blanken
Messeinsatzes ist deutlich höher, auf die Darstellung dieser Werte wurde aufgrund des
notwendigen Zusammenbaus mit einem Schutzrohr verzichtet.
Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass Thermoelemente eine deutlich geringere Eigenerwärmung erzeugen als Widerstandsthermometer.
9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der ...
Wärmewiderstand [Rth in K/W] aus Tabelle = 16 K/W
Eigenerwärmung: 0,8 W x 16 K/W = 12,8 K
Tmax = TM + Eigenerwärmung: 150 °C + 12,8 °C = 162,8 °C
Als Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T6 bis T3) müssen von den
200 °C noch 5 °C subtrahiert werden, es wären 195 °C zulässig. Somit wird in diesem Fall
die Temperaturklasse T3 nicht überschritten.
Zusatzinformation:
Temperaturklasse für T3 = 200 °C
Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T6 bis T3) = 5 K
Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T1 bis T2) = 10 K
Sicherheitsabstand für Anwendungen der Gerätekategorie 1 (Zone 0) = 80 % findet hier
keine Anwendung.
DE
9.2 Beispielsberechnung für die Variante 2 mit TC-Sensor
Unter den gleichen Bedingungen ergibt sich ein geringerer Wert für die Eigenerwärmung,
da sich die zugeführte Leistung nicht nur an der Fühlerspitze umsetzt, sondern über die
gesamte Länge eines Messeinsatzes.
Wärmewiderstand [Rth in K/W] aus Tabelle = 3 K/W
Eigenerwärmung: 0,8 W x 3 K/W = 2,4 K
Tmax = TM + Eigenerwärmung: 150 °C + 2,4 °C = 152,4 °C
14083458.02 05/2016 EN/DE
Als Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T6 bis T3) müssen von den
200 °C noch 5 °C subtrahiert werden, es wären 195 °C zulässig. Somit wird in diesem Fall
die Temperaturklasse T3 nicht überschritten.
In diesem Beispiel wird deutlich dass hier die Eigenerwärmung fast vernachlässigbar ist.
67
10. Wartung und Reinigung / 11. Störungen
10.Wartung und Reinigung
10.1 Wartung
Die hier beschriebenen Thermometer sind wartungsfrei.
Reparaturen sind ausschließlich vom Hersteller durchzuführen.
10.2 Reinigung
VORSICHT!
■■ Vor der Reinigung die elektrischen Verbindungen ordnungsgemäß trennen.
■■ Das Gerät mit einem feuchten Tuch reinigen.
■■ Elektrische Anschlüsse nicht mit Feuchtigkeit in Berührung bringen.
■■ Ausgebautes Gerät vor der Rücksendung spülen bzw. säubern, um Personen
und Umwelt vor Gefährdung durch anhaftende Messstoffreste zu schützen.
■■ Messstoffreste im ausgebauten Gerät können zur Gefährdung von Personen,
Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen ergreifen.
DE
Hinweise zur Rücksendung des Gerätes siehe Kapitel 12.2 „Rücksendung“.
10.3 Kalibrierung, Rekalibrierung
Es wird empfohlen, den Messeinsatz in regelmäßigen Zeitabständen zu rekalibrieren
(Widerstandsthermometer: ca. 24 Monate, Thermoelemente: ca. 12 Monate). Dieser
Zeitraum verringert sich abhängig vom Einsatzfall. Die Kalibrierung kann durch den Hersteller sowie mit Kalibriergeräten vor Ort durch qualifiziertes Fachpersonal erfolgen.
11.Störungen
Kein Signal/Leitungsbruch
Fehlerhafte Messwerte
Fehlerhafte Messwerte (zu gering)
Fehlerhafte Messwerte und zu lange
Ansprechzeiten
68
Ursachen
Maßnahmen
Zu hohe mechanische Belastung oder Übertemperatur
Ersatz des Fühlers oder Messeinsatzes
durch eine geeignete Ausführung
Sensordrift durch Übertemperatur
Sensordrift durch chemischen
Angriff
Verwendung eines geeigneten Schutzrohres
Feuchtigkeitseintritt an Kabel
oder Messeinsatz
Falsche Einbaugeometrie, z. B.
zu geringe Einbautiefe oder zu
hohe Wärmeableitung
Der temperaturempfindliche Bereich
des Sensors muss innerhalb des
Mediums liegen, Oberflächenmessungen müssen isoliert sein
Ablagerungen auf dem Sensor
oder Schutzrohr
Ablagerungen entfernen
14083458.02 05/2016 EN/DE
Störungen
11. Störungen / 12. Demontage, Rücksendung, Entsorgung
Störungen
Ursachen
Maßnahmen
Fehlerhafte Messwerte (bei Thermoelementen)
Parasitäre Spannungen
(Thermospannungen, galvanische Spannung) oder falsche
Ausgleichsleitung
Verwendung der geeigneten
Ausgleichsleitung
Anzeige des
Messwertes springt
Leitungsbruch im Anschlusskabel oder Wackelkontakt durch
mechanische Überbelastung
durch eine geeignete Ausführung z.B.
mit Knickschutzfeder oder dickerem
Leitungsquerschnitt
Korrosion
Zusammensetzung des
Mediums nicht wie angenommen oder geändert oder
falsches Schutzrohrmaterial
gewählt
Medium analysieren und danach besser
geeignetes Material wählen oder
Schutzrohr regelmäßig erneuern
Signal gestört
Einstreuung durch elektrische
Felder oder Erdschleifen
Verwendung von geschirmten
Anschlussleitungen, Erhöhung des
Abstandes zu Motoren und leistungsführenden Leitungen
Erdschleifen
Beseitigung von Potentialen, Verwendung von galvanisch getrennten Speisetrennern oder Transmittern
VORSICHT!
Können Störungen mit Hilfe der oben aufgeführten Maßnahmen nicht beseitigt
werden, ist das Gerät unverzüglich außer Betrieb zu setzen, sicherzustellen,
dass kein Signal mehr anliegt und gegen versehentliche Inbetriebnahme zu
schützen. In diesem Falle Kontakt mit dem Hersteller aufnehmen.
Bei notwendiger Rücksendung die Hinweise siehe Kapitel 12.2 „Rücksendung“
beachten.
12.Demontage, Rücksendung und Entsorgung
14083458.02 05/2016 EN/DE
WARNUNG!
Messstoffreste in ausgebauten Geräten können zur Gefährdung von Personen,
Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen sind zu
ergreifen.
12.1 Demontage
WARNUNG!
Verbrennungsgefahr!
Vor dem Ausbau das Gerät ausreichend abkühlen lassen! Beim Ausbau besteht
Gefahr durch austretende, gefährlich heiße Messstoffe.
Thermometer nur im drucklosen Zustand demontieren!
69
DE
12. Demontage, Rücksendung und Entsorgung
12.2 Rücksendung
WARNUNG!
Beim Versand des Gerätes unbedingt beachten:
Alle an WIKA gelieferten Geräte müssen frei von Gefahrstoffen (Säuren,
Laugen, Lösungen, etc.) sein.
Zur Rücksendung des Gerätes die Originalverpackung oder eine geeignete Transportverpackung verwenden.
DE Um Schäden zu vermeiden:
1. Das Gerät in eine antistatische Plastikfolie einhüllen.
2. Das Gerät mit dem Dämmmaterial in der Verpackung platzieren.
Zu allen Seiten der Transportverpackung gleichmäßig dämmen.
3. Wenn möglich einen Beutel mit Trocknungsmittel der Verpackung beifügen.
4. Sendung als Transport eines hochempfindlichen Messgerätes kennzeichnen.
Hinweise zur Rücksendung befinden sich in der Rubrik „Service“ auf unserer
lokalen Internetseite.
12.3 Entsorgung
Durch falsche Entsorgung können Gefahren für die Umwelt entstehen.
14083458.02 05/2016 EN/DE
Gerätekomponenten und Verpackungsmaterialien entsprechend den landesspezifischen
Abfallbehandlungs- und Entsorgungsvorschriften umweltgerecht entsorgen.
70
Anlage: EU-Konformitätserklärung
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DE
71
WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG
Alexander-Wiegand-Strasse 30
63911 Klingenberg • Germany
Tel.
+49 9372 132-0
Fax
+49 9372 132-406
[email protected]
www.wika.de
72
14083458.02 05/2016 EN/DE
WIKA subsidiaries worldwide can be found online at www.wika.com.
WIKA-Niederlassungen weltweit finden Sie online unter www.wika.de.

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