Danfoss AKS 4100, AKS 4100U Data sheet [de]

Datenblatt

Radar-Niveausonde

AKS 4100/4100U

AKS 4100/4100U – KoaxialausführungAKS 4100/4100U – Kabelausführung

Die Radarsonde AKS4100/4100U wurde speziell dafür
entwickelt, den Flüssigkeitsstand in verschiedensten
Kälteanwendungen zu messen.

Das Messprinzip der AKS4100/4100U basiert
auf einer bewährten Technologie, die „Time Domain
Reectometry“ (TDR, Zeitbereichsreektometrie) genannt
oder auch als „geführtes Radar“ bezeichnet wird.

Die Radarsonde AKS4100/4100U kann zur Messung des
Flüssigkeitsstands unterschiedlichster Kältemittel in
Behältern, Akkumulatoren, Sammlern, Standrohren usw.
eingesetzt werden.

Zweileitertechnik liefert ein Ausgangssignal von 4 bis
20mA proportional zum Kältemittelstand.

Die AKS4100/4100U in Kabelausführung eignet sich für
HFCKW, nicht brennbare FKW und R717 (Ammoniak).
Sie wird standardmässig mit 5 m Messdraht ausgeliefert
und kann vor Ort anlagenspezisch gekürzt werden.

Die Koaxialausführung der AKS4100/4100U ist speziell für
den Einsatz mit R744 (CO2), HFCKW, nicht brennbaren FKW
und R717 (Ammoniak) konzipiert.

Bei Schisanwendungen muss grundsätzlich die
Koaxialausführung der AKS4100/4100U verwendet werden.

Die Kabelausführung der AKS4100/4100U ist dagegen
NICHT für den Einsatz in Kälteanlagen mit CO2 oder in
Schisanwendungen geeignet.

Schaum- oder Dampfbildung, bewegte oder siedende
Flüssigkeit sowie Veränderungen der Dichte oder der
Dielektrizitätskonstante (εr) der Flüssigkeit haben keinen
Einuss auf die Meßgenauigkeit der AKS4100/4100U.

Am Boden eines Behälters oder einer Standleitung
angesammeltes Öl verfälscht das Signal des Flüssigkeitsstands
nicht. Außerdem ist es nicht nötig, nachdem Öl abgelassen
wurde, die AKS4100/4100U zur Reinigung auszubauen.

Merkmale • Von Danfoss für Kälteanwendungen freigegeben

• Ein Produkt für verschiedene Sondenlängen
(Kabelausführung)

• Ein Produkt für alle gängigen Kältemittel
(Kabelausführung)

• Geringerer Platzbedarf für Installation und
Wartung bei der Kabelausführung

• Zuverlässiger Betrieb bei allen Kältemitteln trotz
Ölanteil

• Die vollständig in Öl getauchte Kabelausführung
erfordert keine Reinigung.

• Die Kabelausführung ist sehr kompakt und einfach
zu handhaben, zu transportieren und zu installieren
Sie kann vor Ort exibel an unterschiedliche
Behältergrößen angepasst und mit verschiedenen
Kältemitteln eingesetzt werden.

• Veränderungen der Dielektrizitätskonstante (εr)
des üssigen Kältemittels beeinträchtigen den
Betrieb nicht.

Weitere Informationen zur mechanischen und elektrischen Installation nden Sie in den Produktanleitungen
DKRCI.PI.SC0.D (KABEL-Ausführung), DKRCI.PI.SC0.E (KOAXIAL-D14-Ausführung) und DKRCI.PI.SC0.H1/DKRCI.
PI.SC0.J1 (KOAXIAL-D22-Ausführung).

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• Sondenlänge der Kabelausführung: 5000mm /
197Zoll

• Zweileitertechnik , keine zusätzliche
Versorgungsspannung erforderlich

Bitte beachten Sie:
Die AKS4100/4100U kann direkt an einen
Niveauregler EKE347 von Danfoss angeschlossen
und von ihm mit Strom versorgt werden.

In Kombination mit dem Niveauregler EKE347
von Danfoss ist eine Gleichspannungsversorgung
(14 bis 30VDC) erforderlich.

• Mehrsprachiges Bediendisplay; Anzeige des

.

Flüssigkeitsstands und der Einstellungen in mm,
cm, m (Fuß, Zoll)

Sprachversionen des Bediendisplays:

- Englisch (standardmäßig), Deutsch, Französisch,
Spanisch

- Englisch (standardmäßig), Japanisch, Chinesisch,
Russisch

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Datenblatt | Radar-Niveausonde AKS 4100/4100U

Inhalt Seite

Merkmale ................................................................................................1

Produktkonzept ..........................................................................................3

KABEL-Ausführung ...................................................................................3

KOAXIAL-D14-Ausführung ............................................................................3

KOAXIAL-D22-Ausführung ............................................................................3

Bediendisplay, wahlweise.................................................................................5

Messprinzip ..............................................................................................6

Wesentliche technische Daten ............................................................................6

Messbereich der AKS4100/4100U:

KABEL-Ausführung ...................................................................................7

KOAXIAL-D14-Ausführung ............................................................................8

KOAXIAL-D22-Ausführung ............................................................................8

Bestellung der AKS4100/4100U...........................................................................9

Abmessungen und Gewichtsangaben................................................................... 10

Technische Daten....................................................................................... 11

Schnellkonguration:

KABEL-Ausführung .................................................................................13

KOAXIAL-Ausführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Simulation des mA Ausgangssignals ....................................................................16

Eingabe der Dielektrizitätskonstante des gasförmigen Kältemittels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . 16

Dielektrizitätskonstante von gesättigtem Dampf . . ......................................................17

Ändern der Spracheinstellung (standardmäßig: Englisch) ................................................18

Zurücksetzen auf Werkseinstellungen ...................................................................18

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Produktkonzept

Die AKS4100/4100U ist in zwei verschiedenen
Ausführungen erhältlich:

Kabelausführung
Koaxialausführung

KABEL-Ausführung: KOAXIAL-D14-Ausführung:

Beide Ausführungen sind mit zwei verschiedenen
mechanischen Prozessanschlüssen verfügbar:

AKS 4100: Rohrgewinde G1 Zoll

Einschl. Aluminiumdichtung

AKS 4100U: Rohrgewinde ¾ Zoll NPT

KOAXIAL-D22-Ausführung:

D22-Kennzeichnung

Kabelausführung

Kabelausführung

Die Kabelausführung umfasst:

 Signalumsetzer (mit oder ohne Bediendisplay)
 Mechanischer Prozessanschluss mit

Edelstahlmessdraht (Länge: 5m / 197Zoll,
Durchmesser: 2mm / 0,08Zoll)

 Gegengewicht
 Inhalt der Zubehörtasche:

3-mm-Madenschrauben
Rote Schutzkappe, die den mechanischen

Prozessanschluss  bis zur Montage des
Signalumsetzers schützt.

Einstellungs-Kennzeichnung

Die Kabelausführung der AKS4100/4100U kann
auf jede Länge zwischen 800mm / 31,5Zoll und
5000mm / 196,9Zoll zugeschnitten werden.

Die Kabelausführung kann mit R717 (NH3), HFCKW
und FKW (εr, Flüssigkeit > 5,6) verwendet werden.

Die Kabelausführung der AKS4100/4100U muss
IMMER in ein externes Standrohr eingebaut werden.

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Koaxialausführung

Koaxial-D14-Ausführung (s. Seite3)

Die Koaxial-D14-Ausführung umfasst:

 Signalumsetzer (mit oder ohne Bediendisplay)

Mechanischer Prozessanschluss mit

Edelstahlmessdraht (Länge: 5m / 197Zoll,
Durchmesser: 2mm / 0,08Zoll)

 Rohr(e), je nach benötigter Länge
 Inhalt der Zubehörtasche:

- Endstück (einschl. 3-mm-Madenschrauben

(0,12Zoll)

- 3-mm-Madenschrauben (0,12Zoll, eine

Madenschrauben je Rohr)

- Rote Schutzkappe, die den mechanischen

Prozessanschluss  bis zur Montage des
Signalumsetzers schützt.

- Einstellungs-Kennzeichnung

Koaxial-D22-Ausführung (s. Seite3)

Die Koaxial-D22-Ausführung umfasst:

 Signalumsetzer (mit oder ohne Bediendisplay)
Prozessanschluss (Länge: 280mm / 11Zoll,

Durchmesser: 22 mm

Die Koaxialausführung ist zwingend
einzusetzen mit/in:

- R744 (CO2) (εr, Flüssigkeit > 1,3)

- Schisanwendungen

Die Koaxialausführung kann auch für folgende
Kältemittel verwendet werden:
R717 (NH3), HFCKW und FKW

Die Koaxialausführung der AKS4100/4100U kann in
einem ext.Standrohr (a) oder direkt in einem Behälter
(b) installiert werden.

b

a

Die Koaxialausführung ist mit den folgenden
Sondenlängen erhältlich:

Danfoss-Typ Rohrdurchmesser Typauswahl im Bediendisplay Gewinde

AKS 4100, 280 mm 22 mm 0,87 Zoll D22 Rohrgewinde G1 Zoll
AKS 4100, 500 mm 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde G1 Zoll
AKS 4100, 800 mm 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde G1 Zoll
AKS 4100, 1000 mm 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde G1 Zoll
AKS 4100, 1200 mm 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde G1 Zoll
AKS 4100, 1500 mm 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde G1 Zoll
AKS 4100, 1700 mm 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde G1 Zoll
AKS 4100, 2200 mm 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde G1 Zoll
AKS 4100U, 11,0 Zoll 22 mm 0,87 Zoll D22 Rohrgewinde ¾ Zoll NPT
AKS 4100U, 19,2 Zoll 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde ¾ Zoll NPT
AKS 4100U, 30 Zoll 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde ¾ Zoll NPT
AKS 4100U, 45 Zoll 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde ¾ Zoll NPT
AKS 4100U, 55 Zoll 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde ¾ Zoll NPT
AKS 4100U, 65 Zoll 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde ¾ Zoll NPT
AKS 4100U, 85 Zoll 14 mm 0,55 Zoll D14 Rohrgewinde ¾ Zoll NPT

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Bediendisplay, wahlweise

Das wahlweise erhältliche und einfach an die
AKS4100/4100U zu montierende Service-/
Bediendisplay erleichtert die Inbetriebnahme und
die schnelle Konguration vor Ort.

Das Bediendisplay unterstützt mehrere Sprachen
und sowohl SI- als auch US-Einheiten.

Menüsystem aufrufen
„QUICK SETUP“
aufrufen

AKS 4100

Einheit bei
Abstands-/
Flüssig­keitsstands­messungen
verändern:

*

Wechsel
zwischen:

„Distance“*
„Level“**
„Output (%)“***

„Output (mA)“****
m, cm, mm,
Zoll, Fuß

* „DISTANCE“ ist eine Anzeigeoption.
Wenn auf dem Display die Option „DISTANCE“ ausgewählt

ist, steht der angezeigte Wert für den Abstand zwischen
dem Referenzpunkt und der Oberäche des üssigen
Kältemittels (siehe Seiten 7 und 8).

** „LEVEL“ ist eine Anzeigeoption.
Wenn auf dem Display die Option „LEVEL“ ausgewählt ist,

handelt es sich beim angezeigten Wert um die

– „Sondenlänge“ (Parameter, der während der

Schnellkonguration eingegeben wird)

– „DISTANCE“ (siehe Seiten 7 und 8)

Unterstützte Sprachen:
Englisch (standardmäßig), Deutsch, Französisch,
Spanisch, Japanisch, Chinesisch und Russisch

Ausgangssignal: 4 – 20mA; Anzeige als



Balkendiagramm und Prozentsatz [%]

Messgröße (bei diesem Beispiel „DISTANCE“)



 Gerätebezeichnung



Messwert und Maßeinheit



Gerätestatus (Codes)



Codes 1, 2 und 3 (Fehler)

Hardwareproblem; die Hardware des

Signalumsetzers ist beschädigt.
Bitte wenden Sie sich an Danfoss.

Codes 4 und 5 (Benachrichtigung)

Je nach Flüssigkeitsstand werden die

Codes aktiviert oder deaktiviert.
Diese Kennzeichnungen werden
nur für Serviceinformationen von
Danfoss verwendet.

Tasten



Der blinkende Stern signalisiert,



dass das Gerät in Betrieb ist.

*** „OUTPUT (%)“ ist eine Anzeigeoption.
Sie stellt den Flüssigkeitsstand des Kältemittels in Prozent

dar. Die (bei der Schnellkonguration) vorgenommene
Skalierung erfolgt zwischen den Parametern „SCALE 4mA
(0%)“ und „SCALE 20mA (100%)“ (siehe Seiten 7 und 8).

**** „OUTPUT I (mA)“ ist eine Anzeigeoption.
Sie stellt den Flüssigkeitsstand des Kältemittels als

Stromsignal zwischen 4 und 20mA dar. Die (bei der
Schnellkonguration) vorgenommene Skalierung
erfolgt zwischen den Parametern „SCALE 4mA (4mA)“
und „SCALE 20mA (20mA)“ (siehe Seiten 7 und 8).

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Messprinzip (Kabel- und
Koaxialausführung)

1.

Der elektromagnetische Impuls wird

vom Signalumsetzer ausgesendet.

2. Der Impuls bewegt sich mit

Lichtgeschwindigkeit am
Messdraht (Sonde) hinunter.

3. Der Impuls wird reektiert.

4. Der Impuls bewegt sich mit

Lichtgeschwindigkeit am
Messdraht (Sonde) hinauf.

5. Der Signalumsetzer empfängt den

Impuls und zeichnet das Signal auf.

6. Der elektromagnetische Impuls

bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit.

7. Gesendeter elektromagnetischer

Impuls

8. Die Hälfte dieser Zeit entspricht

dem Abstand vom Referenzpunkt
am Gerät (der Flanschdichtäche)
bis zur Oberäche des Kältemittels.

9. Empfangener elektromagnetischer

Impuls

Der Signalumsetzer der AKS4100/4100U sendet
elektromagnetische Impulse mit geringer Intensität
und hoher Frequenz sowie mit einer Pulsweite von ca.
1ns aus, die sich mit Lichtgeschwindigkeit die Sonde
(Messdraht oder Koaxialkabel) hinunter zur Oberäche
der Flüssigkeit bewegen.

Die Impulse werden von der Oberäche der Flüssigkeit
reektiert und an der Sonde entlang zurückgeführt. Der
Signalumsetzer der AKS4100/4100U empfängt und
analysiert die Impulse und rechnet sie dann
entsprechend des aktuellen Flüssigkeitsstands um.
Diese Methode wird als TDR-Verfahren (Zeitbereich­sreektometrie) oder „geführtes Radar“ bezeichnet.

Die Dielektrizitätskonstante (εr) der Flüssigkeit ist ein
entscheidender Parameter und wirkt sich unmittelbar auf die
Reexion der hochfrequenten elektromagnetischen Impulse
aus. Flüssigkeiten mit hohen εr-Werten (z.B. Ammoniak)
erzeugen eine starke Reexion, während Flüssigkeiten mit
niedrigen εr-Werten (z.B. CO2) nur schwach reektieren.

Solange der εr-Wert des üssigen Kältemittels größer
als 1,2 ist, kann die AKS4100/4100U den Flüssigkeitsstand
erkennen, ohne dass die Messgenauigkeit
beeinträchtigt wäre.

Wenn der Temperaturwert in der ext.Standleitung/im
Behälter bekannt ist, kann eine Konstante (die
Dielektrizitätskonstante des gasförmigen Kältemittels
als Parameter „2.5.3 GAS EPS.R“) eingegeben werden,
um bessere Werte für die obere und untere Totzone zu
erzielen.

Näheres erfahren Sie auf den Seiten 7 und 8 im
Abschnitt „Messbereich der AKS4100/4100U – KABEL­Ausführung und KOAXIAL-Ausführung“.

Weitere Informationen zu den Gaskonstanten der
diversen Kältemittel bei unterschiedlichen
Temperaturen sowie zur Eingabe dieser Werte am
Bediendisplay nden Sie auf den Seiten 16 bis 17.

Wesentliche technische Daten

(eine vollständige Liste mit
sämtlichen technischen Daten
nden Sie auf Seite 11)

1

) Die Koaxialausführung der AKS4100
280mm und die Koaxialausführung der
AKS4100U 11Zoll sind nur für die
Verwendung mit R717 (NH3) freigegeben

Versorgungsspannung

14 – 30 V DC; Minimaler/maximaler Wert für das
Ausgangssignal von 22mA an der Klemme

Grenzwerte der Versorgungsspannung nach
Umgebungstemperatur:

-40 – 80 °C / -40 – 176 °F : 16 – 30 V DC

-20 – 80 °C / -4 – 176 °F : 14 – 30 V DC;

Last

RL [Ω] ≤ ((Uext - 14 V) / 20 mA)
– Standardwert (Fehlerausgangssignal: 3,6mA)
RL [Ω] ≤ ((Uext - 14 V) / 22 mA)
– (Fehlerausgangssignal: 22mA)

Kabelverschraubung

AKS 4100: PG 13, M20 × 1,5;
(Kabeldurchmesser: 6 – 8 mm / 0.24 – 0.31 Zoll.)
AKS 4100U: ½ Zoll NPT

Kältemitteltemperatur

-60 – 100 °C / -76 – 212 °F

Umgebungstemperatur

-40 – 80 °C / -40 – 176 °F
Für Bediendisplay: -20 – 60 °C / -4 – 140 °F

Prozessdruck

-1 – 100 barg / -14.5 – 1450 psig

Klemmen (federbelastet)

0,5 – 1,5mm2 (~20–15AWG)

Schutzart:

IP 66/67 (~NEMA 4X)

.

Mechanischer Anschluss
Kabelausführung / Koaxialausführung:

AKS 4100: Rohrgewinde G1 Zoll
Einschl. Aluminiumdichtung
AKS 4100U: Rohrgewinde ¾ Zoll NPT

Kältemittel 1)

Die aufgelisteten Kältemittel wurden von Danfoss
geprüft und zugelassen.
R717 / NH3 -40 – 50 °C / -40 – 122 °F
R744 / CO2 -50 – 15 °C / -58 – 59 °F

HFCKW:R22 -50 – 48 °C / -58 – 118 °F
FKW: R404A -50 – 15 °C / -58 – 59 °F
R410A -50 – 15 °C / -58 – 59 °F
R134A -40 – 50 °C / -40 – 122 °F

Die aufgelisteten Kältemittel können im gesamten
Temperaturbereich der AKS4100/4100U verwendet
werden. Bei einer Überschreitung der oben genannten
Temperaturbereiche könnte die Genauigkeit jedoch
beeinträchtigt werden.

Der Flüssigkeitsstand anderer HFCKW- und FKW­Kältemittel kann erkannt und gemessen werden, sofern
folgende Bedingungen erfüllt sind:

Referenzbedingungen

Dielektrizitätskonstante
Die Kabelausführung kann mit R717 (NH3), HFCKW und
FKW (εr, Flüssigkeit > 5,6) verwendet werden.

Die Koaxialausführung ist zwingend einzusetzen mit/in:

- R744 (CO2) (εr, Flüssigkeit > 1,3)

- Schisanwendungen

Die Koaxialausführung kann auch für folgende
Kältemittel verwendet werden:
R717 (NH3), HFCKW und FKW

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