LDL101 - 導電率センサー IFM - 無料のユーザーマニュアル

使用説明書 LDL101 IFM

取扱説明書

UPWハイジェニックG1/2向け電極式導電率センサ

LDL101

目次

1 はじめに（注意）……4

1.1 表記の説明 4
1.2 警告 4

2 安全の為の注意.... 5

3 使用目的 6

3.1 使用場所 6
3.2 使用場所についての注意.... 6

4 機能 7

4.1 測定原理 7
4.2 アナログ機能 7
4.3 エラー時の状態設定 8
4.4 IO-Link 8

5 取付方法.... 10

5.1 取付場所 / 環境 ..... 10

5.1.1 配管への取付け.... 11

5.2 取付手順 12
5.3 アダプターの取付け手順.... 12
5.4 センサーの取付け手順 12
5.5 EHEDG規格についての注意事項 13
5.6 3-A®に従って使用する場合の注意....13

6 接続方法 15

6.1 cULusの有効範囲について 15

7 パラメータ設定.... 17

7.1 動作中のパラメータ設定.... 17
7.2 設定可能なパラメータ 18

7.2.1 基本設定.... 18
7.2.2 その他の設定 18
7.2.3 パラメータ設定の例 19

7.3 温度の影響と温度係数 20

7.3.1 媒体の温度への影響 20
7.4 温度係数tempcoの判定 20

8 操作方法 21

8.1 自己診断出力 21
8.2 IO-Linkを介した動作および診断メッセージ 21
8.3 出力応答 21

9 メンテナンス・修理・輸送・廃棄.... 22

10 工場出荷時の値.... 23

1 はじめに（注意）

指示、技術データ、および詳細情報は、センサ/パッケージのQRコードを使用するか、www.ifm.comを参照してください。

1.1 表記の説明

√ 要件
操作指示
▷ 操作による応答、結果

[...] 設定ボタン、表示等

→ 参照

重要事項

従わないと誤動作や干渉を引き起こすことがあります。

情報

補足事項

1.2 警告

警告は、負傷や物的損害をもたらすおそれがあることを示します。これに従って製品を安全に取扱ってください。警告は次のように区分されます。

警告

重度の負傷のおそれ

▷ 従わない場合は死亡または重傷を負う可能性があります。

注意

軽度または中程度の負傷のおそれ

▷ 従わない場合は軽傷または中程度の負傷を負う可能性があります。

注意

物的損害のおそれ

▷ 従わない場合は財産等へ損害を及ぼす可能性があります。

2 安全の為の注意

- ここで説明するセンサはシステムに組込まれるサブコンポーネントです。

• システムの安全責任は、システムの設計者にあります。

• システム設計者は危険性評価を実施し、システムのオペレータおよびユーザに提供される、法的および規範的要件に従って文書を作成することを請け負います。この文書には、オペレータ、ユーザ、および該当する場合はシステム設計者が承認したサービススタッフ向けの、すべての情報および安全の為の注意事項を記載する必要があります。

• 製品を取扱う前に本書をお読みになり、ご使用中は保管しておいてください。

• 製品がアプリケーションおよび環境条件に適していることを確認してください。
• 製品は意図された目的以外に使用しないでください。（→ 使用目的）
• 使用上の注意や技術的な説明を無視した場合、物的および人的損害をもたらす恐れがあります。
• 製品を改造したりオペレータの使用法が不適切であったりしたために生じた結果について、当社は責任を負わず、また保証の対象外となります。
• 製品の取り付け、接続、設定および保守運用は知識をもった専門の方が行ってください。
• 製品とケーブルは損傷から保護してください。
• 製品は許可される媒体以外に使用しないでください。(→→技術データ)
• 本センサは、国際規格EN 61000-6-4のclass Aに適合する製品です。センサは国内での使用時に無線妨害を引き起こす可能性があります。障害が発生した場合、ユーザーが必ず適切な対策を取ってください。

3 使用目的

本センサは飲料製造・製薬用の水処理プラント等で使われる純水・超純水の導電率と温度を測定します。媒体と直接接触することを想定して設計されています。

3.1 使用場所

• 純水・超純水のアプリケーション
• 電気絶縁性媒体 (→ データシート).

アプリケーション事例

• イオン交換装置
• 逆浸透膜
• 蒸留·精製監視
• 注射用水(WFI)
• 半導体製造
• 太陽電池モジュール製造(ウェハ洗浄)
• 海水淡水化プラント

3.2 使用場所についての注意

• 本センサは、接液部の材質と適合する媒体に限り使用することができます。 (→ データシート)
• 導電率の高い液体媒体の測定・検出には適していません(工業用水・排水・海水・酸/アルカリ液等)。
• 本センサーはプローブが恒常的に強い機械的ストレスにさらされるアプリケーションには適していません。（例：研磨媒体や固形粒子を含む流れの速い媒体など）
• 沈着物を形成しやすい媒体には適していません。
• プローブ先端を強い直射日光（UV放射）にさらさないでください。

4 機能

4.1 測定原理

图 1: 測定部断面图

本センサーは電極式測定原理に基づいて動作します。この原理では2つの電極(外部電極と内部電極)の間に挟まれた媒体に流れる電流から導電率を測定します。

センサーヘッドは、センサー先端から取付けアダプターまでプロセス液に接触している必要があります。そうでないと電気接続がなく、測定はできません。

1：外部電極
2：内部電極
3：取付けアダプター

温度の影響を補正するため、センサー先端部の温度プローブでプロセス温度を検出します。

4.2 アナログ機能

本センサーは、導電率（またはオプションで）温度に比例するアナログ信号を提供します。アナログ出力 (OUT2) は設定できます。

アナログ信号曲線（工場出荷時設定）

アナログ信号曲線（測定範囲をスケーリング）

L：導電率：

T: 温度

1 : [ou2] = [l]

2 : [ou2] = [InEG]

ASP2: アナログスタートポイント

AEP2: アナログエンドポイント

4.3 エラー時の状態設定

エラー検出時や信号品質が最低値を下回った場合、センサはNAMUR推奨(NE43)で規定する状態をOUT2から出力します。

このような場合の出力応答をパラメータ [FOU2] で設定できます。

4.4 IO-Link

IO-Linkはインテリジェントなセンサやアクチュエータをオートメーションシステムに接続するための通信システムです。IO-LinkはIEC 61131-9規格で規格化されています。

IO-Linkに関する一般情報はio-link.ifmをご覧ください

Input Output Device Description (IODD) とすべてのパラメータ、プロセスデータ、デバイスの詳細な説明は、documentation.ifm.comをご覧ください。

IO-Linkには次のメリットがあります。

• すべてのデータとプロセス値を干渉なしで伝送
• 実行中のプロセス内でのパラメータ設定、またはアプリケーション外で事前設定
• システム内の接続された装置を特定するためのパラメータ

- その他のパラメータと診断機能

- デバイス交換時のパラメータセットの自動バックアップと復元（データ保存）

- パラメータセット、プロセス値、イベントのログ記録

- デバイス記述ファイル（IODD - Input Output Device Description）でプロジェクトの計画が容易

- 標準化された電気接続

- リモートメンテナンス

5 取付方法

注意

媒体の温度が50℃を超えると、外装部品は65℃を超える温度になることがあります。

▷ 火傷の危険があります
▶ センサに触らないでください。
▶ 外装が可燃物に接触したり、不測の接触が起きたりしたりすることを防ぐため、保護してください。
▶ メンテナンスはセンサとプロセスアダプタを十分に冷ましてから行ってください。

センサの取付け/取外しの前に：

▶ システムに圧力がかかっていないこと、配管やタンク内に媒体がないことを確認してください。また、機械や媒体の温度が極端になることに付随する潜在的危険を、常に考慮してください。
センサの取付け/接続用アクセサリは別売です。
ifmのアクセサリ以外は使用しないでください。他社の部品を使用した場合は、最適な機能が保証されません。
アクセサリ：www.ifm.com
! 初めてのご使用前にはアプリケーションで認められた適正洗剤を使って必ずセンサを洗浄してください。

5.1 取付場所 / 環境

センサーの正しい適合と機能、接続の浸入耐性は、ifm製のアダプターを使用した場合に限り保証されます。

▶ ハイジェニックエリアのアプリケーションについては次の注意事項を守ってください。: 3-A®に従って使用する場合の注意 (→ □ 13).

タンクおよび配管へ取付ける場合：

▶ センサは配管（水平管）の横からまたは水平に対して45°以内の角度で取付けてください。
▷ 気泡や堆積物を避けて、検出に影響がないようにご注意ください。

5.1.1 配管への取付け

1: 測定部

2: 配管

▶ センサ本体の測定部(1)を必ず配管内(2)に完全に入れてください。

▷ 測定素子を通る流れが妨げられないようにしてください。

▶ 測定部に安定した流れが通らないため、クランプアダプタへの設置は避けてください。クランプアダプタに取付が必要な場合は、寸法をご確認ください。参考: EHEDG規格についての注意事項(→ 13)
▶ 上昇管の手前または管の途中に設置することを推奨します。
▶ Ein- und Auslaufstrecken (2) vorsehen (minimal 3 x DN, optimal 5 x DN).
▷ これによりコーナー・バルブ・テーパ管等の流れへの影響がなくなります。

S: 干涉

DN: 配径

1: センサ

2: 直管部

5.2 取付手順

本センサはG 1/2アダプタ接続により取付けます。(→ アクセサリ)

5.3 アダプターの取付け手順

▶ 取付は使用するアダプタの取扱説明書に必ず従って行ってください。
▶ シーリング部の清浄度を確認してください。
▶ 保護パッケージは取付けの直前まで取り除かないでください。
▶ シーリング部が破損している場合は、センサーまたはアダプターを交換してください。
▶ アダプターをタンクパイプに溶接またはネジ止めします。溶接アダプターの場合は、アダプターが溶接中に歪まないように注意してください。

クランプアダプターなどでは、取付け手順が異なります。それぞれのアダプターの取付け指示の記述に従ってください。

5.4 センサーの取付け手順

▶ ねじ山にある付属パッキン（ガスケット）（1）をセンサへすべらせるか、すでに設置されている場合は正しい位置にあるか確認してください。
▷ 背面の、センサとアダプタとの隙間が密封されます。

1：リアシール(ガスケット)
2：テーパシール / PEEK・金属*または金属-金属のシール

*このユニットはPEEKのOリング（テーパ形シーリングエッジ（2）に取付け済み）の有無にかかわらず使用できます。

EHEDGまたは3Aのハイジェニックエリアでの利用：

▶ PEEKのOリングがテーパ形シーリングエッジ（2）に取付けられていることを確認してください。

▶ 用途に適した認定潤滑ペーストを使用して、センサのねじ切りに薄くグリスを塗ります。
▶ センサを対応する媒体接触部にねじ込んで締付けます。
締付トルク：20 Nm
▶ 取付け後、タンク/パイプの浸入耐性をチェックします。

5.5 EHEDG規格についての注意事項

溶接アダプタを使用する場合、食品接触面は滑らかでなければならず (表面粗さ Ra < 0.8 μm)、EHEDG ガイドライン9および35に従って溶接を行う必要があります。
センサは適切に設置すればCIP（定置洗浄）に適しています。

▶ データシートに従って、アプリケーションの制限（温度および材料耐性）を守ってください。

▶ センサは必ずEHEDGガイドラインに従ってシステムに取付けてください。

▶ 自己排出取付けを使用してください。

▶ EHEDGに従って許容される、EHEDGガイドラインで義務付けられる特殊シールを備えたプロセスアダプタを必ず使用してください。

▶ タンク内に取付ける場合は、取付けは埋込み式でなければなりません。それができない場合は、水ジェットによる直接洗浄およびデッドスペースの洗浄が可能でなければなりません。

▶ 垂直パイプの場合は、リーク孔がはっきりと視認できなければならないず、下向きに取付ける必要があります。

1 リーク孔
2 パッキン

5.6 3-A®に従って使用する場合の注意

▶ センサーが3-Aに従ってシステムに統合されていることを確認してください。

▶ 必ず3-A認証を受け、3-Aシンボルのあるアダプターを使用してください。アクセサリ：

www.ifm.com

接続口には、リーク孔がなければなりません。これにより、3-A認定品のアダプタを使用して確実に取付けていることになります。

▶ 垂直パイプの場合は、リーク孔がはっきりと視認できなければならないず、下向きに取付ける必要があります。

3-Aに従って使用する場合は、洗浄とメンテナンスに特殊な規制が適用されます。
3A規格63-03 E9.2 03の基準を満たさなければならないシステムには適合しません。

6 接続方法

配線工事は、関連法令・規定に従って必ず法的有資格者が行ってください。

電子機器の取付けは、国内または海外の規格に従ってください。

データシートを参照してSELV・PELV電圧(EN 50178)を供給してください。

▶ 取付けおよび配線は、必ず電源を切ってから行ってください。
▶ 配線は下記を参照してください。

ピン	コアカラー
1:	BN	茶
2:	WH	白
3:	BU	青
4:	BK	黒
OUT1:• IO-Link
OUT2:• アナログ出力
DIN EN 60947-5-2規格による色

6.1 cULusの有効範囲について

電源は、SELV/PELV回路を介してのみの供給となります。

クラス2電源も使用でき、除外されていません。

本センサは、UL 61010-1の第3版 section 9.4またはこれと同等規格に準拠するエネルギー被制限回路から電源供給を行ってください。

センサーに接続される外部回路はSELV/PELV回路にする必要があります。

センサーは少なくとも次の条件下で安全であるように設計されています。

• 屋内で使用
• 高度2000mまで
• 最大湿度90%RH、結露なきこと

• 污染度3

• カテゴリーPVVAまたはCYJVのUL認定で承認されているケーブルの、アプリケーションに適したデータでの使用

• センサーの洗浄には特別な処理は不要

7 パラメータ設定

パラメータは設置前でも動作中でも設定できます。

動作中にパラメータを変更すると、機能に影響することがあります。

▶ 設備に異常がないことを確認してください。

パラメータの設定中、センサは動作モードのままです。パラメータ設定が完了するまで、従来のパラメータで監視を続行します。

メニューで利用可能なパラメータはパラメータ設定に応じて変化する場合があります。

IO-Linkインターフェースからのパラメータ設定の要件

√ ifm moneo|configureなどの適切なパラメータ設定ソフトウェア
√ デバイスのIODD（Input Output Device Description）、documentation.ifm.com参照
√ IO-Linkマスタ1台
▶ IO-Linkマスタをパラメータ設定ソフトウェアに接続します。
▶ マスタのポートをIO-Link動作モードに設定します。
▶ デバイスをIO-Linkマスタの空きポートに接続します。
▷ センサがIO-Linkモードに切替わります。
▶ ソフトウェアでパラメータ設定を変更します。
▶ パラメータ設定のセンサに書込みます。
パラメータ設定に関する注意 → パラメータ設定ソフトウェアのマニュアル

7.1 動作中のパラメータ設定

動作中のパラメータ設定は、IO-Link対応モジュール（マスタ）でのみ可能です。

設定するパラメータはコントローラーから直接調整できます。

例：温度ドリフト[T. Cmp]などの媒体固有のパラメータを調整して、精度を高めることができます。

レシピと設定は動作中にコントローラーに保存できます。

コントローラーからのパラメータ設定により、パラメータ設定内のビットによるセンサーのチェックが保証されます。

7.2 設定可能なパラメータ

7.2.1 基本設定

工場出荷時リセット	工場出荷時設定の復元(システムコマンドを起動するボタン)
rEF. T	標準温度( 25°C )=導電率を測定するための基準温度。標準温度は必要に応じて調整できます。設定範囲: 15 35°C
T. Cmp	温度補正温度係数(媒体特性による固有の値)を入力すると基準温度([rEF. T])での導電率が求められます。設定範囲: 0 - 5 %
	!温度補正は 10 µS/cm 以上は対応範囲内の値を自由に線形で調整することができます。 10 µS/cm 以下の温度補正はASTM D 1125により非線形になります。パラメータ設定がT. Cmp = 0の場合、温度補正機能はOFFになります。
uni. T	温度単位の切替[ °C ]=温度表示は °C (摂氏)[ °F ]=温度表示は °F (華氏)
CGA	設置状態(配管形状等)で決まる導電率の調整・精度向上・補正を行います。設定範囲: 80 120 % .

7.2.2 その他の設定

ou2	アナログ出力の出力設定(OUT2):[I]=測定範囲は4~20mA:[InEG]=測定範囲は20~4mA:[OFF]=出力オフ(高インピーダンス)*
SEL2	アナログ出力のプロセス値への割り当て:[COND]=伝導率[TEMP]=温度
ASP2-TEMP	アナログスタートポイントの温度設定範囲:-25~115°C。AEP2-TEMPへの距離:最小35°C
AEP2-TEMP	アナログエンドポイントの温度設定範囲:10~150°C。ASP2-TEMPへの距離:最小35°C
Offset TEMP	ゼロポイント校正(校正オフセット)/温度:設定範囲:+/-5K
ASP2-COND	アナログスタートポイントの導電率、設定範囲:0~500μS/cm。AEP2-CONDへの距離:ASP2-CONDはAEP2-CONDの50%より高くならないようにしてください。
AEP2-COND	アナログエンドポイントの導電率、設定範囲:1~1000μS/cm。ASP2-CONDへの距離:AEP2-CONDは少なくともASP2-CONDの2倍でなければなりません。
Lo. T	温度の最小記録値
Hi. T	温度の最大記録値
[Hi. T]および[Lo. T]のリセット	最大および最小記録値のリセット(システムコマンドを起動するボタン)
Lo. C	導電率の最小記録値
Hi. C	導電率の最大記録値
Reset [Hi. C] and [Lo. C]	最大および最小記録値のリセット(システムコマンドを起動するボタン)
FOU2	障害時のOUT2の応答:[OU]=可能であれば、アナログ出力はプロセス値に従って反応します。それ以外の場合:アナログ出力は[OFF]になります。[On]=障害の場合、アナログ出力は21 mAを超える値にスイッチします[OFF]=障害の場合、アナログ出力は3.6 mA未満の値にスイッチします
dAP	測定信号のダンピング。設定範囲:0~20秒
S. Tim	シミュレーション。シミュレーション時間に入ります設定範囲:1~60 min
S. On	シミュレーション。シミュレーションのステータス:[OFF]=シミュレーションOFF[On]=シミュレーションON
シミュレーション開始	シミュレーション開始(システムコマンドを起動するボタン)
シミュレーション停止	シミュレーション停止(システムコマンドを起動するボタン)
S. TMP	シミュレーション。シミュレーションする温度値の選択設定範囲:-35~160°C
S. CND	シミュレーション。シミュレーションする導電率値の選択設定範囲:0~3150 μS/cm
デバイスの温度	デバイスの現在の温度測定範囲:-40~110°C

詳細はIODDの説明（www.ifm.com）またはご使用のパラメータ設定ソフトウェアのコンテキスト依存パラメータ説明を参照してください。

7.2.3 パラメータ設定の例

▶ 温度補正（パラメータ[T. Cmp]）を、温度係数3.0%/Kの媒体に合わせて設定します。例：[T. Cmp] = [3.0]
▶ その他すべての設定を行います。
▶ センサーデータをセンサーに伝送します。

7.3 温度の影響と温度係数

7.3.1 媒体の温度への影響

導電率は温度に依存します。温度が上昇すると導電率が変化します。この温度の影響はそれぞれの媒体によって異なり、媒体の温度係数（tempco）がわかっていればセンサーで補正できます。温度補正はパラメータ[T. Cmp]で設定します。これを実行すると導電率値が補正され基準温度（25℃、パラメータ[rEF. T]の工場出荷時設定）での導電率に対応します。

変更されない媒体に対しては、同じtempco値をすべてのセンサーに設定しなければなりません。（センサーに依存しない特性値）測定原理、センサーのロットまたはメーカーにはこれ以外の依存関係はありません。
媒体の温度係数が不明な場合に係数を求めることができます。 温度係数tempcoの判定 (→ 20)参照
IO-Link環境では、検出する値の精度を向上させるために、媒体の既存のtempcoをレシピとしてコントローラーに保存できます。

7.4 温度係数tempcoの判定

1. パラメータ[T. Cmp]および[dAP]をゼロに設定します。[T. Cmp] = [0]、[dAP] = [0]。
   ▶ 変更された▶ 値をセンサーに書込みます。
2. 例 液温を25℃にして2分経過後の導電率値を測定し記録します。
3. 例 液温を45℃に上げ2分経過後の導電率値を測定し記録します。

測定記録の例：

液温25℃時=500 μS/cm、液温45℃時=800 μS/cm温度変化=20 K

1. 導電率の変化をパーセントで計算します。

導電率は300 μS/cm増加しました。

変更のパーセンテージは300/500 = 60 %です。

1. 温度係数tempcoを計算します。tempcoは変化のパーセントと温度変化から計算されます。Tk = 60% / 20 K = 3 % / K
2. 計算されたtempcoをパラメータ[T. Cmp]に使用できます。

例：[T. Cmp] = [3]必要に応じてダンピング（パラメータ[dAP]）を再度設定します。

▶ 値をセンサーに書込みます。

8 操作方法

8.1 自己診断出力

電源を入れると、センサが動作モードになります。設定されたパラメータに従ってセンサが測定と診断を実行し、IO-Linkを経由してプロセスデータを出力します。

▶ センサが正しく機能しているか確認してください。

8.2 IO-Linkを介した動作および診断メッセージ

IODDおよびIODDを記述したPDFファイルは、弊社ホームページで確認することができます。

www.ifm.com

8.3 出力応答

	OUT1 *)	OUT2
初期設定	プロセス値無効	OFF
通常動作	導電率/温度によるプロセス値	導電率/温度と設定[ou2] による
エラー	プロセス値無効	< 3.6 mA [FOU2] = [OFF] 時> 21 mA [FOU2] = [On] 時変化なし [FOU2] = [OU] 時

*) IO-Link経由のプロセス値

9 メンテナンス 修理 輸送 廃棄

▶ センサーエレメントに堆積物や汚れがつかないようにしてください。
▶ 手作業で洗浄する場合は、センサーを破損する可能性のある、堅いものや鋭いものは使用しないでください。

媒体変更時は精度を上げるためにセンサの設定（パラメータ[T. Cmp]）の調整が必要な場合があります。

▶ 本センサは修理することができません。
▶ 使用済みのセンサを廃棄する場合は、自治体の法令に従って処分してください。
▶ 本センサを返品する場合は、汚れがない事を確認し、特に有害な有毒物質が付着していないようにしてください。
▶ 輸送の際に損傷する事がないよう、適切に梱包してください。

10 工場出荷時の値

	工場出荷時の値	ユーザー設定
rEF. T	25 (°C)
T. Cmp	2(%)
uni. T	°C
CGA	100(%)
ou2	I
SEL2	COND (導電率)
ASP2-TEMP	0 (°C)
AEP2-TEMP	150 (°C)
Offset-TEMP	0 (K)
ASP2-COND	0 (μS/cm)
AEP2-COND	1000 (μS/cm)
Lo. T	---
Hi. T	---
Lo. C	---
Hi. C	---
FOU2	OFF
dAP	1 (s)
S. Tim	3 分
S. On	OFF
S. TMP	20 (°C)
S. CND	0.5 (μS/cm)