LDL101 - 电导率传感器 IFM - 免费用户手册

用户手册 LDL101 IFM

操作说明

用于超纯水的导电性电导率传感器 卫生 G1/2

LDL101

目录

1 初步说明 3

1.1 使用的符号 3
1.2 警告 3

2 安全说明 4

3 指定用途 5

3.1 应用范围 5
3.2 应用范围的限制.... 5

4 功能 6

4.1 测量原理 6
4.2 模拟量输出功能.... 6
4.3 发生故障时的定义状态..... 7
4.4 IO-Link 7

5 安装 8

5.1 安装位置/环境..... 8

5.1.1 管道安装 9

5.2 安装程序 9
5.3 转接头的安装步骤 9
5.4 传感器的安装程序 ..... 10
5.5 按照 EHEDG 使用的注意事项.... 10
5.6 按照 3-A ^® 使用的注意事项..... 11

6 电气连接....12

6.1 关于 cULus 的有效范围 ..... 12

7 参数设定 13

7.1 运行中的参数设定 ..... 13
7.2 可调参数 13

7.2.1 基本设定 13
7.2.2 更多设定 14
7.2.3 参数设定示例.... 15

7.3 温度影响和温度系数 15

7.3.1 介质对温度的影响 ..... 15
7.4 温度系数 tempco 的确定..... 15

8 操作 17

8.1 功能检查 17
8.2 通过 IO-Link 操作和诊断信息 ..... 17
8.3 不同工作状态下的输出功能响应..... 17

9 维护、修理、运输及处理 18

10 出厂设定 19

1 初步说明

说明、技术资料、认证和其他信息可通过扫描设备/包装上的二维码或访问网站 www.ifm.cn 获取。

1.1 使用的符号

√ 要求
▶ 说明
▷ 反应，结果

[...] 按键、按钮或指示标记

→ 交叉引用

重要说明

如不遵守，可能导致故障或干扰

信息

补充说明

1.2 警告

警告可能会发生人身伤害和财产损失。有助于实现安全的产品处理。警告的分级如下：

警告

严重人身伤害警告

▷ 若不注意警告，可能造成致命和严重伤害。

注意

轻度到中度人身伤害警告

▷ 若不注意警告，可能造成轻度到中度伤害。

注意

财产损失警告

▷ 若不注意警告，可能造成财产损失。

2 安全说明

- 所述产品为集成至系统的子组件。

• 系统架构师为系统的安全负责。

• 系统架构师根据运营商和系统用户提供的法规和规范要求来实施风险评估和存档。该存档必须包含针对运营商和用户（如适用，还要包含系统架构师授权的维修人员）的所有必要信息和安全说明。

• 设定产品前请阅读本文档，并在产品整个使用周期内妥善保管本文档。

• 产品必须适合相应的应用和环境条件，且不受任何限制。
• 仅将产品用于指定用途（→指定用途）。
• 如果未遵照操作说明或技术资料，则可能导致人身伤害和/或财产损失。
• 对于操作员擅自改装产品或错误使用导致的任何后果，制造商概不承担任何责任。
• 必须由机器操作员授权的合格人员执行产品的安装、电气连接、设置、操作及维护工作。
• 防止产品和电缆损坏。
• 仅将产品用于允许的介质（→技术资料）。
• 本设备符合 EN 61000-6-4 标准，且是 A 级产品。产品可能在居住区内造成无线电干扰。如果产生干扰，用户必须采取适当的措施。

3 指定用途

该设备测量纯净水和高纯水的电导率和温度，例如饮料或制药工业的水处理厂中的水。本设备设计用于直接接触介质。

3.1 应用范围

• 纯净水和高纯水应用。
• 难导电介质（→ 技术资料表）。

应用示例：

• 离子交换剂
• 反渗透
• 蒸馏监控
• 注射用水 (WFI)
• 半导体生产
• 太阳能组件生产（表面清洁）
• 海水淡化厂

3.2 应用范围的限制

• 请仅将设备用于不会对触液测量部件造成损坏的介质（→技术资料表）。
• 该设备不适用于具有中高电导率液体（例如工业用水、废水、海水、酸、碱）。
• 本设备不适用于测杆需承受持久和高机械应力（例如粗糙的介质或含有固体颗粒的快速流动介质）的用途。
• 不适用于易于形成沉淀物的介质。
• 切勿让测杆端受到太阳直接辐射（紫外辐射）。

4 功能

4.1 测量原理

设备按导电测量原理工作。设备通过内电极与外电极之间的电流测量监测介质的电导率。

传感器头部必须与从传感器尖端流向安装转接头的过程液体接触。否则将没有电气连接，无法进行测量。

图 1: 测量元件的截面图

1: 外电极
2: 内电极
3: 安装转接头

为了补偿温度的影响，通过传感器尖端中的温度测杆检测过程温度。

4.2 模拟量输出功能

本设备可提供与液位或（可选）温度成比例的模拟信号。您可配置模拟输出 (OUT2)。

模拟信号曲线（出厂设定）：

模拟信号曲线（标定的测量范围）：

L: 导电率:

T: 温度

1: [ou2] = [I]

2: [ou2] = [InEG]

ASP2: 模拟量输出起点

AEP2: 模拟量输出终点

4.3 发生故障时的定义状态

如果检测到故障，或信号质量低于最小值，则输出 OUT2 将根据 Namur 推荐 (NE43) 进入已定义的状态。

在此情况下，可通过参数 [FOU2] 来设定输出的状况。

4.4 IO-Link

IO-Link 是用于将传感器和执行器连接至自动化系统的通信系统。IO-Link 按照 IEC 61131-9 标准进行标准化。

关于 IO-Link 的一般信息位于 io-link.ifm

输入输出设备描述 (IODD) 以及设备的所有参数、过程值和详细描述位于 documentation.ifm.com

IO-Link 提供以下优势：

• 无干扰传输所有数据和过程值
• 运行流程参数化或应用外预设
• 识别系统中连接设备的参数
• 额外参数和诊断功能
• 更换设备时自动备份和恢复参数集（数据存储）
• 记录参数集、过程值和事件
• 用于轻松规划项目的设备描述文件（IODD - 输入输出设备描述）
• 标准化电气连接
• 远程维护

5 安装

注意

如果介质温度高于 50° C (122°F)，外壳部件的温度会增至 65° C (149°F) 以上。

▷ 燃烧风险

▶ 请勿接触设备。
▶ 防止外壳接触易燃物质，并防止意外接触外壳。
▶ 维护之前先让设备和管路转接头冷却下来。

安装和卸除设备前：

▶ 请确保系统未承受任何压力，且管道或容器中无介质。另请始终留意与大型重型设备和介质温度相关的潜在危险。

传感器未附任何安装/连接附件。
仅使用 ifm electronic gmbh 提供的附件！使用其他制造商的组件将无法确保达到最佳运行状态。
可用附件：www.ifm.com。
在首次使用传感器之前，必须使用经批准可适用于应用的清洗剂进行清洁。

5.1 安装位置/环境

仅在使用 ifm 转接头时，方可确保正确的安装和设备功能，以及保证连接达到侵入防护效果。

▶ 在卫生领域使用时应遵守以下几点：

按照 EHEDG 使用的注意事项, 按照 3-A ^® 使用的注意事项 ( → 11).

针对容器和管道安装：

▶ 安装设备时（尤其是在水平管道中），应从侧面安装或以与水平面成最大 45 度的角度安装。
▷ 避免受气泡或沉积物的影响。

5.1.1 管道安装

1: 测量元件

2: 管道

▶ 传感器和测量元件 (1) 必须完全进入管道 (2)。

▷ 确保测量元件畅通无阻。

▶ 避免安装在夹式转接头中，因为这不能保证介质畅通无阻地通过测量元件。如果无法避免安装在夹式转接头中：遵循尺寸，请参阅：按照 EHEDG 使用的注意事项 ( → 10)
▶ 最好在上输管道之前或以内安装。
▶ Ein- und Auslaufstrecken (2) vorsehen (至少 3 x DN，最好 5 x DN)。
▷ 从而消除弯管、阀门或缩管等造成的干扰。

S: 干扰

DN: 管道直径

1: 传感器

2: 入口和出口管道长度

5.2 安装程序

设备使用 G1/2 转接头（→ 附件）安装。

5.3 转接头的安装步骤

▶ 请遵守所使用的转接头的操作说明。
▶ 确保密封区域洁净。
▶ 仅在安装前移除保护性包装。
▶ 如果密封区域损坏，请更换设备或转接头。
▶ 将转接头焊接或旋入储罐/管道中。对于焊接转接头，请确保转接头在焊接过程中不变形。

如有配卡箍夹子式转接头等，安装步骤的顺序会有所不同。请遵守相应转接头安装说明中的注意事项。

5.4 传感器的安装程序

▶ 将随附的密封件（垫圈）(1) 穿过螺纹装在传感器上，或检查是否安装在正确的位置。
▷ 它可以密封传感器和转接头之间的后部间隙。

1: 背部密封件（垫圈）
2: 金属上的密封锥/PEEK 密封环*或金属对金属。

* 设备可搭配或不搭配 PEEK 密封环（密封锥 (2) 上预安装）

按 EHEDG 和 3A 要求用于卫生领域时：

▶ 确保 PEEK 密封环装在密封锥 (2) 上。

▶ 给传感器螺纹涂抹少量被认可的适合该应用的润滑油膏。
▶ 将传感器拧入相应的过程连接装置并拧紧。

拧紧扭矩：20 Nm

▶ 安装后，检查容器/管道的侵入防护。

5.5 按照 EHEDG 使用的注意事项

若使用焊接转接头，则食品接触表面必须平滑（表面粗糙度 Ra < 0.8µm ），且必须按照EHEDG指南9和35进行焊接。
如果安装正确，则设备适合 CIP（过程清洁）。

▶ 根据数据表遵循应用限制（温度和材料电阻值）。

▶ 确保在系统中安装设备时符合 EHEDG 指南。
▶ 使用自排出装置。
▶ 仅使用 EHEDG 所允许的带有 EHEDG 意见书所要求的特殊密封的过程转接头。
▶ 如果安装在容器中，则必须是齐平安装。如果不行，则必须可直接进行喷水清洁和死区清洁。
▶ 渗漏口必须清晰可见，对于垂直管道，必须面向下方安装。

1: 渗漏口
2: 密封件

▶ 为了避免出现盲区，应遵循尺寸要求： L < (D - d) 。

5.6 按照 3-A ^® 使用的注意事项

▶ 确保传感器按 3-A 要求安装到系统中。
▶ 仅可使用有 3-A 资质并标有 3-A 标记的转接头。可用附件：www.ifm.com。

过程连接装置必须带有渗漏口。使用具有 3A 认证的转接头进行安装时可确保符合这一要求。

▶ 渗漏口必须清晰可见，对于垂直管道，必须面向下方安装。

对于按照 3-A 要求的使用，特殊规定适用于清洁和维护。
不适用于必须符合 3A 标准 63-04 的 E9.2 标准的系统。

6 电气连接

务必由具备资质的电工连接产品。

务必遵守安装电气设备相关的国内和国际法规。

电源电压符合 EN 50178，SELV、PELV 遵循技术资料表。

▶ 断开电源。
▶ 按以下方式连接设备：

针脚	芯线颜色
1:	BN	棕色
2:	WH	白色
3:	BU	蓝色
4:	BK	黑色
OUT1:• IO-Link
OUT2:• 模拟量输出
DIN EN 60947-5-2 标准颜色

6.1 关于 cULus 的有效范围

电力供应仅可通过 PELV-/SELV 电路来实现。

也可使用且不禁止使用 2 级认证的电源供应器。

设备应根据 UL 标准 61010-1 第 3 版第 9.4 节或等效标准，通过限能电路供电。

连接至设备的外部电路应为 SELV/PELV 电路。

设备至少在以下条件下是安全的：

• 室内使用
• 不超过 2000 m 的海拔高度
• 最高达 90% 的相对空气湿度，无冷凝
  3 级污染程度
• 使用数据适用于应用的 PVVA 或 CYJV 类 UL 认证电缆。
• 清洁设备时无需进行特殊处理。

7 参数设定

可在安装之前或运行时设定参数。

如果在运行期间更改参数则会影响设备功能。

▶ 请务必确保您的设备不会出现故障。

设定参数时，设备仍将处于工作模式下。参数设定完成前，会按现有参数继续监测。

根据参数设定，菜单中可用的参数可能会有所变化。

通过 IO-Link 接口参数化的要求:

√ 适当参数化软件，如 ifm moneo|configure
√ 设备的输入输出设备描述 (IODD)，请参阅 documentation.ifm.com
√ 一个 IO-Link 主站
▶ 将 IO-Link 主站连接到参数化软件。
▶ 将主站端口设为 IO-Link 工作模式。
▶ 将设备连接到 IO-Link 主站的空闲端口。
▷ 设备切换至 IO-Link 模式。
▶ 在软件中更改参数设定。
▶ 将参数设定写入设备。
关于参数化软件参数化 → 手册的注意事项

7.1 运行中的参数设定

运行期间的参数设定只能通过带 IO-Link 功能的模块（主站）实现。

通过控制器可直接调节设定参数。

示例：特定介质参数如温度系数 [T. Cmp] 可进行调节以提高精度。

运行期间参数配置方案和设定可保存在控制器中。

通过控制器进行参数设定，可确保稍作参数设定即可检查设备。

7.2 可调参数

7.2.1 基本设定

恢复出厂设定	恢复出厂设定(启用系统命令的按钮)
rEF. T	标准温度 (25 °C) = 测量电导率的参考温度如有必要,用户可调节标准温度。设定范围:15...35 °C
T. Cmp	温度补偿。电导率在输入温度系数(特定介质特征值)后根据标准温度([rEF. T])测定。设定范围:0...5%
	!温度补偿可在10μS/cm以上相应的值范围内自由调整,并且是线性的。根据ASTM D 1125,低于10μS/cm的温度补偿是非线性的。如果设定参数T. Cmp=0,则关闭温度补偿。
uni. T	温度单位选择[°C]=温度以C(摄氏度)显示[°F]=温度以F(华氏度)显示
CGA	校准增量(元件恒定校正系数)通过这个系数可使传感器适用于现有系统,或进行优化以适用特定的电导率值,或进行校正。设定范围:80...120%。

7.2.2 更多设定

ou2	模拟输出(OUT2)的输出配置:[I]=测量范围给出为4...20mA:[InEG]=测量范围给出为20...4mA[OFF]=输出关闭(高阻抗)*
SEL2	将模拟输出分配到过程值:[COND]=电导率[TEMP]=温度
ASP2-TEMP	模拟输出起点温度;设定范围:-25...115°C。与AEP2-TEMP的距离:最低35°C
AEP2-TEMP	模拟输出终点温度;设定范围:10...150°C。与ASP2-TEMP的距离:最低35°C
偏移量TEMP	零点校准(校准偏移)/温度;设定范围:+/-5K
ASP2-COND	模拟输出起点电导率;设定范围:0...500μS/cm。与AEP2-COND的距离:ASP2-COND不得高于50%AEP2-COND。
AEP2-COND	模拟输出终点电导率;设定范围:1...1000μS/cm。与ASP2-COND的距离:AEP2-COND必须是ASP2-COND的两倍。
Lo. T	温度记忆的最小值
Hi. T	温度记忆的最大值
复位[Hi. T]和[Lo. T]	复位记忆的最大值和最小值(启用系统命令的按钮)
Lo. C	电导率记忆的最小值
Hi. C	电导率记忆的最大值
复位[Hi. C]和[Lo. C]	复位记忆的最大值和最小值(启用系统命令的按钮)
FOU2	发生故障时OUT2的响应:[OU]=若可能,模拟输出根据过程值响应。否则:模拟输出达到[OFF]。[On]=发生故障时模拟输出值变为>21mA\[OFF]=发生故障时模拟输出值变为<3.6mA
dAP	测量信号的阻尼。设定范围:0...20秒
S. Tim	模拟;输入模拟时间设定范围:1...60分钟
S. On	模拟;模拟状态:[OFF]=模拟关闭[On]=模拟开启
启动模拟	启动模拟(启用系统命令的按钮)
停止模拟	停止模拟(启用系统命令的按钮)
S. TMP	模拟;选择模拟的温度值设定范围:-35...160°C
S. CND	模拟;选择模拟的电导率值设定范围:0...3150 μS/cm
设备温度	设备当前温度测量范围:-40...110°C

更多信息参见 IODD 描述 (www.ifm.com) 或所使用参数设定软件的特定环境参数描述。

7.2.3 参数设定示例

▶ 对温度系数 3.0%/K 的介质设定温度补偿（参数 [T. Cmp]）。示例：[T. Cmp] = [3.0]。
▶ 进行所有其他设定。
▶ 将传感器数据传送至设备。

7.3 温度影响和温度系数

7.3.1 介质对温度的影响

电导率取决于温度。温度上升时，电导率改变。这一温度影响与各介质有关，如果已知介质的温度系数 (tempco)，则可以由设备进行补偿。通过参数 [T. Cmp] 设定温度补偿。从而温度补偿的电导率值相当于标准温度（25 ℃；参数 [rEF. T] 的出厂设定）。

对于没有改变的介质，必须为所有传感器设定相同的 tempco 值（与设备无关的特征值）。与传感器的测量原理、批次或制造商也无关。
如果介质的温度系数未知，则可测定。
请参阅：温度系数 tempco 的确定 ( → 15)
在一个 IO-Link 环境中，介质的现有 tempco 值可作为参数配置方案储存在控制器中，以提高检测值的精度。

7.4 温度系数 tempco 的确定

1. 将参数 [T. Cmp] 和 [dAP] 设定为零：[T. Cmp] = [0], [dAP] = [0]。

▶ 将更改的值写入传感器。

1. 例如，将介质调节至 25° C，并在 2 分钟后记下电导率的值。
2. 例如，将介质加热至 45° C，并在 2 分钟后记下电导率的值。

记下的值示例：

25° C 下的介质 = 500 µS / cm ; 45° C 下的介质 = 800 µS / cm 温度变化 = 20 K

1. 计算电导率的变化百分比。

电导率升高 300 μS/cm。

变化百分比为 300/500 = 60%。

1. 计算温度系数 tempco：通过变化百分比和温度变化计算 tempco：Tk = 60% / 20 K = 3% / K

2. 参数 [T. Cmp] 可采用计算得到的 tempco 值。

示例：[T. Cmp] = [3]。如有必要，在此设定阻尼（参数[dAP]）。

▶ 将值写入传感器。

8 操作

8.1 功能检查

通电后，传感器处于工作模式。产品将根据设定参数执行测量和评估功能，并产生过程数据（通过IO-Link）。

▶ 检查设备是否正常工作。

8.2 通过 IO-Link 操作和诊断信息

IODD 和 PDF 文件形式的 IODD 说明文本：www.ifm.com

8.3 不同工作状态下的输出功能响应

	OUT1 *)	OUT2
初始化	过程值无效	关闭
正常运行	过程值基于电导率/温度	基于电导率/温度和设定 [ou2]
故障	过程值无效	[FOU2] = [OFF] 时 < 3.6 mA [FOU2] = [On] 时 > 21 mA [FOU2] = [OU] 时无变化

*) 通过 IO-Link 获得的过程值

9 维护、修理、运输及处理

▶ 避免在传感器元件中形成沉积和气泡夹杂。
▶ 为避免损坏传感器，手动清洁传感器时不得使用硬物或尖锐物体。

如果介质更改，则还有必要调节传感器设定以提高精度（参数 [T. Cmp]）。

▶ 设备无法修理。
▶ 弃用设备时，应按适用的国家法规以环保的方式处理设备。
▶ 在退货的情况下，应立即请确保设备无脏污，尤其是危险和有毒物质。
▶ 对于运输，请仅使用适当的包装，以避免设备损坏。

10 出厂设定

	出厂设定	用户设定
rEF. T	25 (°C)
T. Cmp	2 (%)
uni. T	°C
CGA	100 (%)
ou2	I
SEL2	COND(电导率)
ASP2-TEMP	0 (°C)
AEP2-TEMP	150 (°C)
偏移量 TEMP	0 (K)
ASP2-COND	0 (μS/cm)
AEP2-COND	1000 (μS/cm)
Lo. T	---
Hi. T	---
Lo. C	---
Hi. C	---
FOU2	关闭
dAP	1 (s)
S. Tim	3 分钟
S. On	关闭
S. TMP	20 (°C)
S. CND	0.5 (μS/cm)