Hersteller:
Thyracont Vacuum Instruments GmbH
Max Emanuel Straße 10
D 94036 Passau
Tel.: ++49/851/95986-0
email: info@thyracont-vacuum.com
Internet: http://www.thyracont-vacuum.com
3
vsh-de-171005
4
1 Hinweise für Ihre Sicherheit
Lesen und befolgen Sie alle Punkte dieser Anleitung
Informieren Sie sich über Gefahren, die vom Gerät ausgehen und Gefahren, die von
Ihrer Anlage ausgehen
Beachten Sie die Sicherheits- und Unfall-Verhütungsvorschriften
Prüfen Sie regelmäßig die Einhaltung aller Schutzmaßnahmen
Installieren Sie das VSH unter Einhaltung der entsprechenden Umgebungsbedin-
gungen; die Schutzart ist IP40 (die Geräte sind geschützt gegen Eindringen von
Fremdkörpern) bzw. IP54 bei Verwendung geeigneter Steckverbinder
Beachten Sie beim Umgang mit den verwendeten Prozessmedien die einschlägigen
Vorschriften und Schutzmaßnahmen
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen zwischen Werkstoffen und Prozessme-
dien
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen der Prozessmedien infolge der Eigener-
wärmung des Produkts
Gerät nicht eigenmächtig umbauen oder verändern
Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle Kontamination
Beachten Sie im Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen Vorschriften
und Schutzmaßnahmen
Legen Sie beim Einsenden des Gerätes eine Kontaminationsbescheinigung bei
Geben Sie die Sicherheitsvermerke an andere Benutzer weiter
Piktogramm-Definitionen
Gefahr eines elektrischen Schlages beim Berühren der
Kontakte
Gefahr von Personenschäden
Gefahr von Schäden an Gerät oder Anlage
Wichtige Information über das Produkt, dessen Handhabung
oder den jeweiligen Teil der Betriebsanleitung, auf den besonders aufmerksam gemacht werden soll
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2 Vakuum Transmitter VSH
2.1 Zur Orientierung
Diese Betriebsanleitung ist gültig für Produkte mit den Artikelnummern
VSH87D, VSH87DL,
VSH88D, VSH88DL,
VSH89D und VSH89DL.
Sie finden die Artikelnummern auf dem Typenschild. Technische Änderungen
ohne vorherige Anzeige sind vorbehalten.
2.2 Lieferumfang
Zum Lieferumfang gehören:
- Transmitter VSH
- Staubschutzkappe
- Betriebsanleitung
Lieferbares Zubehör:
- Zubehörset Smartline, SLZUB:
Schutzkoffer,
Schnittstellenkonverter RS485-USB,
Steckernetzteil 24 V
- Zentrierdichtring DN25KF mit Metall-Schutzblende, ZZCH025
- Zentrierdichtring DN40KF mit Metall-Schutzblende, ZZCH040
- Metall-Schutzblende für DN40CF, ZZCH040CF
Stecker und Messkabel:
- Messkabel 2m für Anzeigegerät VD10/VD12, W1515002
- Messkabel 6m für Anzeigegerät VD10/VD12, W1515006
- Messkabel, 2m mit offenen Enden, W1500002
- Messkabel, 6m mit offenen Enden, W1500006
- Gegenstecker Smartline IP54, XB15SL05 *
- Messkabel IP54, 2m mit offenen Enden, W1500502 *
- Messkabel IP54, 6m mit offenen Enden, W1500506 *
* IP54 Einzelstecker, Transmitter können damit nicht als RS485-Kette verbunden
werden
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2.3 Produktbeschreibung
Der Vakuum Transmitter VSH dient zur Absolutdruck-Messung in gasförmigen
Medien im Bereich 1000 - 5,0x10
-10
mbar. Das Gerät kann an ein Thyracont
Anzeigegerät angeschlossen oder gemäß Anschlussbelegung mit einer kundeneigenen Spannungsversorgung betrieben werden.
Das analoge Mess-Signal 1,21 9V - 8,6V ist dabei über den g esa mten M essbereich logarithmisch vom Druck abhängig.
Zusätzlich besitzt das Gerät eine RS485 Schnittstelle zur digitalen Datenübertragung (siehe Kapitel 5.1).
Das VSH ist mit einem metallgedichteten Kombinationssensor des Typs Pirani /
Heißkathode (Bayard Alpert) ausgerüstet und temperaturkompensiert. Es kann
an geeignete Flanschverbindu ngen ange sc hlo ss en wer den.
Bestimmungsgemäße Verwendung
Das VSH dient ausschließlich der Absolutdruckmessung in gasförmigen Medien
im Bereich 1000 - 5,0x10
hene Komponenten angeschlossen werden.
-10
mbar. Es darf nur an geeignete und hierfür vorgese-
Nicht bestimmungsgemäße Verwendung
Als nicht bestimmungsgemäß gilt der Einsatz zu Zwecken, die von oben genannten abweichen, insbesondere:
- der Anschluss an Geräte oder Komponenten, die laut ihrer Betriebsanleitung
hierfür nicht vorgesehen sind
- der Anschluss an Geräte, die berührbare, Spannung führende Teile aufwei-
sen.
Bei nicht bestimmungsgemäßem Einsatz erlischt jeglicher Haftungs- und Gewährleistungsanspruch
Die Verantwortung im Zusammenhang mit den verwendeten Prozessmedien
liegt beim Betreiber.
Das Gerät ist nicht zum Einsatz in Verbindung mit Korrosivgas
vorgesehen. Aggressive Medien wie Halogenide, Kohlenstoffoder Sauerstoff-Plasmen können die Lebensdauer des Sensors reduzieren!
Ölnebel, Staub und Kondensat beeinträchtigen die Funktion
des Sensors und können zum Ausfall führen !
Kohlenwasserstoffe, die z.B. beim Einsatz von ölgedichteten
Pumpen im Prozessgas auftreten können, beschleunigen den
Verschleiß der Heißkathoden-Filamente!
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3 Installation
3.1 Hinweise zur Installation
Keine eigenmächtigen Umbauten oder Veränderungen am Gerät
vornehmen!
Aufstellungsort: Innenräume
Für nicht vollklimatisierte Betriebsräume gilt:
Temperatur: +5°C ... +60°C
Rel. Luftfeuchte: max. 80% bis 30°C, max. 50% bei 40°C, nicht betauend
Luftdruck: 860 - 1060 hPa (mbar)
3.2 Vakuumanschluss
Schmutz und Beschädigungen, insbesondere am Flansch, beeinträchtigen die Funktion dieses Gerätes.
Beachten Sie bitte die beim Umgang mit Vakuumkomponenten
erforderlichen Regeln in Bezug auf Sauberkeit und Schutz vor
Beschädigung.
- Staubschutzkappe entfernen (wird bei Instandhaltungsarbeiten wieder benötigt!)
- Vakuumanschluss über Kleinflansch DN25 ISO KF (VSH87), DN40 ISO KF
(VSH88) oder DN40CF-Flansch (VSH89) herstellen
- Bei Verbindung über Kleinflansch Metall-Spannelemente verwenden, die sich
nur mit einem Werkzeug öffnen und schließen lassen (z.B. SpannbandSpannring), Dichtringe mit Zentrierring verwenden
- Sicherstellen, dass der Sensorflansch mit dem Schutzleiter verbunden ist,
beispielsweise durch metallischen Kontakt zur geerdeten Vakuumkammer
(metallische Spannelemente)
Die Einbaulage ist frei wählbar, jedoch kann eine Montage von unten, d.h. mit
nach oben gerichtetem Flansch, zu vorzeitiger Verschmutzung und Ausfall des
Geräts führen. Zu bevorzugen ist der Einbau von oben, d.h. mit nach unten
gerichtetem Flansch, damit sich Staub und Kondensat nicht in der Messzelle
ansammeln können. Der Transmitter ist in dieser Lage ab Werk justiert. Bei
anderer Einbaulage ist –ohne Nachjust ierun g- ei ne erhöhte Messwertabweichung im Druckbereich oberhalb 20 mbar zu erwarten.
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8
Das Gerät beim Einbau nicht gewaltsam verdrehen, dies kann
zur mechanischen Beschädigung führen!
Bei Überdruck im Vakuumsystem > 1 bar
Versehentliches Öffnen von Spannelementen kann zu Verletzungen durch herumfliegende Teile führen!
Ungesicherte Schlauchverbin dungen können sich lösen und Gesundheitsschäden durch ausströmende Prozessmedien
herbeiführen!
Bei Überdruck im Vakuumsystem 1,5 bis 4 bar Bei KF-Flanschv erb ind ungen können Elastomer-Dichtrin ge dem
Druck nicht mehr standhalten. Dies kann zu Gesu ndhe its sc h äden durch ausströmende Prozessmedien führen.
3.3 Elektrischer Anschl uss
3.3.1 Anschluss an Thyracont Anzeigegeräte
Wird der Transmitter an einem Thyracont Anzeigegerät betrieben, ist ein geeignetes Messkabel zu verwenden (siehe Zubehör).
Anschluss des Transmitters ni emals mit S pann ung führe ndem
Kabel herstellen!
Stecker am Transmitter einstecken und mit Schrauben sichern. Gegenüberliegenden Stecker am Anzeigegerät anstecken und sichern. Erst danach
Spannungsversorgung am Anzeigegerät herstellen bzw. einschalten.
Der Transmitter kann auch mit anderen Anzeigegeräten oder kundeneigener
Spannungsversorgung betri eb en wer den.
Die elektrische Verbindung ist unter Verwendung geeigneter Kabel EMV-gerecht
gemäß untenstehender Pinbelegung herzustellen:
1:
Identifikation: 39 kΩ
Signal Output 0-10 VDC
AGND
Voltage Supply 24 VDC
Supply GND
Relay 1, N.O.
Relay 1, Common
Relay 1, N.C.
Degas, extern
RS485 +
RS485 Shield
Relay 2, N.O.
Relay 2, Common
Relay 2, N.C.
Wir empfehlen, Abschirmung (Pin 12) und Speisungserde (Pin5)
beim Speisegerät mit Erdung zu verbinden.
Falscher Anschluss oder unzulässige Versorgungsspannung
können zu Schäden am Transmitter führen.
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10
V
/V = 0,6 log (p/mbar) + 6,8
p /mbar = 10
4 Betrieb
4.1 Allgemeines
Messprinzip
Der Vakuum Transmitter VSH besitzt eine interne Kombination aus Piranisensor,
der die Wärmeleitfähigkeit von Gasen zur Vakuummessung nutzt, und einem
Heißkathoden-Ionisationssensor nach Bayard Alpert.
Beim Wärmeleitungssensor wird ein Wendel-Filament in einer Wheatstone
Brückenschaltung auf eine konstante Temperatur aufgeheizt. Die notwendige
Brückenspannung ist ein Maß für den Absolutdruck.
Der Bayard-Alpert-Sensor ionisiert Gasmoleküle durch Elektronenbeschuss. Der
gemessene Ionenstrom ist ein Maß für die Anzahl der vorhandenen Gasmoleküle und somit für den Absolutdruck.
Ausgangssignal
Das Mess-Signal 1,219 - 8,6 V des VSH ist über den gesamten Messbereich von
-10
5,0x10
erfolgt gemäß folgendem Zusammenhang:
Serielle Schnittstelle RS485
Der gemessene Druckwert kann über die serielle RS485 Schnittstelle des
Transmitters digital ausgelesen werden. Darüber hinaus können verschiedene
Parameter wie Gasart-Kor re kt ur fakt oren pr ogr am miert werden.
Weitere Informationen hierzu finden sie im Abschnitt 5 Kommunikation.
Stabilisierungszeit
Die Ausgabe des Mess-Signals erfolgt ca. 2 s nach Einschalten des Geräts. Zur
Ausnutzung der vollen Genauigkeit kann es -insbesond ere nach extremen
Drucksprüngen- angebracht s ein, eine Stabilisierungszeit von 5 min zu beachten.
Messgenauigkeit
Das Gerät ist ab Werk in stehender Position bei einer Versorgungsspannung von
24VDC abgeglichen. Verschmutzung, Alterung, extreme klimatische Bedingungen oder andere Einbaulagen können ein Nachjustieren erforderlich machen.
Im Bereich oberhalb 20mbar ist die Messgenauigkeit reduziert.
Gasartabhängigkeit
Das Mess-Signal ist gasartabhängig. Das Gerät ist auf N
abgeglichen. Für andere Gase können via RS485 Korrekturfaktoren für beide
Sensortypen gesetzt werden, so dass unterhalb 0,1 mbar eine korrekte Druckausgabe resultiert (siehe Abschnitt 5.8).
- 1000 mbar logarithmisch vom Druck abhängig. Die Umrechnung
out
( (Vout /V – 6,8) / 0,6 )
Die Ausgangs-Kennlinie kann per
Softwarebefehl skaliert werden,
siehe hierzu Abschnitt 5.8.
bzw. trockene Luft
2
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Normalbetrieb
Initialisiere Eingabe
/ Heißkathode an
Normalbetrieb / Heißkatho de aus
(grün - Dauerleuchten)
(gr ün - langsames Bl ink en)
(grün - schne lle s B link en)
Fehler (
Degas on
rot - Dauerleuchten)
(rot - langsames Blinken)
(rot - sch nelles Blinken)
Initialisiere Degas
Warnung: Heißkathode Filament 1 defekt
Bereit z um Nachju st ieren
(orange - Dauerleuchten)
(orange - langsames Blinken)
(o range - schnelles Blinken)
Initialisiere Nachjust ieren
4.2 Bedienung des VSH
Das VSH besitzt eine Status-LED, welche folgende Betriebszustände signalisiert:
Die Schaltpunkt LEDs leuchten, sobald das zugehörige Relais angezogen ist.
11
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12
Die Modelle VSH87DL, VSH88DL und VSH89DL verfügen zudem über ein gelb
hinterleuchtetes LCD zur Anzeige des gemessen en Drucks.
Liegt eine Betriebsstörung vor, wird dies durch ein rot hinterleuchtetes Display
signalisiert.
Zum Ändern der Anzeigeeinheit (mbar, Torr, hPa)
während die Spannungsversorgung angeschlossen
wird die Adj Taste gedrückt halten bis die Anzeige
"Unit" erscheint. Dann die gewünschte Einheit durch
Drücken der Adj Taste auswählen.
Nach 5 s ohne weiteren Tastendruck wird die Einstellung gespeichert.
Anzeigeeinheit und Display-Orientierung können per Softwarekommando geändert werden, siehe hierzu Kapitel 5.5.
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Über den ADJ-Taster am VSH können die Funktionen "Degas" und "Nachjustie-
Set
Status LED grün
Set
3s
Set
Status LED rot
Initialisiere Degas
Set
Status LED grün
Normalbetrieb
Status LED grün
Normalbetrieb
Status LED
orange
Justieren
Set (Degas aus)
3min rot
Status LED grün
Normalbetrieb
Status LED rot
Degas ei n
Status LED grün
Normalbetrieb
3s
3s
Set
Automatische
Justi erung von
Nulldruck oder
Atmosphärendruck
Pirani
Status LED grün
Normalbetrieb
10s grü n
Status LED grün
Normalbetrieb
1s grün
Status LED rot
Justierfehler
Status LED grün
Normalbetrieb
3s
Status LED
schnell blinkend
langsam blinkend
Dauerleuchten
Status LED grün
Normal betrieb / BA aus
Status LED grün
Normal betrieb / BA ein
Status LED orange
Initialisiere
Nachjustieren
ren" aufgerufen werden (siehe Abschnitt 4.3 und 4.5).
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14
4.3 Degas
Ablagerungen und adsorbierte Gasmoleküle auf den Elektroden des Heißkathodensensors können zu erhöhtem Ausgasen im Ultrahochvakuum führen sowie
andererseits Instabilitäten im Mess-Signal verursachen.
In d iesem Fall ist es a ngebracht, bei ein em Druck unterhalb 2,0x10
Anode des Sensors durch Ausheizen von Ablagerungen und adsorbierten
Gasmolekülen zu reinigen. Die Anode erwärmt sich dabei durch ohmsche
Heizung auf bis zu 800°C.
Degas-Steuerung durch Tastendruck
Die Degas-Funktion kann direkt am Gerät per Tastendruck aktiviert werden,
siehe Bedienschema in Abschnitt 4.2.
Hierzu den Gummistopfen über dem Taster "ADJ" entfernen (1), dann mit einem
dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel mehrmals kurz auf den
Taster drücken (2), bis die Status-LED schnell rot zu blinken beginnt. Nach 3s
ohne weiteren Tastendruck startet automatisch der Degas-Vorgang, signalisiert
durch ein langsames rotes Blinken der Status-LED. Der Degas-Vorgang wird
nach ca. 3 Minuten selbständig abgeschaltet, kann jedoch jederzeit durch
nochmaligen Tastendruck beendet werden. Zum Schluss den Gummistopfen
wieder einsetzen.
-6
mbar die
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15
Degas-Steuerung durch externes Spannungssignal
Degas kann gestartet werden, indem Anschluss-Pin 9 (siehe Abschnitt 3.3.2)
kurzzeitig (min. 20 ms) auf ein definiertes Potential gelegt wird. Je nach Einstellung des Software-Parameters "Degas Logic" (DL) startet das Ausheizen, wenn
Pin 9
a) kurzzeitig auf GND gelegt wird (Parameterwert 0, aktiv low, Stan-
dardeinstellung ab Werk) oder
b) kurzzeitig auf 3 … 24 VDC gelegt wird (Parameterwert 1, aktiv high)
Der Degas-Vorgang endet automatisch nach ca. 3 Minuten, kann jedoch jederzeit abgebrochen werden, indem Pin 9 nochmals kurz wie oben beschrieben
beschaltet wird. W ährend des Degas-Vorgangs blinkt die Status-LED des VSH
rot.
Degas-Steuerung per Softwar e-Kommando
Siehe Abschnitt 5.8
4.4 Ausheizen
Soll die Vakuumkammer mit angeflanschtem VSH ausgeheizt werden, so darf
die Temperatur am Sensorflansch 180 °C keinesfalls über schr eite n.
Die Spannungsversorgung des Transmitters muss während des
Ausheizens der Kammer ausgeschaltet sein. Anderenfalls kann
es zu Schäden an der Elektronik kommen!
4.5 Nachjustieren
Das Gerät ist ab Werk bei Versorgungsspannung 24V stehend, d.h. mit dem
Flansch nach unten, abgeglichen.
Andere Einbaulagen, Einsatz unter anderen klimatischen Bedingungen, extreme
Temperaturschwankungen, Alt er ung oder Ver s chmut z ung kö nnen ein Nach justieren des Pirani-Sensor s erforderlich machen.
Nachjustieren durch Tastendruck am Gerät
Ein Nachjustieren auf Atmosphärendruck oder Nulldruck ist digital über den
Taster "ADJ" möglich, siehe Bedienschema in Abschnitt 4.2.
Der Transmitter erkennt automatisch, um welchen Justierpunkt es sich handelt.
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16
Beim Nullabgleich sollte der Ist-Druck kleiner 5,0x10
sein.
Um optimale Ergebnisse beim Nachjustieren zu erzielen, empfehlen wir vor jedem Abgleich eine Warmlaufphase von
mindestens 10 Minuten beim jeweiligen Kalibrierdruck zu beachten.
Zum Justieren den Gummistopfen über dem Taster "ADJ" entfernen (1), dann
mit einem dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel mehrmals kurz
auf den Taster drücken (2), bis die Status-LED schnell orange zu blinken beginnt. Nach 3s ohne weiteren Tastendruck signalisiert langsames Blinken, dass
der Transmitter nun nachjustiert werden kann. Hierzu nochmals kurz die Taste
drücken. Gummistopfen nun wieder einsetzen.
Nachjustieren per Software-Kommando
Siehe Abschnitt 5.7
-5
mbar
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5 Kommunikation
5.1 Die serielle Schnittstelle des VSH
Der Transmitter VSH verfügt über eine serielle Schnittstelle RS485. Um die
Geräteadresse zur Kommunikation über RS485 einzustellen, ist zunächst der
Gummistopfen über dem Adress-Schalter zu entfernen (1) und anschließend der
Adress-Schalter mit einem dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel
auf einen Wert zwischen 1 und 16 einzustellen (2). Danach den Gummistopfen
wieder einsetzen.
Bei der Kommunikation werden die Telegramme gemäß Thyracont Protokoll
Version V2 als ASCII-Code übertragen. Ausführliche Informationen hierzu finden
Sie in der gesonderten Beschreibung "Thyracont Communication Protocol".
Download unter: www.thyracont-vacuum.com/download-center/
Der analoge Signalausgang 0-10V steht gleichzeitig zur RS485
zur Verfügung!
Nach dem Einschalten startet der Transmitter mit 9,6 kBd.
Empfängt er Anfrage-Telegramme mit einer anderen Baudrate,
so stellt sich der Transmitter automatisch darauf ein. Für diese
automatische Baudraten-Erkennung benötigt er maximal zwei
Telegramme der Sorte "Typanfrage" oder "Messwertanfrage".
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Command
Code
Type of Device
TD
Product Name
PN
Serial Number Device
SD
Serial Number Head (Sensor)
SH
Device Restart
DR
Measurement Range
MR
Measurement Value
MV
Measurement Value 1 (Pirani)
M1
Measurement Value 3 (Hot Cathode)
M3 2
Adjust Low (Zero Pressure)
AL
DeGas
DG
DeGas Logic
DL
Sensor Transition
ST
Cathode Control
CC
5.2 Befehlsübersicht
Version Device VD
Version Firmware VF
Version Bootloader VB
Baud Rate BR
Response Delay RD
Display Unit DU 1
Display Orientation DO 1
Relay 1 R1
Relay 2 R2
Adjust High (Atmosphere Pressure) AH
Filament Control FC
Filament Number FN
Filament Status FS
Gas Correction Factor 1 (Pirani) C1
Gas Correction Factor 3 (Hot Cathode) C3
Analog Output Characteristic OC
1) Nur gültig für Geräte mit LCD Display
2) Nicht verfügbar bei ausgeschaltetem Heißkathodensensor
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Das bisherige Schnittstellen-Protokoll der Version V1 wird auch
weiterhin von allen Smartline Geräten unterstützt!
Telegramme, die gemäß Protokollversion 1 aufgebaut sind,
können somit weiter verwendet werden.
5.3 Geräte-Parameter und Information
Type of Device TD:
Abfragen des Gerätetyps, z.B. VSH208
Product Name PN:
Abfragen des Produktnamens, z.B. VSH88D
Serial Number Device SD:
Abfragen der Geräte-Seriennummer
Serial Number Head SH:
Abfragen der Seriennummer des Sensorkopfes
Version Device VD:
Abfragen der Hardware-Versionsnummer des Geräts
Version Firmware VF:
Abfragen der Firmware-Versionsnummer des Geräts
Version Bootloader VB:
Abfragen der Bootloader-Version des Geräts
Baud Rate BR:
Einstellen der Baudrate zur Datenübertragung
Wertebereich: 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, 115200 Bd
Response Delay RD:
Abfragen und Einstellen der Wartezeit zwischen dem Empfang eines Telegramms und dem Senden der Antwort.
Wertebereich: 1 … 99999 µs (Default 5500 µs)
Device Restart DR:
Geräte-Reset durchführen
19
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20
5.4 Messwertabfrage
Measurement Range MR:
Abfragen des Messbereichs, z.B. beim VSH 1000 … 5x10
Measurement Value MV:
Abfragen des aktuell gemessenen Druckwertes.
Measurement Value M1:
Abfragen des aktuell vom Pirani-Sensor gemessenen Druckwertes.
Measurement Value M3:
Abfragen des aktuell vom Heißkathodensensor gemessenen Druckwertes. Nicht
verfügbar bei ausgeschalteter Heißk atho de.
-10
mbar
5.5 Displayfunktionen
Display Unit DU:
Abfragen und Einstellen der für das LCD Display des Transmitters verwendeten
Druckeinheit.
Wertebereich: mbar (Default), Torr, hPa
Display Orientation DO:
Abfragen und Einstellen der Display-Orientierung, die Anzeige kann dadurch um
180° gedreht werden.
Wertebereich: 0 (Default), 1 (180° gedreht)
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5.6 Schaltpunkte
Der VSH besitzt 2 unabhängige, potentialfreie Relais-Schalter. Diese sind als
Umschalter gemäß der in Abschnitt 3.3.2 beschriebenen Pinbelegung am Anschluss-Stecker nach außen geführt.
Relay R1, R2:
Die Relais können unabhängig voneinander für vers ch iede ne Schalt m odi konf iguriert werden, der Parameter dient zum Abfragen und Einstellen dieser
Schaltmodi.
Einstellung T[p1] F[p2]:
Hier werden zwei Druckwerte T[p1] (true) und F[p2] (false) übertragen.
Fall T[p1] < F[p2]: Das Relais zieht bei Unterschreiten des Druckwerts T[p1] an
und fällt bei Überschreiten des Druckwerts F[p2] ab.
Fall T[p1] > F[p2]: Das Relais fällt bei Unterschreiten des Druckwerts F[p2] ab
und zieht bei Überschreiten des Druckwerts T[p1] an.
21
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22
Die Einstellung T[p1] = F[p2] ist nicht erlaubt!
Ein zu kleiner Abstand der beiden Schaltdrücke kann zum Flackern und zur Beschädigung des Relais führen!
Einstellung E: Relais zieht an bei Gerätefehler.
Einstellung !E: Relais fällt ab bei Gerätefehler.
Einstellung U: Relais zieht an bei Messbereichsunterschreitung.
Einstellung !U: Relais zieht fällt ab Messbereichsunterschreitung.
Einstellung O: Relais zieht an bei Messbereichsüberschreitung.
Einstellung !O: Relais zieht fällt ab Messbereichsüberschreitung.
Einstellung C: Relais zieht an bei eingeschalteter Kathode.
Einstellung !C: Relais fällt ab bei eingeschalteter Kathode.
Einstellung T0: Relais per Software-Kommando ausschalten (off).
Einstellung T1: Relais per Software-Kommando einschalten (on).
Die Kontroll-LEDs auf der Steckerseite des Transmitters leuchten, sobald das zugehörige Relais angezogen ist.
5.7 Nachjustieren
Das Gerät ist ab Werk bei Versorgungsspannung 24V stehend, d.h. mit dem
Flansch nach unten, abgeglichen.
Andere Einbaulagen, Einsatz unter anderen klimatischen Bedingungen, extreme
Temperaturschwankungen, Alt er ung oder Ver s chmut z ung kö nnen ein Nach justieren des Piranisensors erforderlich machen.
Adjust High AH
Nachjustieren des Pirani-Sensors bei Atmosphärendruck
Adjust Low AL
Nachjustieren des Pirani-Sensors bei Nulldruck. Hierzu sollte der Ist-Druck
kleiner 5,0x10
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-5
mbar sein.
23
Um optimale Ergebnisse beim Nachjustieren zu erzielen, empfehlen wir vor jedem Abgleich eine Warmlaufphase von
mindestens 10 Minuten beim jeweiligen Kalibrierdruck zu beachten.
5.8 Sensor Parameter
DeGas (DG)
Ablagerungen und adsorbierte Gasmoleküle auf den Elektroden des Heißkathodensensors können zu erhöhtem Ausgasen im Ultrahochvakuum führen sowie
andererseits Instabilitäten im Mess-Signal verursachen.
In diesem Fall ist es angebracht, bei einem Druck unterhalb 2,0x10
Anode des Sensors durch Ausheizen von Ablagerungen und adsorbierten
Gasmolekülen zu reinigen. Die Anode erwärmt sich dabei durch ohmsche
Heizung auf bis zu 800°C.
Der Parameter dient zum Abfragen und Steuern des Ausheizvorganges.
"0": DeGas aus
"1": DeGas ein
Der Degas-Vorgang endet automatisch nach ca. 3 Minuten,
kann jedoch jederzeit abgebrochen werden. Während des Degas-Vorgangs blinkt die Status-LED des VSH rot.
Schaltsignal für Degas-Funktion - DeGas Logic (DL)
Degas kann gestartet werden, indem Anschlusspin 9 (siehe Abschnitt 3.3.2)
kurzzeitig (min. 20 ms) auf ein definiertes Potential gelegt wird. Über den GeräteParameter DeGas Logic (DL) kann per Softwarebefehl festgelegt werden, ob
hierzu ein 3…24 VDC oder GND Signalpegel verwendet werden soll:
"0": (Default) GND, active low
"1": 3…24 VDC, active high
-6
mbar die
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24
Modus Wertangleichung - Sensor Transition (ST)
Im VSH erfolgt standardmäßig ein kontinuierlicher Übergang zwischen Piraniund Heißkathodenbereich. Dabei findet eine Wertangleichung statt.
Um das Verhalten des Transmitters den Prozessanforderungen optimal anzupassen, können mit dem Parameter "Sensor Transition" (ST) per RS485
folgende Optionen konfiguriert werden:
"0": keine Wertangleichung, d.h. direktes Umschalten zwischen Pirani
und Heißkathode bei 4 x10
-4
mbar
(Heißkathode ein bei 4 x10-4 mbar / aus bei 6 x10-4 mbar)
"1": (Default) Kontinuierliche Wertangleichung im Bereich 1,0 …
"2": Kontinuierliche Wertangleichung im Bereich 2,0 … 5,0x10
-3
2,0x10
mbar
(Heißkathode ein bei 3 x10
-3
mbar / aus bei 4 x10-3 mbar)
-3
mbar
(Heißkathode ein bei 8 x10-3 mbar / aus bei 9 x10-3 mbar)
D[p]: keine Wertangleichung, direktes Umschalten zwischen Pirani und
Heißkathode beim Druck p
F[p1] T[p2]: Kontinuierliche Wertangleichung im Druckbereich p1 … p2
Wertebereich p, p1, p2: 4 x 10
-4
… 1 x 10-2 mbar
Heißkathode aktivieren und deaktiv ieren - Cathode Control (CC)
Bei bestimmten Prozess-S chritten kann es gewünscht sein, das von der Geräteelektronik automatisch gesteuerte Ein- und Ausschalten d es
Heißkathodensensors zu unterdrücken.
Hierzu ist es möglich, den Sensor mithilfe des Geräte-Parameters "Cath ode
Control" (CC) per Softwarebefehl über die RS485-Schnittstelle:zu deaktivieren:
"0": "deaktiviert" kein Einschalten der Heißkathode
"1": "aktiv" (Default) automatisches Ein- / Ausschalten der Heißkathode
Bei deaktivierter Heißkathode verhält sich der VSH wie ein reiner PiraniTransmitter mit Messbereich 1000 - 1x10
Unterhalb 1x10
Messbereichsunterschreitung ausgegeben, das analoge Ausgangssignal bleibt
auf dem 1x10
-4
mbar wird über die serielle Schnittstelle ein "UR" Signal für
-4
mbar entsprechenden Spannungswert.
-4
mbar.
Das Einschalten der Degas-Funktion ist bei deaktivierter Heißkathode nicht möglich
Der Parameter "Cathode Control" wird nur temporär im Gerät
gespeichert. Nach Ausfall oder Ausschalten der Spannungsversorgung befindet sich der VSH immer im Modus
"Heißkathode aktiv" !
vsh-de-171005
25
Filament Control (FC)
Der Bayard Alpert Heißkathodensensor des VSH ist mit zwei Filamenten ausgestattet. Dieser Parameter steuert, in welcher Weise die beiden Filamente benutzt
werden:
"0": (Default) Filament 1 aktiv, bei Defekt wird auf Filament 2 umgeschaltet
"1": nur Filament 1 wird benutzt
"2": nur Filament 2 wird benutzt
"3": Filament 1 und 2 werden abwechselnd benutzt, d.h. wenn der Heißka-
thodensensor ausschaltet wird beim nächsten Einschalten das jeweils
andere Filament aktiviert.
Filament Number (FN)
Mithilfe dieses Parameters kann abgefragt werden, ob aktuell Filament 1 oder 2
des Heißkathodensensor eingeschaltet ist.
Filament Status (FS)
Mithilfe dieses Parameters wird der Fehlerstatus des Bayard Alpert Heißkathodensensors abgefragt:
"0": kein Fehler, Filament 1 und 2 ok
"1": Filament 1 defekt
"2": Filament 2 defekt
"3": Filament 1 und 2 defekt
Sobald ein Filament als defekt gemeldet wurde, empfiehlt es
sich, den Sensorkopf zum frühestmöglichen Zeitpunkt gegen
einen als Zubehör erhältlichen Ersatzsensor auszutauschen!
vsh-de-171005
26
Gasart-Korrekturfaktoren - Gas Correction Factor C1 / C3
Das Mess-Signal des VSH ist gasartabhängig. Das Gerät ist auf N
bzw. trocke-
2
ne Luft abgeglichen. Für andere Gase kann die Druckausgabe unterhalb 0,1
mbar korrigiert werden, indem Korrekturfaktoren für beide Sensortypen via
RS485 gesetzt werden.
Die Messwerte der Sensoren werden dann bereits im Gerät jeweils mit den
entsprechenden Korrekturfa ktoren multipliziert, so dass am analogen und digitalen Ausgang des Transmitters ein korrigiertes Mess-Signal zur Verfügung steht.
Wertebereich: 0,20 … 8,0
Korrekturfaktor C1 Pirani:
Ar 1,6 CO
CO 1,0 H
0,89 He 1,0 Ne 1,4
2
0,57 N2 1,0 Kr 2,4
2
Korrekturfaktor C3 Heißkathode:
Ar 0,80 H
0,74 He 5,9 Ne 3,5 Xe 0,41
CO
2
2,4 N2 1,0 Kr 0,6
2
Skalierung Analogausgang - Analog Output Characteristic (OC)
Die Skalierung des analogen Signalau sgan gs lässt si ch mit hilfe diese s Parameters per Softwarebefehl den Erfordernissen der Anwendung anpassen.
Beispielsweise kann die Ausgangscharakteristik so eingestellt werden, dass das
Signal zu Geräten anderer Hersteller kompatibel ist.
Eine denkbar einfache Anpassung der Kennlinie mit graphischer Unterstützung
ist z.B. mithilfe der Software VacuGraph
TM
möglich
Im Datenteil des Software-Telegramms werden folgende Parameterwerte übertragen:
CHAR: "Log": Spannung hängt logarithmisch vom Druck ab
V
[V] = GAIN[V] x log (p[mbar]) + OFFSET[V]
out
"Lin": Spannung hängt linear vom Druck ab
V
GAIN: G[float] Verstärkung in V pro Druckdekade bzw. V pro mbar
OFFSET: O[float] Spannungsoffset in V
LOW.L: L[float] kleinste zulässige Ausgabespannung in V
UPP.L: L[float] höchste zulässige Ausgabespannung in V
UNDER.: U[float] Ausgabespannung in V bei Messbereichsunterschreitung
OVER.: O[float] Ausgabespannung in V bei Messbereichsüberschreitung
FAULT: F[float] Fehlersignal in V
[V] = GAIN[V/mbar] x p[mbar] + OFFSET[V]
out
vsh-de-171005
5.9 VacuGraphTM Software
Die Software VacuGraph wurde speziell für den Einsatz mit Thyracont Messgeräten entwickelt und ist für die Betriebssysteme Windows und Android erhältlich.
Sie ermöglicht neben dem Plotten und Speichern von Messdaten auch das
bequeme Konfigurieren aller Geräteparameter.
Auch als Set SLZUB mit
Schutzkoffer, Schnittstellenadapter RS485-USB und
24V Steckernetzteil für den
Transmitter erhältlich!
Download VacuGraph:
www.vacugraph.com
Funktionsbeispiele:
- Plotten, Analysieren und Speichern von Messkurven
- Vergleichen mehrer er M esskurven
- Export von Messdaten für MS Excel
- Automatische Berechnung von Leckraten per Druckanstiegsmessung
- Konfigurieren aller Geräte-Parameter
- Skalierungs-Wizard zum Anpassen der Kennlinie des analogen Signal-
ausgangs mit graphischer Unterstützung
27
vsh-de-171005
28
Problem
Mögliche Ursache
Behebung
Messwertabweichung zu
Alterung, Verschmutzung,
Nachjustieren,
Nachjustieren des Pirani-
Messwertabweichung über-
Sensor ersetzen oder
0,5V < Mess-Signal < 1,0V/
Messbereich unterschritten
Mess-Signal <0,5V /
Elektronik oder Sensor
Gerät einschicken oder
Status LED dauer-orange
Heißkathode Filament 1
ggfs. Sensor ersetzen
Access code "7" via RS485
Fehlermeldung / Warnung
siehe gesonderte BeschreiCommunication Protocol
6 Wartung und Service
Vorsicht bei kontaminierten Teilen !
Es kann zu Gesundheitsschäden kommen. Informi eren Sie
sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle Kontamination. Beachten Sie beim Umgang mit kontaminierten Teilen
die einschlägigen Vorschriften und Schutzmaßnahmen.
Das Gerät ist wartungsfrei. Äußerliche Verschmutzungen können mit einem
feuchten Tuch beseitigt werden.
Sollte wider Erwarten ein Schaden an Ihrem VSH a uftr et en, s enden Sie das
Gerät bitte mit einer ausgefüllten Kontaminationserklärung (siehe nächste Seite)
zur Reparatur an uns.
Das Gerät ist nicht zur kundenseitigen Reparatur vorgesehen!
Defekte Sensorköpfe können vor Ort gegen kalibrierte Ersatzsensoren ausgetauscht werden (Ersatzteile B_VSH87,
B_VSH88 bzw. B_VSH89).
Fehlfunktionen des Gerätes, die auf Verschmutzung oder Verschleiß zurückzuführen sind, fallen nicht unter die
Gewährleistung.
6 Maintenance and Service ............................................................ 58
7 Technical Data .............................................................................. 60
Declaration of Conformity .................................................................... 62
Manufacturer:
Thyracont Vacuum Instruments GmbH
Max Emanuel Straße 10
D 94036 Passau
Tel.: ++49/851/95986-0
email: info@thyracont-vacuum.com
Internet: http://www.thyracont-vacuum.com
vsh-de-171005
34
1 Safety Instructions
Read and follow the instructions of this manual
Inform yourself regarding hazards, which can be caused by the product or arise in
your system
Comply with all safety instructions and regulations for accident prevention
Check regularly that all safety requirements are being complied with
Take account of the ambient conditions when installing your VSH. The protection
class is IP 40 (the unit is protected against penetration of foreign bodies) or IP54
when using suitable electrical connectors.
Adhere to the applicabl e regul ations and tak e the necessary prec autions for the
process media used
Consider possible reactions between materials and process media
Consider possible reactions of the process media due to the heat generated by the
product
Do not carry out any unauthori zed conversi ons or modific at i ons on the unit
Before you start working, find out whether any of the vacuum components are
contaminated
Adhere to the relevant regulations and take the necessary precautions when han-
dling contaminated parts
When returning the unit to us, please enclose a declaration of contamination
Communicate the safety instructions to other users
Pictogram-Definition
Danger of an electric shock when touching
Danger of personal injury
Danger of damage to the unit or syste m
Important information about the product, it's handling or about
a particular part of the documentation, which requires special
attention
vsh-de-171005
35
2 Vacuum Transducer VSH
2.1 For Orientation
This operating instructions describe installation and operation of products with
article numbers
VSH87D, VSH87DL,
VSH88D, VSH88DL,
VSH89D and VSH89DL.
The article number can be found on the product's type label. Technical modifications are reserved without prior notification.
2.2 Delivery Content
Included in the delivery consignment are:
- Transducer VSH
- Protective flange cover
- Operating instructions
Available Accessories:
- Accessory Set Smartline, SLZUB:
Protective case,
Interface converter RS485-USB,
Plug-in power supply 24 V
- Centering ring DN25KF with metal baffle, ZZCH025
- Centering ring DN40KF with metal baffle, ZZCH040
- Metal baffle for DN40CF, ZZCH040CF
Connectors and Cables:
- Measurement cable 2m for VD10/VD12, W1515002
- Measurement cable 6m for VD10/VD12, W1515006
- Measurement cable 2m with open ends, W1500002
- Measurement cable 6m with open ends, W1500006
- Counterplug Smartline IP54, XB15SL05 *
- Measurement cable IP54, 2m with open ends, W1500502 *
- Measurement cable IP54, 6m with open ends, W1500506 *
* IP54 single connector, so transducers cannot be daisy-chained by RS485
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36
2.3 Product Description
The VSH vacuum transducer measures absolute pressure in gaseous media in
the range of 1000 - 5.0x10
-10
mbar. The transducer can be connected to Thyracont display and control units or to customer related power supply and
evaluation units in compliance with pin assignment. The analog output sig nal
1.219V - 8.6V has a logarithmic dependence on pressure over the whole range.
In addition the device has a serial RS485 interface for digital data transfer (see
chapter 5.1).
The transducer is equipped with a metal-sealed combination sensor type Pirani /
Hot Cathode (Bayard Alpert) and temperature compensated. It can be mounted
to suitable flange connectors.
Proper Use
The VSH serves exclusively to provide total pressure measurements in gaseous
media in the range 1000 - 5.0x10
nents specifically provided for such purpose.
-10
mbar. It may only be connected to compo-
Improper Use
The use for purposes not covered above is regarded as improper, in particular:
- the connection to components not allowed for in their operating instructions
- the connection to components containing touchable, voltage carrying parts.
No liability or warranty will be accepted for claims arising from improper use.
The user bears the responsibility with respect to the used process media.
The device is not designed for use in corrosive gas atmosphere. Aggressive media such as halogenides, carbon or
oxygen plasma can reduce sensor life-time!
Dust, oil or condensing vapours will affect sensor performance
and may cause malfunction!
Hydrocarbons, which can emerge in the process gas due to the
use of oil-sealed vacuum pumps, will increase wear and tear of
the hot cathode filaments!
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37
3 Installation
3.1 Notes for Installation
Unauthorized modifications or conv ers ions of the instrument are
not allowed!
Installation location: Indoor
For not fully air conditioned open buildings and operation rooms:
Temperature: +5°C ... +60°C
Rel. Humidity: max. 80% up to 30°C, max. 50% at 40°C, not condensing
Air pressure: 860 - 1060 hPa (mbar)
3.2 Vacuum Connection
Dirt and damage, especially at the vacuum flange, have an adverse effect on the function of this vacuum component.
Please take account of the necessary instructions with regard to
cleanliness and damage prevention when using vacuum components.
- Remove the protective cover (is required again during maintenance work!)
- Make vacuum connection via small flange DN25 ISO KF (VSH87),
DN40 ISO KF (VSH88) or conflat flange DN40CF (VSH89)
- Use clamps, that can be opened and closed with appropriate tools only (e.g.
strap retainer-tension-ring), use sealing rings with a centering ring
- Make sure that the sensor flange is connected to ground, e.g. by having
electrical contact to the grounded vacuum chamber (use metallic clamps)
The transducer may be mounted in any orientation. Mounting with the flange to
the top, however, can lead to early contamination and malfunction.
An upright orientation with flange to the bottom is to be preferred in order to keep
particles and condensates out of the sensor cell. Further the transducer is
adjusted in the upright position ex works. Different orientation –without readjustment- will lead to reduced accuracy at pressures above 20 mbar.
vsh-de-171005
38
When mounting the transducer avoid forced twisting or violent
opening. This can damage the VSH!
Overpressure in the vacuum system > 1 bar
Accidental or unintended opening of clamp elements under
stress can lead to injuries due to parts flying around!
Unsecured hose connections can release, process media thus
can leak and possibly damage your health.
Overpressure in the vacuum system 1.5 to 4 bar
KF flange connections with elastomer sealings cannot withstand
such pressures. Process media thus can leak and possibly
damage your health.
3.3 Electrical Connection
3.3.1 Operation With Thyracont Display Unit
For operation of the transducer with a Thyracont display and control unit a
suitable measurement cable must be used (see accessories).
Do not connect or disconnect the transducer when the cable is
on circuit!
Connect the cables plug to the transducer and secure it with the screw. Connect
the other end of the cable to the display unit and secure the plug. Only now
connect your display unit to mains power or switch it on respectively.
vsh-de-171005
3.3.2 Operation With Other Supply And Evaluation Units
The transducer can be operated with other customer related display units or
voltage supplies.
The electrical connection is to be made by means of suitable cabl es consi der in g
EMI demands and according to the pin descriptio n show n below:
39
: 39 kΩ
-10VDC
1, N.O.
1, Common
1, N.C.
-
2, N.O.
2, Common
2, N.C.
We recommend to have Shield (Pin 12) and supply common
(Pin5) grounded in the supply unit.
Incorrect connection or inadmissi ble sup ply voltage can damage
the transducer.
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40
V
/V = 0.6 log (p/mbar) + 6.8
p /mbar = 10
4 Operation
4.1 General
Measurement Principle
The VSH vacuum transducer is equipped with an internal combination sensor of
type Pirani / Hot Cathode.
The Pirani principle uses the heat conduction of gases for measuring vacuum. A
sensor filament in a Wheatstone circuit is heated to a constant temperature, so
the bridge voltage is a measure for total gas pressure.
The hot cathode sensor of Bayard Alpert type ionizes gas molecules by electron
bombardment. The resulting ion current is a measure for the number of gas
molecules present in the sensor and proportional to the absolute pressure.
Output Signal
The output signal 1.219 - 8.6 V of your VSH has a logarithmic dependence on
pressure over the whole measurement range 5.0x10
Conversion of voltage signal and pressure is done according to the following
formula:
out
Serial Interface RS485
The measured absolute pressure can be read out digitally via the transducers
serial RS485 interface. Additionally you can set various parameters like gas
correction factors or setpoints. For further information see chapter 5 communication.
Warm-Up Time
The signal output of VSH is available approx. 2 s after the unit is switched on. To
take advantage of the maximum accuracy of the unit it is appropriate to allow for
stabilization time of 5 minutes, especially when extreme pressure changes have
occurred.
Accuracy
The unit is adjusted ex works in upright position and at 24V voltage supply.
Through contamination, ageing, extreme climatic conditions or different mounting
orientation the need for readjustment may arise. Accuracy is reduced in the
range above 20mbar.
Dependence On Gas Type
The output signal depends on composition and type of the gas being measured.
The unit is adjusted for N
sensor types can be set via RS485 (see chapter 5.8). This results in a correct
pressure display below 0.1 mbar.
vsh-de-171005
( (Vout /V – 6.8) / 0.6 )
-10
- 1000 mbar.
The output voltage characteristic can
be scaled by software command, see
chapter 5.8.
and dry air. For other gases correction factors for both
2
4.2 Operating The VSH
Normal Operation
Initializing Input
/ Hot Cathode on
Normal Operation / Hot Cathode off
(green LED continuously on)
(green LED flashing slowly)
(green LED fl a shing quickly)
Erro r
Degas on
(red LED continuously on)
(red LE D fla sh ing slow ly )
(red LED flas hing quickly)
Initializing Degas
Warning: Hot Cathode Filament 1 defective
Ready for Adjustment
(or a nge LE D cont in uousl y on)
(orange LED flashing slowly)
(or a nge LE D fla sh ing qui ck ly )
Initializing Adjustment
The VSH is equipped with a status LED which signalizes the following operational states:
41
The switch-point LEDs are on when the related relay is activated.
vsh-de-171005
42
In addition models VSH87DL, VSH88DL and VSH89DL have an LCD with yellow
backlight that displays the measured actual pressure.
In case of an operation error or malfunction the display is illuminated by a red
background color.
In order to change the display unit (mbar, Torr, hPa)
hold the Adj key pressed while connecting power
supply until the display shows "Unit". Then select the
desired unit by pressing the Adj key.
After 5 seconds without further keypress the setting
is saved.
Display unit and orientation can be changed by software command, see chapter 5.5.
vsh-de-171005
By means of the ADJ pushbutton of the VSH "degas" and "adjustment" functions
Set
Status LED g reen
Set
3s
Set
Status LED red
Initializing Degas
Set
Status LED orange
Initializing
Adjustment
Status LED green
Normal Operation
Status LED green
Normal Operation
Status LED
orange
Adjustment
Set (Degas off)
3min red
Status LED green
Normal Operation
Status LED red
Degas o n
Status LED green
Normal Operation
3s
3s
Set
Automatic
Adjustment of
zero or atmosphere
pressure Pirani
Status LED green
Normal Operation
10s oran ge
Status LED green
Normal Operation
1s green
Status LED red
Adjustment
Error
Status LED green
Normal Operation
3s
Status LED
flas hing quickly
flashing slowly
continuously on
Status LED green
Normal Operation / BA off
Status LED
Normal Operation / BA on
green
can be started.
43
vsh-de-171005
44
4.3 Degas
Deposition or adsorbed gas molecules on the electrodes of the hot cathode
sensor may lead to increased degassing in ultrahigh vacuum or even cause
instabilities of the measurement signal.
In such cases it is appropriate to clean the anode of the sensor from such deposited material and adsorbed gas molecules by degassing. This is done at
pressures below 2.0x10
around 800°C.
Degas control by pushbutton
The degas function can be activated directly at the transducer by means of the
pushbutton, (see operating scheme in chapter 4. 2).
To do this first remove the rubber cap above the ADJ pushbutton (1), then press
the button several times by means of a small screwdriver or similar tool (2) until
the status LED starts flashing quickly in red color. After 3s the degas process
starts, signalized by a slowly flashing red status LED. The degas procedure will
end automatically after approx. 3 minutes, but can be stopped anytime by a
further keypress. Finally insert t he rubber cap aga in.
vsh-de-171005
-6
mbar by ohmic heating of the anode to temperatures
45
Degas control by external voltage signal
Degas can be started simply by connecting Pin 9 (see chapter 3.3.2) to a defined
voltage level for a short moment (min. 20 ms). Depending on the setting of software parameter "Degas Logic" the degas procedure starts, as soon as pin 9 is
a) connected to GND for a short moment (parameter set to 0, active low,
default setting) or
b) connected to 3 … 24 VDC for a short moment (parameter set to 1, ac-
tive high).
The degas procedure will stop automatically after approx. 3 minutes, but can be
cancelled any time by again connecting Pin 9 in the above mentioned manner.
While the sensor is degassing the red status LED is flashing slowly in red color.
Degas control via software command
See chapter 5.8
4.4 Bake-Out
When a bake-out of the vacuum chamber is performed with the VSH being
mounted to the chamber, the temperature at the sensor flange must not exc eed
180 °C.
The transducer's voltage sup pl y must be switched-off while the
chamber is heated. Otherwise a damage of the electronics can
be the result!
4.5 Readjustment
The transducer is adjusted ex works with 24V voltage supply in upright position,
flange to the bottom.
Other orientation, operation under different climatic conditions, extreme temperature changes, ageing or contamination can result in the need for readjustment
of the Pirani sensor.
Readjustment by pushbutton
Readjustment on atmosphere or zero pressure can be done by means of the
ADJ pushbutton of the VSH (see operation scheme, chapter 4.2). The transducer
will notice automatically which adjustment point is relevant.
vsh-de-171005
46
For zero adjustment actual pressure should be less than
-5
5,0x10
To achieve optimum results of the adjustment we recommend
to consider a warm-up of at least 10 minutes at the appropriate
calibration pressure before any adjustment.
For adjustment first remove the rubber cap above the ADJ button (1), then press
the pushbutton several times by means of a screwdriver or other suitable tool (2)
until the status LED starts quickly flashing orange. After further 3s a slowly
flashing status LED signalizes that the transducer now can be readjusted by
pushing the button once again. Finally insert the r ubb er cap again .
mbar.
Readjustment via software command
See chapter 5.7
vsh-de-171005
47
5 Communication
5.1 The Serial Interface Of The VSH
The VSH transducer is equipped with a serial RS485 interface. To set the device
address for communication via RS485 please remove the rubber cap over the
address switch (1) and then set the address switch to a value between 1 and 16
using a small screw driver or a similar tool (2). Afterwards insert the rubber cap
again.
Communication telegrams are transmitted as ASCII text according to the Thyracont protocol version V2. Detailed information is provided in the separate
description "Thyracont Communication Protocol".
Download link: www.thyracont-vacuum.com/download-center/
The analog output signal 0-10V is simultaneously availab le with
RS485 !
Interface-Parameter:
9,6 / 14,4 / 19,2 / 38,4 / 57,6 / 115,2 kBd, 8 data bits, 1 Stopbit, no parity
When powered on the transducer starts with 9,6 kBd. If a telegram with different baud rate is received, the transducer will
automatically adapt to it. For this automatic baud rate adaption a
maximum of two telegrams of type "Type Query" or "Measurement Query " is required.
vsh-de-171005
48
Command
Code
Type of Device
TD
Product Name
PN
Serial Number Device
SD
Serial Number Head (Sensor)
SH
Device Restart
DR
Measurement Range
MR
Measurement Value
MV
Measurement Value 1 (Pirani)
M1
Measurement Value 3 (Hot Cathode)
M3 2
Adjust Low (Zero Pressure)
AL
DeGas
DG
DeGas Logic
DL
Sensor Transition
ST
Cathode Control
CC
5.2 Survey of Commands
Version Device VD
Version Firmware VF
Version Bootloader VB
Baud Rate BR
Response Delay RD
Display Unit DU 1
Display Orientation DO 1
Relay 1 R1
Relay 2 R2
Adjust High (Atmosphere Pressure) AH
Filament Control FC
Filament Number FN
Filament Status FS
Gas Correction Factor 1 (Pirani) C1
Gas Correction Factor 3 (Hot Cathode) C3
Analog Output Characteristic OC
1) Valid only for transducers with LCD display
2) Not available when hot cathode is switched off
vsh-de-171005
The previous communication protocol version V1 will furthermore be supported by all Smartline devices! Therefore all
telegrams built according to protocol version 1 can further be
used.
5.3 Device Parameters And Information
Type of Device TD:
Query of device type, e.g. VSH208
Product Name PN:
Query of product name, e.g. VSH88D
Serial Number Device SD:
Query of device serial number
Serial Number Head SH:
Query of sensor head serial number
Version Device VD:
Query of the device's hardware version
Version Firmware VF:
Query of the device's firmware version
Version Bootloader VB:
Query of the device's bootloader version
Baud Rate BR:
Set the baud rate for data transmission
Value range: 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, 115200 Bd
Response Delay RD:
Query and set the time delay between receiving a telegram and sending the
answer.
Value range: 1 … 99999 µs (default 5500 µs)
Device Restart DR:
Make a device reset
49
vsh-de-171005
50
5.4 Measurement Query
Measurement Range MR:
Query measurement range of the gauge, e.g. 1000 … 5x10
Measurement Value MV:
Query current pressure measurement.
Measurement Value M1:
Query current pressure measurement of the Pirani sensor.
Measurement Value M3:
Query current pressure measurement of the hot cath ode sen sor. Not available
when hot cathode is switched off.
-10
mbar for VSH.
5.5 Display Functions
Display Unit DU:
Query and set the pressure unit used for the LCD display of the Transducer.
Value range: mbar (default), Torr, hPa
Display Orientation DO:
Query and set display orientation, i.e. the display can be rotated by 180°.
Value range: 0 (default), 1 (rotated 180°)
vsh-de-171005
51
5.6 Switchpoints
The VSH provides 2 independent, potential-free relay switchpoints. These are
available as change-over switches at the connector according to the pin assignment described in chapter 3.3.2.
Relay R1, R2:
The relays can be independently configured for various switching modes. The
Parameter is used to query and set these switching modes.
Setting T[p1] F[p2]:
In this case 2 pressure thresholds T[p1] (true) und F[p2] (false) are transmitted.
T[p1] < F[p2]: The relay closes when actual pressure falls below threshold T[p1]
and opens again as soon as actual pressure exceeds threshold F[p2].
T[p1] > F[p2]: The relay opens when actual pressure falls below threshold F[p2]
and closes again as soon as actual pressure exceeds threshold T[p1].
vsh-de-171005
52
Setting T[p1] = F[p2] is forbidden!
A gap between the thresholds being too small will result in
flickering of the relay and can even cause damage to the relay!
Setting E: Relay closes in case of a device error.
Setting !E: Relay opens in case of a device error.
Setting U: Relay closes in case of pressure underrange.
Setting !U: Relay opens in case of pressure underrange.
Setting O: Relay closes in case of pressure overrange.
Setting !O: Relay opens in case of pressure overrange.
Setting C: Relay closes when cold cathode is switched on.
Setting !C: Relay opens when cold cathode is switched on.
Setting T0: Open relay by software command (off).
Setting T1: Close relay by software command (on).
The control LEDs on top of the transducer will be on as soon
as the related relay is activated.
5.7 Readjustment
The transducer is adjusted ex works with 24V voltage supply in upright position,
flange to the bottom.
Other orientation, operation under different climatic conditions, extreme temperature changes, ageing or contamination can result in the need for readjustment of
the Pirani sensor.
Adjust High AH
Adjustment of the Pirani sensor at atmosphere pressure
Adjust Low AL
Adjustment of the Pirani sensor at zero pressure. For this purpose actual pressure must be less than 5,0x10
vsh-de-171005
-5
mbar.
53
To achieve optimum results of the adjustment we recommend
to consider a warm-up of at least 10 minutes at the appropriate
calibration pressure before any adjustment.
5.8 Sensor Parameters
DeGas (DG)
Deposition or adsorbed gas molecules on the electrodes of the hot cathode
sensor may lead to increased degassing in ultrahigh vacuum or even cause
instabilities of the measurement signal.
In such cases it is appropriate to clean the anode of the sensor from such deposited material and adsorbed gas molecules by degassing. This is done at
pressures below 2.0x10
around 800°C.
The parameter is used to control the degas procedure and query the status.
"0": DeGas off
"1": DeGas on
DeGas Logic (DL)
Degas can be started simply by connecting Pin 9 (see chapter 3.3.2) to a defined
voltage level for a short moment (min. 20 ms). With parameter DeGas Logic (DL)
you can configure, whether a 3…24 VDC signal or GND shall be used:
"0": (Default) GND, active low
"1": 3…24 VDC, active high
-6
mbar by ohmic heating of the anode to temperatures
The degas procedure will stop automatically after approx. 3
minutes, but can be cancelled any time.
While the sensor is degassing the red status LED is flashing
slowly in red color.
vsh-de-171005
54
Sensor Transition (ST)
By default the VSH performs a continuous transition between Pirani and hot
cathode range whereupon an assimilation of the sensor signals is carried out.
In order to adapt the performance of the transducer to the requirements of the
vacuum process the following options can be configured via RS485 by means of
parameter "Sensor Transition" (ST):
"0": no transition, but direct switch-over between Pirani and
hot cathode sensor at 4 x10-4 mbar
(hot cathode on at 4 x10-4 mbar / off at 6 x10-4 mbar)
"1": (Default) continuous transition in the range 1.0 ... 2.0x10-3 mbar
(hot cathode on at 3 x10-3 mbar / off at 4 x10-3 mbar)
"2": continuous transition in the range 2.0 ... 5.0x10-3 mbar
(hot cathode on at 8 x10-3 mbar / off at 9 x10-3 mbar)
D[p]: no transition, but direct switch-over between Pirani and
hot cathode sensor at pressure p
F[p1] T[p2]: continuous transition in the range p1 … p2
Value range: p, p1, p2: 4 x 10
-4
… 1 x 10-2 mbar
Cathode Control (CC)
For certain vacuum processes it may be favoured to suppress the automatic start
of the hot cathode sensor, which is usually controlled by the transducer electronics. Therefore it is possible to disable the hot cathode by software command
"Cathode Control" (CC) via RS485 interface:
"0": disabled hot cathode sensor remains switched-off
"1": enabled (Default) start of hot cathode is automatically controlled
When the hot cathode is disabled your VSH behaves like a Pirani transducer with
range 1000 - 1x10
Below 1x10-4 mbar the serial interface sends a "ur" signal for underrange, the
analog output remains at a voltage corresponding to 1x10
-4
mbar.
-4
mbar.
Parameter " Cathode Control" is only temporarily saved in the
transducer memory. After mains supply is switched off or disconnected the parameter will be reset to "1" and the hot
cathode enabled !
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Filament Control (FC)
The Bayard Alpert hot cathode sensor of the VSH is equipped with two filaments.
This parameter defines in which manner these filaments will be used:
"0": (Default) Filament 1 active, in case of a defect the sensor will switch to
Filament 2
"1": only Filament 1 will be used
"2": only Filament 2 will be used
"3": Filament 1 and 2 will be used alter n ately . I.e. when the hot cathode
sensor is switched off the other filament will be activated at restart of the
sensor.
Filament Number (FN)
With this parameter you can check whether Filament 1 or 2 of the hot cathode
sensor is currently activated.
Filament Status (FS)
This parameter is used to check the failure status of the Bayard Alpert hot
cathode sensor:
"0": no error, Filament 1 and 2 ok
"1": Filament 1 defective
"2": Filament 2 defective
"3": Filament 1 and 2 defective
As soon as one filament is reported to be defective it is strongly
recommend to apply a replacement sensor (spare part) at the
earliest possible !
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Gas Correction Factor C1 / C3
The output signal of the VSH depends on type and composition of the gas being
measured. The unit is adjusted for N
and dry air. For other gases the pressure
2
display can be corrected below 0.1 mbar by setting correction factors for both
sensor types via RS485.
The measurement results of both sensors are then individually multiplied with the
corresponding correction factors by the units microcontroller. The VSH can
thereby provide a corrected pressure signal as analog and digital output.
Value range: 0.20 … 8.0
Correction factor C1 Pirani:
Ar 1,6 CO
CO 1,0 H
0,89 He 1,0 Ne 1,4
2
0,57 N2 1,0 Kr 2,4
2
Correction factor C3 Hot Cathode:
Ar 0,80 H
0,74 He 5,9 Ne 3,5 Xe 0,41
CO
2
2,4 N2 1,0 Kr 0,6
2
Output Scaling - Analog Output Characteristic (OC)
The analog output characteristic of the VSH can be scaled according to application requirements by adjusting this parameter via software command.
The voltage output curve can, for example, be made directly compatible with
transducers of other brand labels.
A very comfortable way of scaling the output curve with graphical support is
offered by the VacuGraph
TM
software.
In the data section of the software telegram the following parameters will be
transmitted:
CHAR: "Log": logarithmic relation between voltage and pressure
V
[V] = GAIN[V] x log (p[mbar]) + OFFSET[V]
out
"Lin": linear relation between voltage and pressure
V
[V] = GAIN[V/mbar] x p[mbar] + OFFSET[V]
GAIN: G[float] Gain in V per pressure decade or V per mbar
OFFSET: O[float] Voltage offset in V
LOW.L: L[float] smallest admissible output voltage in V
UPP.L: L[float] highest admissible output voltage in V
UNDER.: U[float] Voltage output in V in case of pressure underrange
OVER.: O[float] Voltage output in V in case of pressure overrange
FAULT: F[fl oat] Error signal in V
out
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5.9 VacuGraphTM Software
VacuGraph software has been especially developed for use with Thyracont
gauges and is available for Windows and Android operating systems.
VacuGraph features plotting and saving of measurement data as well as a
comfortable way of configuring all device parameters.
Also available as set SLZUB
with protective case, interface adapter RS485-USB
and 24V plug-in power supply for the transducer!
Download VacuGraph:
www.vacugraph.com
Example features:
- Plot, analyze and save measurement curves
- Compare multiple plot s
- Export measurement data for MS Excel
- Automatic calculation of leak rates by rate-of-rise measurements
- Easy configuration of all device parameters
- Scaling wizard wi th graphic support for adjusting the voltage output
characteristic
57
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58
Problem
Possible Cause
Correction
high measurement error
contamination, ageing,
readjustment,
Pirani zero adjustment not
measurement error ex-
replace sensor or
0.5V < output signal < 1.0V
pressure under range
output signal < 0.5V /
defective electronics or
send unit for repair or
Status LED continuously
hot cathode filament 1
if appropriate replace
Access code "7" via RS485
Error message / warning
see separate documentaCommunication Protocol
6 Maintenance and Serv i ce
Danger of possibly contaminated parts!
Contaminated parts can cause personal injuries. Inform yourself regarding possible contamination before you start working.
Be sure to follow the relevant instructions and take care of
necessary protective measures.
The unit requires no maintenance. External dirt and soiling can be removed by a
damp cloth.
Should a defect or damage occur on your VSH, please send the instrument to us
for repair and enclose a decontamination declaration.
The unit is not prepared for customer repair!
Defective sensor heads can be exchanged on-site by calibrated replacement sensors (spare parts B_VSH87, B_VSH88 or
B_VSH89).
Malfunction of the unit, which is caused by contamination or
wear and tear is not covered by warranty.
Error messages and malfunction
possible
"UR" via RS485
"ERROR1" via RS485
Stat us LED continuously red
orange
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extreme temperature,
maladjustment
ceeds possible range of
readjustment
sensor
defective
replace sensor or
send unit for repair
send unit for repair
(pressure < 5x10
replace sensor
sensor
tion Thyracont
-10
mbar)
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60
Measurement Principle
Heat conduction Pirani / Hot Cathode Bayard Alpert
Measurement Range