WIKA RTD, TC Operating Instructions Manual

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Operating instructions Betriebsanleitung

Examples/Beispiele

Resistance thermometers and thermocouples Intrinsically safe designs (Ex-i)

Widerstandsthermometer und Thermoelemente Eigensichere Ausführungen (Ex-i)

TÜV 10 ATEX 555793 X IECEx TUN10.0002 X

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2 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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© 2010 WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG All rights reserved. / Alle Rechte vorbehalten. WIKA® is a registered trademark in various countries. WIKA® ist eine geschützte Marke in verschiedenen Ländern.

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Operating instructions models RTD and TC, Ex-i Page 3 - 46

Betriebsanleitung Typen RTD und TC, Ex-i Seite 47 - 86

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1. General information 4

2. Safety 5

3. Specications 10

4. Design and function 13

5. Transport, packaging and storage 14

6. Commissioning, operation 15

7. Information on mounting and operation in hazardous areas (Europe) 21

8. Electrical connection values 30

9. Calculation examples for self-heating at the probe/ thermowell tip 32

10. Maintenance and cleaning 36

11. Faults 36

12.

Dismounting, return and disposal

Appendix 1: EC type examination certicate

Appendix 2: IECEx certicate

Appendix 3: EC declaration of conformity

WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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Contents

Declarations of conformity can be found online at www.wika.com.

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4 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

1. General information

■

The instrument described in the operating instructions has been designed and manufactured using state-of-the-art technology. All components are subject to stringent quality and environmental criteria during production. Our management systems are certied to ISO 9001 and ISO 14001.

■

These operating instructions contain important information on handling the instrument. Working safely requires that all safety instructions and work instructions are observed.

■

Observe the relevant local accident prevention regulations and general safety regulations for the instrument‘s range of use.

■

The operating instructions are part of the instrument and must be kept in the immediate vicinity of the instrument and readily accessible to skilled personnel at any time.

■

Skilled personnel must have carefully read and understood the operating instructions, prior to beginning any work.

■

The manufacturer‘s liability is void in the case of any damage caused by using the product contrary to its intended use, non-compliance with these operating instructions, assignment of insuciently qualied skilled personnel or unauthorised modications to the instrument.

■

The general terms and conditions, contained in the sales documentation, shall apply.

■

Subject to technical modications.

■

Further information:

- Internet address: www.wika.de / www.wika.com

- Application consultant: Tel.: (+49) 9372/132-0 Fax: (+49) 9372/132-406 E-Mail: info@wika.de

Explanation of symbols

WARNING!

... indicates a potentially dangerous situation that can result in serious injury or death, if not avoided.

CAUTION!

... indicates a potentially dangerous situation, which can result in light injuries or damage to equipment or the environment, if not avoided.

Information

… points out useful tips, recommendations and information for ecient and troublefree operation.

1. General information

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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WARNING!

... indicates a potentially dangerous situation in a potentially explosive atmosphere, resulting in serious injury or death, if not avoided.

WARNING!

... indicates a potentially dangerous situation, caused by hot surfaces or liquids, that can result in burns if not avoided.

Abbreviations RTD "Resistance Temperature Detector" = Resistance thermometers TC "Thermocouple"

2. Safety

WARNING!

Before installation, commissioning and operation, ensure that the appropriate thermometer has been selected in terms of measuring range, design and specic measuring conditions.

Choose the thermowell with regard to the maximum pressure and temperature (e.g. rating chart in DIN 43772).

Non-observance can result in serious injury and/or damage to equipment.

Further important safety instructions can be found in the individual chapters of these operating instructions.

2.1 Intended use

These resistance thermometers and thermocouples are used for temperature measurement in industrial applications, in hazardous areas.

Resistance thermometers are used for measuring temperatures from -200 ... +600 °C. For thermocouples, the possible measuring ranges range from -200 ... +1200 °C. Thermometers of this design can be installed directly in the process as well as in thermowells. The thermowell designs can be selected as desired, but the operating process data (temperature, pressure, density and ow rate) must be taken into account.

1. General information / 2. Safety

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6 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

The system operator is responsible for selecting the thermometer or thermowell, and for the selection of their materials, so as to guarantee their safe operation within the system or machine. When preparing a quote, WIKA can only give recommendations which are based on our experience in similar applications.

The thermometer has been designed and built solely for the intended use described here and may only be used accordingly.

The technical specications contained in these operating instructions must be observed. Improper handling or operation of the instrument outside of its technical specications requires the instrument to be shut down immediately and inspected by an authorised WIKA service engineer.

If the instrument is transported from a cold into a warm environment, the formation of condensation may result in the instrument malfunctioning. Before putting it back into operation, wait for the instrument temperature and the room temperature to equalise.

The manufacturer shall not be liable for claims of any type based on operation contrary to the intended use.

2.2 Personnel qualication

WARNING!

Risk of injury should qualication be insucient! Improper handling can result in considerable injury and damage to equipment.

■

The activities described in these operating instructions may only be carried out by skilled personnel who have the qualications described below.

■

Keep unqualied personnel away from hazardous areas.

Skilled personnel

Skilled personnel are understood to be personnel who, based on their technical training, knowledge of measurement and control technology and on their experience and knowledge of country-specic regulations, current standards and directives, are capable of carrying out the work described and independently recognising potential hazards.

Special operating conditions require further appropriate knowledge, e.g. of aggressive media.

2.3 Additional safety instructions for instruments with ATEX and IECEx approvals

WARNING!

Non-observance of these instructions and their contents may result in the loss of explosion protection.

2. Safety

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WARNING!

Follow the requirements of the 94/9/EC (ATEX) and IECEx directives. Follow the respective national regulations concerning Ex-usage (e.g. EN/IEC 60079-10 and EN/IEC 60079-14).

2.4 Special hazards

WARNING!

Observe the information given in the applicable type examination certicate and the relevant country-specic regulations for installation and use in potentially explosive atmospheres (e.g. EN/IEC 60079-14, NEC, CEC). Non-observance can result in serious injury and/or damage to equipment.

For additional important safety instructions for instruments with ATEX/IECEx approval, see chapter "2.3 Additional safety instructions for instruments with ATEX and

IECEx approvals".

WARNING!

For hazardous media such as oxygen, acetylene, ammable or toxic gases or liquids, and refrigeration plants, compressors, etc., in addition to all standard regulations, the appropriate existing codes or regulations must also be followed.

WARNING!

Protection from electrostatic discharge (ESD) required. The proper use of grounded work surfaces and personal wrist straps is required when working with exposed circuitry (printed circuit boards), in order to prevent static discharge from damaging sensitive electronic components.

To ensure safe working on the instrument, the operating company must ensure

■

that suitable rst-aid equipment is available and aid is provided whenever required.

■

that the operating personnel are regularly instructed in all topics regarding work safety, rst aid and environmental protection and know the operating instructions and, in particular, the safety instructions contained therein.

WARNING!

Residual media in dismounted instruments can result in a risk to persons, the environment and equipment. Take sucient precautionary measures.

Do not use this instrument in safety or Emergency Stop devices. Incorrect use of the instrument can result in injury.

Should a failure occur, aggressive media with extremely high temperature and under high pressure or vacuum may be present at the instrument.

2. Safety

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8 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

2.5 Labelling / safety marks

2.5.1 Product labels for resistance thermometers

Model

Sensor in accordance with standard

■

F Thin-lm resistor

■

W Wire-wound resistor

Approval number

Year of manufacture

For an explanation of symbols, see page 10

Transmitter model

(only for design with transmitter)

Year of manufacture

For an explanation of symbols, see page 10

Approval number

Model

2. Safety

■

Product label for TR10-A measuring insert

■

Additional data for Ex instruments

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2. Safety

2.5.2 Product labels for thermocouples

Model

Approval number

Year of manufacture

For an explanation of symbols, see page 10

Transmitter model

(only for design with transmitter)

Year of manufacture

For an explanation of symbols, see page 10

Approval number

Model

■

Product label for measuring insert TC10-A

■

Additional data for Ex instruments

"ungrounded"

Sensor in accordance with standard

■

ungrounded

■

grounded

Legende:

■

ungrounded

welded insulated

■

grounded

welded to the sheath

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10 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

Explanation of symbols

Before mounting and commissioning the instrument, ensure you read the operating instructions!

CE, Communauté Européenne

Instruments bearing this mark comply with the relevant European directives.

ATEX European Explosion Protection Directive

(Atmosphère = AT, explosible = EX) Instruments bearing this mark comply with the requirements of the European Directive 94/9/EC (ATEX) on explosion protection.

3. Specications

3.1 Resistance thermometer

Sensor connection method

■

2-wire The lead resistance is recorded as an error in the measurement.

■

3-wire With a cable length longer than approx. 30 m, measuring errors can occur.

■

4-wire

The internal lead resistance of the connecting wires is negligible.

Limiting error of the sensor per DIN EN 60751

■

Class B

■

Class A

■

Class AA

The combination of a 2-wire connection with Class A / Class AA is not permissible, since the lead resistance of the measuring insert negates the higher sensor accuracy.

Basic values and limiting errors

Basic values and limiting errors for the platinum measurement resistances are laid down in DIN EN 60751. The nominal value of Pt100 sensors is 100 Ω at 0 °C. The temperature coecient α can be stated simply to be between 0 °C and 100 °C with:

α = 3.85 ∙ 10-3 °C

-1

The relationship between temperature and electrical resistance is described by polynomialss, which are also dened in DIN EN 60751. Moreover, this standard species the basic values in °C steps in tabular form.

2. Safety / 3. Specications

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Class Temperature range Limiting error in °C

Wire-wound (W) Thin-lm (F)

B -196 … +600 °C -50 … +500 °C ± (0.30 + 0.0050 | t |)

A -100 … +450 °C -30 … +300 °C ± (0.15 + 0.0020 | t |)

AA -50 … +250 °C 0 … 150 °C ± (0.10 + 0.0017 | t |)

1) | t | is the value of the temperature in °C irrespective of the sign.

Bold: standard version

Resistance values and limiting deviations at selected temperatures (Pt100)

Temperature in °C

(ITS 90)

Resistance value in Ω

Class B Class A Class AA

-196 19,69 ... 20,80 - -

-100 59,93 ... 60,58 60,11 ... 60,40 -

-50 80,09 ... 80,52 80,21 ... 80,41 80,23 ... 80,38

-30 88,04 ... 88,40 88,14 ... 88,30 88,16 ... 88,28 0 99,88 ... 100,12 99,94 ... 100,06 99,96 ... 100,04 20 107,64 ... 107,95 107,72 ... 107,87 107,74 ... 107,85 100 138,20 ... 138,81 138,37 ... 138,64 138,40 ... 138,61 150 156,93 ... 157,72 157,16 ... 157,49 157,91 ... 157,64 250 193,54 ... 194,66 193,86 ... 194,33 193,91 ... 194,29 300 211,41 ... 212,69 211,78 ... 212,32 - 450 263,31 ... 265,04 263,82 ... 264,53 - 500 280,04 ... 281,91 - - 600 312,65 ... 314,77 - -

This table represents the calibration process with predened temperatures. This means if a temperature standard is available, the resistance value of the test piece must lie within the limits specied above.

For further information on accuracies and limits of use of resistance thermometers, see data sheet IN 00.17 (download available at www.wika.de).

3.2 Thermocouples

Sensor type

Model

Recommended max. operating temperature

K (NiCr-Ni) 1200 °C J (Fe-CuNi) 800 °C E (NiCr-CuNi) 800 °C T (Cu-CuNi) 400 °C N (NiCrSi-NiSi) 1200 °C S (Pt10% Rh-Pt) 1600 °C R (Pt13% Rh-Pt) 1600 °C B (Pt30% Rh-Pt6%-Rh) 1700 °C

3. Specications

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12 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

Potential measuring uncertainties due to ageing eects

Thermocouples are subject to ageing and change their temperature/thermal voltage characteristic. Type J thermocouples of (Fe-Cu-Ni) age slightly due to oxidation of the pure metal leg. In types K and N thermocouples (NiCrSi-NiSi), high temperatures can result in substantial changes to the thermal voltage due to chrome depletion in the NiCr leg, leading to a lower thermal voltage.

This eect is accelerated if there is a shortage of oxygen, since a complete oxide layer, which would protect it from further oxidation, cannot be formed on the surface of the thermocouple. The chromium in the alloy is oxidised, but not the nickel, giving rise to "green rot" that eventually destroys the thermocouple. When NiCr-Ni thermocouples that have been operating above 700 °C are cooled quickly, this cooling causes certain states in the crystal structure (short-range order) to freeze, which in Ttype K thermocouples can result in a change of the thermal voltage of up to

0.8 mV (K eect).

In Type N thermocouple (NiCrSi-NiSi), it has been possible to reduce the short-range-order eect by alloying both legs with silicon. The eect is reversible and is largely eliminated again by annealing above 700 °C, followed by slow cooling. Thin sheathed thermocouples are particularly sensitive. Cooling in still air can even result in deviations of more than 1 K.

The application range of these thermometers is limited both by the permissible max. temperature of the thermocouple and by the max. temperature of the thermowell material.

Listed thermocouples are available both as single or duplex thermocouples. The thermocouple will be delivered with an insulated measuring point, unless explicitly specied otherwise.

Sensor limiting error

A cold junction temperature of 0 °C is taken as basis with the denition of the tolerance value of thermocouples. When using a compensating cable or thermocouple cable, an additional measuring error must be considered.

For limiting errors and further specications see current WIKA data sheet or order documentation.

3. Specications

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4. Design and function

4.1 Description

These thermometers (resistance thermometers and thermocouples) detect temperatures in processes. Depending on their design, these thermometers are suitable for low, medium and high process requirements in hazardous areas.

Insulated measuring point

The model TRxx or model TCxx thermometers consist of a welded tube, a mineral-insulated sheathed cable or ceramic-insulated thermal wires (in which the temperature sensor is located, embedded in a ceramic powder), a temperature-resistant sealing compound, cement compound or a thermal transfer paste.

Alternatives: The measuring insert or the cable probe can also be provided in a tubular form. In this case, the sensor is located in a welded tube and embedded in a ceramic powder, heat-conducting paste or in a sealing compound suitable for this purpose. The measuring insert for high-temperature thermocouples can also be assembled from thermal wires insulated with ceramic rods or ceramic beads. The ceramic tube is cemented into a metallic support tube using a temperature-resistant cement.

Thermocouples, non-insulated (grounded)

For special applications, for example surface temperature measurements, the sensors are in direct contact with the protective sleeve, or the measuring points of thermocouples are welded to the bottom (see chapter "7.1.1 Special conditions of use (X conditions)").

Measuring point insulated (ungrounded) Measuring point not insulated (grounded)

Thermocouple

Measuring point

Sheath Sheath

AI203 powder

MI line

V-Pad

welded with ller

V-Pad version

Measuring point not insulated

4. Design and function

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14 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

Vibration resistance

The thermometers have an impact- and vibration-resistant design. The vibration resistance of the basic model corresponds to DIN EN 60751 (up to 3 g), while for special designs higher loads are possible. The impact resistance of all versions complies with the requirements of EN 60751, with the exception of high-temperature thermocouples assembled from ceramic-insulated thermal wires.

Electrical connection

In terms of connection, the thermometer is equipped with a housing and a connector or bare wire ends. The housing design will contain the terminals or a certified transmitter. Optionally, separatelycertified digital displays can be built into the housing.

4.2 Scope of delivery

Cross-check scope of delivery with delivery note.

5. Transport, packaging and storage

5.1 Transport

Check instrument for any damage that may have been caused by transport. Obvious damage must be reported immediately.

5.2 Packaging

Do not remove packaging until just before mounting. Keep the packaging as it will provide optimum protection during transport (e.g. change in installation site, sending for repair).

5.3 Storage Permissible conditions at the place of storage:

■

Storage temperature: Instruments without built-in transmitter: -40 ... +85 °C Instruments with built-in transmitter:

see operating instructions of the transmitter in question

■

Humidity: 35 ... 85 % relative humidity (no condensation)

Avoidance of exposure to the following factors:

■

Direct sunlight or proximity to hot objects

■

Mechanical vibration, mechanical shock (putting it down hard)

■

Soot, vapour, dust and corrosive gases

Store the instrument in its original packaging in a location that fulls the conditions listed above. If the original packaging is not available, pack and store the instrument as described below:

1. Wrap the instrument in an antistatic plastic lm.

2. Place the instrument, along with shock-absorbent material, in the packaging.

3. If stored for a prolonged period of time (more than 30 days), place a bag, containing a desiccant, inside the packaging.

4. Design and function / 5. Transport, packaging and storage

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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WARNING!

Before storing the instrument (following operation), remove any residual media. This is of particular importance if the medium is hazardous to health, e.g. caustic, toxic, carcinogenic, radioactive, etc.

6. Commissioning, operation

WARNING!

When the thermometer is mounted, the temperature must not drop below the allowed operating temperature (environment, medium) or exceed it, even when taking convection and heat radiation into account!

WARNING!

Thermometers must be earthed if dangerous voltages could be expected at the connection wires (caused, for example, by mechanical damage, electrostatic discharge or induction)!

6.1 Electrical connection

CAUTION!

■

Damage to cables and wires, and to connection points, must be avoided

■

Provide nely stranded conductor ends with end splices (cable assembly)

■

Both the internal capacitance and inductance must be considered

For the electrical connections of thermometers (e.g. connection circuit diagrams, tolerance values, etc.), please refer to the appropriate data sheets. If head transmitters or digital displays have been built into the connection housing, these data sheets must also be given proper consideration.

5. Transport, packaging and storage / 6. Commissioning, operation

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16 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

6.2 Electrical connection of resistance thermometers

6.2.1 Resistance thermometer with terminal block

3160629.06

red

1 x Pt100, 2-wire 1 x Pt100, 3-wire 1 x Pt100, 4-wire

white

red

white

white white

red red

red

2 x Pt100, 2-wire

2 x Pt100, 3-wire

2 x Pt100, 4-wire

red

white

red

white

black

yellow

black

white white

red red

black black

yellow

yellow yellow

red

white

black

yellow

white

6. Commissioning, operation

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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6.2.2 Resistance thermometer with cable or connector

Without

connector

Lemosa

connector

3366036.02

1 x Pt100 2-wire

1 x Pt100 3-wire

1 x Pt100 4-wire

2 x Pt100 2-wire

2 x Pt100 3-wire

red

red red

red

red red

white white

white

Connector

(male)

View from the front

Socket (female)

View from the front

white

black

yellow

3160629.06

6. Commissioning, operation

Page 18

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18 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

6.3 Electrical connection of thermocouples

Cable colour coding of thermocouples

Sensor type Standard Positive Negative

K DIN EN 60584 green white J DIN EN 60584 black white E DIN EN 60584 violet white T DIN EN 60584 brown white N DIN EN 60584 pink white

6.3.1 Thermocouples with terminal block

Binder

Series 680

Binder

Series 680

Binder

Series 680

Binder

Series 680

Binder

Series 692

Binder screw/plug-in

connector

3366142.02

Connector

(male)

View of the connector contacts

Socket (female)

View of the socket contacts

3166822.03

Single thermocouple Dual thermocouple

The colour coding at the positive connection to the devices always decides the correlation of polarity and connection terminal.

6. Commissioning, operation

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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6.3.2 Thermocouples with cable or connector

Lemosa connector, male at the cable

Binder connector, male at the cable

(screw/plug-in connection)

Single thermocouple

For the marking of the cable ends, see table

Cable

Dual thermocouple

Plus and minus are marked. For dual thermocouples, two thermal connectors are used.

Thermal connector

6.4 Multipoint thermocouples (as per 8.4 and 8.5)

They are usually equipped with a housing in which transmitters or terminal blocks are mounted. The transmitters/digital displays are fastened mechanically (e.g. rail system in housing or holder in connection head) and installed in accordance with EN/IEC 60079-11 and EN/IEC 60079-14. Optionally, depending on design, the housings can be equipped with or without terminals (e.g. terminal blocks, etc.) in accordance with EN/IEC 60079-11 and EN/IEC 60079-14.

When using several transmitters/digital displays, the housing volume increases as a function of the "heat source", thus increasing the volume to be heated. This guarantees that the housing surface temperature does not increase signicantly.

WARNING!

When using no terminals and line wiring, compliance with the installation regulations in accordance with EN/IEC 60079-11 and EN/IEC 60079-14 must be guaranteed.

6.5 Cable glands

In thermometers equipped with connection heads, the cable glands must be fully sealed in order to ensure that the necessary ingress protection is reached.

Requirements for meeting ingress protection

■

Only use cable glands within their indicated clamping range (cable diameter suitable for the cable gland)

■

Do not use the lower clamping area with very soft cable types

■

Only use circular cross-section cables (if necessary, slightly oval in cross-section)

■

Do not twist the cable

6. Commissioning, operation

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20 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

■

Repeated opening/closing is possible; however only if necessary, as it might have a detrimental eect on the protection class

■

For cable with a pronounced cold-ow behaviour the screw connection must be fully tightened

6.6 Parallel threads

If the thermometer connecting head, extension neck, thermowell or process connection are connected with parallel threads (e.g. G ½, M20 x 1.5 ...), these threads must be secured using seals which prevent liquids from penetrating into the thermometer.

As standard, WIKA uses copper prole seals for the connection between the neck tube and the thermowell, and at paper seals for the connection of the connection head and the extension neck or thermowell.

If the thermometer and the thermowell are already connected, the seals will already be mounted. The plant operator must check whether the seals are suitable for the operating conditions and must replace them, if necessary, with suitable seals.

For thermometers without a thermowell, and/or where these are delivered separately, the seals are not included and must be ordered separately.

Tighten the threads by hand when carrying out the nal assembly on the plant. This will correspond to the delivery status of the premounted components. The nal tightening torque should be applied using a spanner (half rotation).

The seals must be replaced after dismantling!

The seals can be ordered from WIKA, indicating the WIKA order number and/or the designation (see table).

WIKA Order No.

Designation Suitable for

threads

11349981 per DIN 7603 Form C 14 x 18 x 2 -CuFA G ¼, M14 x 1.5 11349990 per DIN 7603 Form C 18 x 22 x 2 -CuFA M18 x 1.,5, G ⅜ 11350008 per DIN 7603 Form C 21 x 26 x 2 -CuFA G ½, M20 x 1.5 11350016 per DIN 7603 Form C 27 x 32 x 2.5 -CuFA G ¾, M27 x 2 11367416 per DIN 7603 Form C 20 x 24 x 2 -CuFA M20 x 1.5 1248278 per DIN 7603 D21.2 x D25.9 x 1.5 -Al G ½, M20 x 1.5 3153134 per

DIN 7603 Form C D14.2 x D17.9 x 2 -StFA

G ¼, M14 x 1.5

3361485 per

DIN 7603 Form C D33.3 x D38.9 x 2.5 -StFA

G 1

Legend: CuFA = Copper, max. 45HB

; lled with asbestos-free sealing material

Al = Aluminium Al99

; F11, 32 to 45 HB

StFA = Soft iron, 80 to 95 HBa; lled with asbestos-free sealing material

6. Commissioning, operation

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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6.7 Tapered threads (NPT)

Connections with tapered threads (NPT) are self-sealing and normally must not be sealed. It should be checked whether it may be necessary to seal them additionally with Teon tape or hemp. The threads must be lubricated with a suitable lubricant before tting.

Tighten the threads by hand when carrying out the nal assembly on the plant. This will correspond to the delivery status of the premounted components. The nal tightening and sealing must be made with a spanner (1.5 to 3 rotations).

7. Information on mounting and operation in hazardous areas (Europe)

WARNING!

In hazardous areas the use of a model TR10-A measuring insert without a suitable connection head (case) is not permissible! Where required a suitable thermowell is to be used.

7.1 General information on explosion protection

The requirements of the 94/9/EC (ATEX) directive must be followed. Additionally the specications of the respective national regulations concerning Ex usage apply.

A) The responsibility for classication of zones lies with the plant operator and not the

manufacturer/supplier of the equipment.

B) The plant operator guarantees, and is solely responsible, that all thermometers in use are

identiable with respect to all safety-relevant characteristics. Damaged thermometers may not be used. Repairs may only be completed using original spare parts from the original supplier; otherwise the requirements of the approval are not fullled.

The manufacturer shall not be responsible for constructional modications after delivery of the

instruments.

C) If a component of electrical equipment, on which the explosion protection depends, is

repaired, then the electrical equipment may only be put back into use, after an authorised expert has stated that it corresponds to the fundamental characteristics of the requirements for explosion protection. In addition this expert must provide a certicate for this and provide the equipment with a test mark.

D) Item C) shall not apply if the component was repaired by the manufacturer in accordance with

the requirements and regulations.

6. Commissioning, operation / 7. Information on mounting and ...

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22 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

E) When using transmitters and digital displays, the following must be observed:

The contents of these operating instructions and those of the transmitter. The relevant regulations for installation and use of electrical systems. The regulations and directives regarding explosion protection. Transmitters and digital displays must have their own approval.

F) When ordering spare parts, the parts that are to be replaced must be specied exactly:

■

Ignition protection type (here Ex i)

■

Approval No.

■

Order No.

■

Manufacturing No.

■

Order item

7.1.1 Special conditions of use (X conditions)

Versions with Ø <3 mm or "non-insulated" versions are operationally non-compliant with section

6.3.12 of EN/IEC 60079-11. Therefore, from a safety-relevant point of view, these intrinsically

safe circuits must be considered galvanically connected to the earth potential, which is why equipotential bonding must be secured for the entire installation of the intrinsically safe circuits. In addition, for the connection, separate conditions in accordance with EN/IEC 60079-14 must be observed.

Electrostatic discharges must be avoided in instruments, that due to their design, do not conform to the electrostatic requirements in accordance with EN/IEC 60079-0.

The transmitters and digital displays used must have their own EN/IEC approval. The installation conditions, electrical connected loads, temperature classes or maximum surface temperatures for use in potentially explosive dust atmospheres and permissible ambient temperatures can be seen from the relevant approvals and must be observed.

Thermal backow from the process, that exceeds the permissible ambient temperature of the transmitter, must not be allowed to occur. It must be prevented by installing suitable heat insulation or a neck tube of suitable length.

If the wall thickness is below 1 mm, the instruments must not be subjected to ambient stresses that may have an adverse eect on the partition wall. Alternatively, a thermowell of suitable minimum wall thickness may be used.

When using a thermowell/neck tube, the overall instrument must be designed such that it allows installation in a way that results in a suciently tight gap (IP 67) or a ameproof gap (EN/IEC 60079-1) towards the less hazardous area.

The circuits of the coaxial element are operationally connected to one another. When applied in practice a separate assessment must be made, or special conditions may have to be observed when connecting the coaxial multipoint thermocouple. In addition, an assessment of the intrinsically safe system (e.g. when connecting several sensor circuits of dierent transmitters to one another) must be made.

7. Information on mounting, operation in hazardous areas (Europe)

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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When housings are used, they must either have their own suitable approval or comply with the minimum requirements. IP protection: at least IP 20 (at least IP 65 for dust), applies to all housings. However, light metal housings must be suitable in accordance with EN/IEC 60079-0 Section 8.1. In addition, non-metallic housings or powder-coated housings must meet the requirements of EN/IEC 60079-0 or have a suitable warning note.

Protective measures for applications that require EPL Ga or Gb:

Operational friction or impact between equipment parts made of light metals or their alloys (e.g. aluminium, magnesium, titanium or zirconium) with equipment parts made of iron/steel is not permitted. Operational friction or impact between two light metals is permitted.

7.1.2 Ex marking

For applications without transmitter (digital displays) requiring instruments of equipment Group II (potentially explosive gas atmospheres), the following temperature class classication and ambient temperature ranges apply:

Table 1

Marking

Temperature class

Ambient temperature range (T

)

Max. surface temperature (T

max

)

at the sensor or thermowell tip

II 1G Ex ia IIC T6 Ga II 1/2G Ex ib IIC T6 Ga/Gb

(-50)1) -40 ... +80 °C

TM (temperature of the medium) + self-heating

For this, the special conditions (17) must be observed.

II 1G Ex ia IIC T5 Ga II 1/2G Ex ib IIC T5 Ga/Gb

(-50)1) -40 ... +95 °C

II 1G Ex iaD IIC T4 Ga II 1/2G Ex ib IIC T4 Ga/Gb II 1G Ex ia IIC T3 Ga II 1/2G Ex ib IIC T3 Ga/Gb

T4, T3

(-50)1) -40 ... +100 °C

1) The values in brackets apply to special designs. These sensors are manufactured using special sealing compounds. Moreover, they feature housings made of stainless steel and cable glands for low-temperature ranges

When there is a built-in transmitter and/or a digital display, the special conditions from the type examination certicate (see item 17) apply.

7. Information on mounting, operation in hazardous areas (Europe)

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24 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

For applications requiring instruments of equipment Group II (potentially explosive dust atmospheres), the following surface temperatures and ambient temperature ranges apply:

Table 2

Marking

Power

Ambient temperature range (T

)

Max. surface temperature (T

max

) at the sensor or

thermowell tip

II 1D Ex ia IIIC T65 °C Da II 1/2D Ex ib IIIC T65 °C Da/Db

750 mW (-50)1) -40 ... +40 °C

TM (temperature of the medium) + self-heating

For this, the special conditions (17) must be observed.

II 1D Ex ia IIIC T95 °C Da II 1/2D Ex ib IIIC T95 °C Da/Db

650 mW

(-50)1) -40 ... +70 °C

II 1D Ex ia IIIC T125 °C Da II 1/2D Ex ib IIIC T125 °C Da/Db

550 mW

(-50)1) -40 ... +100 °C

When there is a built-in transmitter and/or a digital display, the special conditions from the type examination certicate (see item 17) apply.

Use in methane atmospheres

Owing to the higher minimum ignition energy of methane, the instruments can also be used where methane causes a potentially explosive atmosphere. The instrument can be optionally marked with IIC + CH

For applications that require EPL Gb or Db, instruments with "ia" marking may also be used in measuring circuits of type "ib".

7.2 Temperature class classication, ambient temperatures

The permissible ambient temperatures depend on the temperature class, the housings used and any transmitters and/or digital displays tted as options. When a thermometer is connected to a transmitter and/or a digital display, the lowest value of either the ambient temperature limits or the highest temperature class will apply. The lower temperature limit is -40 °C; and -50 °C for special designs.

Where there are neither transmitters nor digital displays mounted within the housing, there will also be no additional warming. With a built-in transmitter (optionally with digital display), heating caused by the operation of the transmitter or digital display may occur.

7. Information on mounting, operation in hazardous areas (Europe)

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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For applications without transmitters (digital displays) that require Group II instruments (potentially explosive gas atmospheres), the following temperature class classication and ambient temperature ranges apply:

Temperature class Ambient temperature range (Ta) T6 (-50) -40 … +80 °C

T5 (-50) -40 … +95 °C T4, T3 (-50) -40 … +100 °C

See and observe the permissible ambient temperatures and surface temperatures for third-party products from the relevant approvals and/or data sheets.

Example

For instruments tted with a DIH10 transmitter and digital display, for example, the following limit for temperature class classication applies:

Temperature class Ambient temperature range (Ta) T6 -40 … +60 °C

For applications that require Group II instruments (potentially explosive dust atmospheres), the following surface temperatures and ambient temperature ranges apply:

Power Pi Ambient temperature range (Ta) 750 mW (-50) -40 … +40 °C 650 mW (-50) -40 … +70 °C 550 mW (-50) -40 … +100 °C

See and observe the permissible ambient temperatures and surface temperatures for third-party products from the relevant approvals and/or data sheets.

The values in brackets apply to special designs. These sensors are manufactured using special sealing compounds. Moreover, they are equipped with connection heads made of stainless steel and cable glands for the low-temperature range.

These thermometers are suitable for temperature classes T6...T3 in accordance with the approval certicate. This applies to instruments without built-in transmitters and/or digital displays. Thermometers equipped with transmitters and/or digital displays are for use in temperature classes T6...T4 and are marked accordingly. Using equipment for applications which require a lower temperature class (e.g. T2) than the marked one is permissible. In doing so, it must be ensured that the maximum ambient temperature for safe operation of the instrument is not exceeded.

7. Information on mounting, operation in hazardous areas (Europe)

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26 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

FF-00147.00

Tx10

Tx10 Tx40 Tx40

Option: with built-in transmitter e.g. T32

Option:

with connector

MI line

Option:

with connector

cable

Tx10-A

T3T3T3

Process connection

permissible temperatures at T1: (-50) -40 °C < Ta < +300 °C T3: (-50) -40 °C < Ta < +150 °C T4: (-50) -40 °C < Ta < +100 °C

Transmitter

connector

T1 T1 T1 T1

Transmitter

: (-50) -40 °C < Ta < +85 °C

connector

: (-50) -40 °C < Ta < +85 °C

1) Temperature zone undened

1) 1) 1)

7.3 Temperature carry-over from the process

A heat backow from the process that exceeds the operating temperature of the transmitter (digital display) or housing is not permissible and must be prevented by installing suitable heat insulation or a neck tube of suitable length.

7.3.1 Overview of the temperature zones

7. Information on mounting, operation in hazardous areas (Europe)

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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3160670.06

Threaded connection

Thread

11355647.01

Thread

(NPT)

7.3.2 Increasing the separation of the connection components and hot surfaces

The neck distance (N) is dened as the distance between the lower edge of the connection head (or the housing) to the heat-emitting surface. The temperature to be expected at the lower edge of the connection head or housing is, at most, 100 °C. The conditions for built-in transmitters or displays must be observed. If required, the neck length must be increased accordingly.

For thermometers tted with a connection lead, the temperature at the interface with the connecting cable is restricted. The maximum is 150 °C. To ensure that the permissible temperature is not exceeded, the dimension X must be selected accordingly.

7. Information on mounting, operation in hazardous areas (Europe)

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28 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

To help select the minimum neck length, the following standard values have been determined.

Maximum temperature of the medium

Recommendation for dimension N

Recommendation for dimension X

100 °C - 135 °C 20 mm 20 mm 200 °C 50 mm 50 mm >200 °C ≤ 450 °C 100 mm 100 mm

WARNING!

For reasons of work safety and saving of resources, hot surfaces should be protected against accidental touch and energy loss by means of insulation.

7.4 Mounting examples in hazardous areas

7.4.1 Possible installation methods with the marking II 1G Ex ia IIC T6 Ga or

II 1D Ex ia IIIC T65 °C Da

7. Information on mounting, operation in hazardous areas (Europe)

Zones 0, 1, 2 or Zones 20, 21, 22

Hazardous area

Safe area

Thermowell

welded

TWxx

Process connection

Connection head/ Field housing

Tx10-B Tx10-C

Tx10-C Tx10-D

Tx10-H

Option: with built-in transmitter: e.g. T32

Tx10-A

Process connection

Compression tting

Associated

electrical equipment

Intrinsically safe supply or suitable barrier

e.g. transmitter power supply KFD2-STC4-Ex1 WIKA Art. No.: 2341268

e.g. Zener barrier Z954 for Pf100-3L WIKA Art. No.: 3247938

Intrinsically safe supply or suitable barrier

Tx10-A

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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Zones 1, 2 or Zones 21, 22

Hazardous area

Safe area

Thermowell

welded

TWxx

Process connection

Connection head/ Field housing

Tx10-B Tx10-C

Tx10-C Tx10-D

Tx10-H

Option: with built-in transmitter: e.g. T32

Tx10-A

Process connection

Compression tting

Associated

electrical equipment

Intrinsically safe supply or suitable barrier

e.g. transmitter power supply KFD2-STC4-Ex1 WIKA Art. No.: 2341268

e.g. Zener barrier Z954 for Pf100-3L WIKA Art. No.: 3247938

Intrinsically safe supply or suitable barrier

Tx10-A

Zones 0, 1, 2 or Zones 20, 21, 22

The sensor together with housing or connection head is located in Zone 0 (Zone 20). An Ex ia type circuit must be used. A zone separation is deemed to exist if the process connection guarantees a suciently tight gap (IP 67) between the less hazardous zone and the Zone 0.

Examples of suitable process connections include gas-tight standardised industrial anges, threaded connections or pipe connections.

7.4.2 Possible installation methods with the marking II 1/2 Ex ib IIC T6 Ga/Gb or

II 1/2 D Ex ib IIIC T65 °C Da/Db

The sensor or thermowell tip protrudes into Zone 0. The housing or connection head is in Zone 1 (Zone 21) or Zone 2 (Zone 22). It is sucient to use an Ex ib type circuit.

Zone separation is guaranteed if suciently-tight (IP 67) process connections are used.

Examples of suitable process connections include gas-tight standardised industrial anges, threaded connections or pipe connections.

7. Information on mounting, operation in hazardous areas (Europe)

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30 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

The welded parts, process connections, compression ttings, thermowells or housings used must be designed such that they withstand all inuencing variables resulting from the process, such as temperature, ow forces, pressure, corrosion, vibration and impacts.

7.4.3 Partition wall for use in Zone 0 or Zone 1/2 or separation between hazardous area

and non-hazardous area

If the wall thickness is less than 1 mm, the instrument must also be marked with an "X" or a safety instruction in accordance with 29.2 of EN/IEC 60079-0, with the special proviso that for safe use it must not be subjected to ambient stresses that may have an adverse eect on the partition wall. If the partition wall is continuously subjected to vibrations (e.g. vibrating membranes), its fatigue limit at the maximum amplitude must be stated in the documentation (see Section 4.2.5.2, EN/IEC 60079-26).

Alternatively, a thermowell of suitable minimum wall thickness may be used by the customer. When using a thermowell/neck tube, the overall instrument must be constructed such that it allows installation in a way that results in a suciently tight gap (IP 67) or a ame path (EN/IEC 60079-1) towards the less hazardous area.

8. Electrical connection values

8.1 Electrical data without built-in transmitter or digital display

For Group II instruments (potentially explosive gas atmospheres)

*3,

the following maximum

connection values apply: U

= DC 30 V

= 550 mA

(at the sensor *1) = 1.5 W

For Group II instruments (potentially explosive dust atmospheres), the following maximum connection values apply:

= DC 30 V

= 550 mA

(at the sensor *2) = For the values, see "Table 2" (column 2) on page 24

*1 The permissible power to the sensor depends on the temperature of the medium TM, the temperature class

and the thermal resistance Rth, but shall not be more than 1.5 W.

For calculation examples, see chapter "9. Calculation examples for self-heating at the sensor/thermowell tip".

*2 The permissible power to the sensor depends on the temperature of the medium TM, the maximum allowed

surface temperature and the thermal resistance Rth, but shall not be more than the values from "Table 2" (Column 2), see above.

*3 Use in methane atmospheres Owing to the higher minimum ignition energy of methane, the instruments can also be used where methane

causes a potentially explosive atmosphere. The instrument can be optionally marked with IIC + CH4.

7. Information on mounting and ... / 8. Electrical connection values

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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The internal inductance (Li) and capacitance (Ci) of standard measuring inserts in accordance with DIN 43735 are negligible. The values for cable probes and very long sheathed-cable/ resistance thermometers can be seen from the rating plate and must be taken into account when connecting them to an intrinsically safe power supply.

Sensor circuit in Ex ia or ib, IIC intrinsic safety ignition protection

Only for connection to intrinsically safe circuits with the following maximum output values for Group II instruments (potentially explosive gas atmospheres):

o = DC 30 V

o = 550 mA

o = 1.5 W

For Group II instruments (potentially explosive dust atmospheres), the following maximum output values apply to their connection to intrinsically safe circuits:

Uo = DC 30 V Io = 550 mA Po = For the values, see "Table 2" (Column 2) on page 24

8.2 Electrical data for built-in transmitters or digital displays

For the sensor circuit, the values mentioned in 8.1 apply. Signal circuit in Ex ia or ib, IIC intrinsic safety ignition protection

depending on the transmitter/digital display

in the housing: depending on the transmitter/digital display

depending on the transmitter/digital display

The transmitters and digital displays used must have their own certication in accordance with EN/IEC. The installation conditions and electrical connection values can be seen from the relevant approvals and must be observed.

8.3 Electrical data with built-in transmitter in accordance with the FISCO model

The transmitters/digital displays used for the application range in accordance with the FISCO model are considered FISCO eld units. The requirements in accordance with EN/IEC 60079-27, and the connection conditions of the approvals in accordance with FISCO, apply.

8.4 TC95/TR95 multipoint thermocouples

Assembly of multipoint thermocouples from individual sheathed cables

For the individual insulated sheathed cable, the values mentioned in 8.1 apply. For operationally grounded multipoint thermocouples, the sum of all the sensors must comply with the abovementioned values. For applications in dust areas, the values from "Table 2" (Column 2) on page 23 must be observed.

8. Electrical connection values

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32 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

8.5 TC93 coaxial multipoint thermocouple

WARNING!

The circuits of the coaxial multi-point thermocouple are operationally connected to one another. When applied in practice, a separate assessment must be made, and/or special conditions may have to be observed when connecting the coaxial multipoint thermocouple. In addition, an assessment of an intrinsically safe system (e.g. when connecting several sensor circuits of dierent transmitters to one another) must be made.

9. Calculation examples for self-heating at the sensor/thermowell tip

The self-heating at the sensor tip or thermowell tip depends upon the sensor type (TC/RTD), the probe diameter, the thermowell design and the power supplied to the sensor in the event of a failure. The table below shows the possible combinations. The table shows that when a failure occurs, thermocouples produce much less self-heating than resistance thermometers.

Thermal resistance [R

in K/W]

Sensor Probe Ø in mm

2.0<3.0

3.0<6.0

6 - 8 3.0 -

6.0

0.5<1.5

1.5<3.0

3.0<6.0

6.0-

12.0

Sensor type RTD RTD RTD RTD TC TC TC TC without thermowell 245 110 75 225 105 60 20 5 with multi-part thermowell

(straight and tapered) (e.g. TW22, TW35, TW40, TW45, etc.)

135 60 37 - - - 11 2.5

with thermowell - machined from solid material (straight and tapered)

(e.g. TW10, TW15, TW20, TW25, TW30, TW50, TW55, TW60, etc.)

50 22 16 - - - 4 1

Special thermowell – EN 14597 - - 33 - - - - 2.5 Tx55 (tubular holder) - 110 75 225 - - 20 5 Built into a blind bore

(minimum wall thickness 5 mm)

50 22 16 45 22 13 4 1

1) surface-sensitive

When using multiple sensors and simultaneous operation, the sum of the individual powers must not exceed the value of the maximum permissible power. The maximum permissible power must be limited to 1.5 W maximum. This must be guaranteed by the plant operator.

8. Electrical connection values / 9. Calculation examples for ...

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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9.1 Calculation example for RTD measuring point with thermowell

Use at the partition wall to Zone 0: Calculate the maximum permissible temperature T

max

at the thermowell tip for the following combination: RTD measuring insert Ø 6 mm with built-in model T32.1S head-mounted transmitter, tted into a Design 3F multi-part thermowell . Power supply is, for example, via a Model KFD2-STC4-EX1 transducer power supply (WIKA Article No. 2341268).

max

is obtained by adding the temperature of the medium and the self-heating. The self-heating

of the thermowell tip depends on the supplied power P

of the transmitter and the thermal

resistance R

The following formula is used for the calculation: T

max

= Po x Rth + T

max

= Surface temperature (max. temperature at the thermowell tip)

= from transmitter data sheet

= Thermal resistance [K/W]

TM = Temperature of the medium Prerequisite is an ambient temperature T

amb

of -20 ... +40 °C.

Example

Resistance thermometer RTD Diameter: 6 mm Temperature of the medium T

= 150 °C

Supplied power: P

= 15.2 mW

Temperature Class T3 (200 °C) must not be exceeded

Thermal resistance [R

in K/W] from table = 37 K/W Self-heating: 0.0152 W x 37 K/W = 0.56 K T

max

= TM + self-heating: 150 °C + 0.56 °C = 150.56 °C

The result shows that in this case self-heating at the thermowell tip is negligible. As safety clearance for type-examined instruments (for T6 to T3), another 5 °C must be subtracted from the 200 °C; hence 195 °C would be permissible. This means that in this case temperature class T3 is not exceeded.

Additional information

Temperature class for T3 = 200 °C Safety clearance for type-examined instruments (T6 to T3)

= 5 K

Safety clearance for type-examined instruments (T1 to T2)

= 10 K

*1 EN/IEC 60 079-0: 2009 Section 26.5.1

9. Calculation examples for self-heating at the sensor/thermowell tip

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34 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

Simplied verication of intrinsic safety for the above-mentioned combination

Measuring insert Head transmitter Power supply

Ui: DC 30 V Uo: DC 6.5 V Ui: DC 30 V Uo: DC 25.4 V I

: 550 mA Io: 9.3 mA Ii: 130 mA Io: 88.2 mA

(

max

) at the sensor: 1.5 W Po: 15.2 mW Pi: 800 mW Po: 560 mW

: negligible Co: 24 µF Ci: 7.8 nF Co: 93 nF

: negligible Lo: 365 mH Li: 100 µH Lo: 2.7 mH

9.2 Calculation example for a sheathed cable with RTD sensor

Use at the partition wall to Zone 0: Calculate the maximum permissible temperature Tmax at the probe tip for the following combination: Resistance thermometer without thermowell (TR10-H) Ø 6 mm without transmitter, mounted by means of a compression tting with stainless steel sealing ring. Power supply is, for example, via a model Z954 Zener barrier (WIKA Article No. 3247938), for example.

max

is obtained by adding the temperature of the medium and the self-heating. The self-heating

of the thermowell tip depends on the supplied power P

of the Zener barrier and the thermal

resistance R

The following formula is used for the calculation: T

max

= Po x Rth + T

max

Surface temperature (max. temperature at the probe tip)

= from the Zener barrier data sheet

= Thermal resistance [K/W]

TM = Temperature of the medium Prerequisite is an ambient temperature T

amb

of -20 ... +40 °C.

Example

Resistance thermometer RTD Diameter: 6 mm Temperature of the medium T

= 150 °C

Supplied power: P

= 1150 mW

Temperature class T3 (200 °C) must not be exceeded

Thermal resistance [Rth in K/W] from table = 75 K/W Self-heating: 1.15 W x 75 K/W = 86.25 K T

max

= TM + self-heating: 150 °C + 86.25 °C = 236.25 °C

The result shows, in this case, substantial self-heating at the probe tip.

As safety margin for type-examined instrument (for T6 to T3), an additional 5 °C must be subtracted from the 200 °C; hence 195 °C would be permissible. This means that in this case temperature class T3 is exceeded signicantly and therefore not permissible. An additional thermowell could be used as a remedy.

9. Calculation examples for self-heating at the sensor/thermowell tip

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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Additional information

Temperature class for T3 = 200 °C Safety margin for type-examined instruments (T6 to T3)*1 = 5 K Safety clearance for type-examined instruments (T1 to T2)*1 = 10 K

*1 EN/IEC 60 079-0: 2009 Section 26.5.1

9.3 Calculation example for the above-mentioned resistance thermometer with thermowell

RTD measuring insert Ø 6 mm without transmitter, built into a 3F design multi-part thermowell .

Thermal resistance [Rth in K/W] from table = 37 K/W Self-heating: 1.15 W x 37 K/W = 42.55 K T

max

= TM + self-heating: 150 °C + 42.55 °C = 192.55 °C

The result shows, in this case, substantial self-heating at the probe tip.

Simplied verication of intrinsic safety for the above-mentioned combination

Measuring insert Zener barrier Z954 Display instrument

(non-hazardous area)

: DC 30 V Uo: DC 9 V Um: AC 250 V Uo: AC 230 V

: 550 mA Io: 510 mA Ii: nA Io: nA

(

max

) at the sensor: 1.5 W Po: 1150 mW Pi: nA Po: nA

: negligible Co: 4.9 µF Ci: nA Co: nA

: negligible Lo: 0.12 mH Li: nA Lo: nA

Upon comparing the values, it is obvious that it is permissible to connect these units to one another. However, the operator must also take into account the values for inductance and capacitance of the electrical connection leads. These calculations apply to the Z954 Zener barrier in connection with a resistance thermometer Pt100 in 3-channel mode without grounding, i.e., symmetrical operation of the resistance thermometer in 3-wire circuit on a display or evaluation instrument.

Electrical connection

For sensor connections, terminal, cable or connector assignments, see chapter "6.1 Electrical connection".

9. Calculation examples for self-heating at the sensor/thermowell tip

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36 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

10. Maintenance and cleaning

10.1 Maintenance

These thermometers are maintenance-free. Repairs must only be carried out by the manufacturer.

10.2 Cleaning

CAUTION!

■

Clean the instrument with a moist cloth. This applies in particular to thermometers with a housing made of plastic and cable probes with plastic-insulated connection lead, to ensure that any risk of electrostatic discharge is avoided.

■

Electrical connections must not come into contact with moisture.

■

Wash or clean the dismounted instrument before returning it, in order to protect sta and the environment from exposure to residual media.

■

Residual media in dismounted instruments can result in a risk to persons, the environment and equipment. Take sucient precautionary measures.

For information on returning the instrument, see chapter "12.2 Returns".

11. Faults

Faults Causes Measures

No signal/ line break Mechanical load too high or

overtemperature

Replace probe or measuring insert with a suitable design

Erroneous measured values

Sensor drift caused by overtemperature

Replace probe or measuring insert with a suitable design

Sensor drift caused by chemical attack

Use a design with thermowell

Erroneous measured values (too low)

Entry of moisture into cable or measuring insert

Replace probe or measuring insert with a suitable design

Erroneous measured values and response times too long

Wrong mounting geometry, for example mounting depth too deep or heat dissipation too high

Temperature-sensitive area of the sensor must be inside the medium, and surfaces must be isolated.

Deposits on the sensor or thermowell

Remove deposits

Erroneous measured values (of thermocouples)

Parasitic voltages (thermal voltages, galvanic voltage) or wrong equalisation line

Use a suitable equalisation line

Measurement signal "comes and goes"

Cable break in connecting cable or loose contact caused by mechanical overload

Replace probe or measuring insert with a suitable design, for example equipped with a strain relief or a thicker conductor cross-section

10. Maintenance and cleaning / 11. Faults

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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Corrosion Composition of the medium not

as expected or modied or wrong thermowell material selected

Analyse medium and then select a more-suitable material or replace thermowell regularly

Signal interference

Stray currents caused by electric elds or earth loops

Use screened connecting cables, increase in the distance to motors and power lines

Earth circuits Eliminate potentials, use galvanically

isolated transmitter supply isolators or transmitters

CAUTION!

If deciencies cannot be eliminated by means of the measures listed above, shut down the instrument immediately, and ensure that pressure and/or signal are no longer present, and secure the instrument from being put back into operation inadvertently. In this case, contact the manufacturer. Should a return be necessary, please observe the information in chapter "12.2 Returns".

12. Dismounting, return and disposal

WARNING!

Residual media in dismounted instruments can result in a risk to persons, the environment and equipment. Take sucient precautionary measures.

12.1 Dismounting

WARNING! Risk of burns!

Let the instrument cool down suciently before dismounting it! When dismounting it, there is a risk that dangerously hot pressure media may escape.

Connections must only be opened when the instrument is depressurised and has cooled down.

The thermometer or the measuring insert can be removed from the thermowell. The thermowell itself should only be removed from the process once it is in a depressurised state. For thermometers without thermowell, the system must have been depressurised, cooled down and be free of hazardous materials.

11. Faults / 12. Dismounting, return and disposal

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38 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

12.2 Returns

WARNING!

Absolutely observe when shipping the instrument: All instruments delivered to WIKA must be free from any kind of hazardous substances (acids, bases, solutions, etc.)

To return the instrument, use the original packaging or a suitable transport package.

To avoid damage:

1. Wrap the instrument in an antistatic plastic lm.

2. Place the instrument, along with the shock-absorbing material, in the packaging. Place shock-absorbent material evenly on all sides of the shipping box.

3. If possible, place a bag, containing a desiccant, inside the packaging.

4. Label the shipment as transport of a highly sensitive measuring instrument.

Enclose the completed return form with the instrument.

The return form is available on the internet:

www.wika.de / Service / Return

12.3 Disposal

Incorrect disposal may endanger the environment.

Dispose of instrument components and packaging materials in an environmentally compatible way and in accordance with the country-specic waste disposal regulations.

12. Dismounting, return and disposal

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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Appendix 1: EC type examination certicate

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40 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

Appendix 1: EC type examination certicate

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Appendix 1: EC type examination certicate

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42 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

Appendix 1: EC type examination certicate

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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Appendix 2: IECEx certicate of conformity

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44 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

Appendix 2: IECEx certicate of conformity

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WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

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Appendix 2: IECEx certicate of conformity

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46 WIKA operating instructions RTD and TC, intrinsically safe designs

Appendix 2: IECEx certicate of conformity / Appendix 3: EC ...

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1. Allgemeines 48

2. Sicherheit 49

3. Technische Daten 54

4. Aufbau und Funktion 57

5. Transport, Verpackung und Lagerung 58

6. Inbetriebnahme, Betrieb 59

7. Hinweise zu Montage und Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich (Europa) 65

8. Elektrische Anschlusswerte 74

9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der Fühler- / Schutzrohrspitze 76

10. Wartung und Reinigung 80

11. Störungen 80

12.

Demontage, Rücksendung und Entsorgung

Anlage 1: EG-Baumusterprüfbescheinigung

Anlage 2: IECEx Zertikat

Anlage 3: EG-Konformitätserklärung

WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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Inhalt

Konformitätserklärungen nden Sie online unter www.wika.de.

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48 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

1. Allgemeines

■

Das in der Betriebsanleitung beschriebene Gerät wird nach den neuesten Erkenntnissen gefertigt. Alle Komponenten unterliegen während der Fertigung strengen Qualitäts- und Umweltkriterien. Unsere Managementsysteme sind nach ISO 9001 und ISO 14001 zertiziert.

■

Diese Betriebsanleitung gibt wichtige Hinweise zum Umgang mit dem Gerät. Voraussetzung für sicheres Arbeiten ist die Einhaltung aller angegebenen Sicherheitshinweise und Handlungs-anweisungen.

■

Die für den Einsatzbereich des Gerätes geltenden örtlichen Unfallverhütungsvorschriften und allgemeinen Sicherheitsbestimmungen einhalten.

■

Die Betriebsanleitung ist Produktbestandteil und muss in unmittelbarer Nähe des Gerätes für das Fachpersonal jederzeit zugänglich aufbewahrt werden.

■

Das Fachpersonal muss die Betriebsanleitung vor Beginn aller Arbeiten sorgfältig durchgelesen und verstanden haben.

■

Die Haftung des Herstellers erlischt bei Schäden durch bestimmungswidrige Verwendung, Nichtbeachten dieser Betriebsanleitung, Einsatz ungenügend qualizierten Fachpersonals sowie eigenmächtiger Veränderung am Gerät.

■

Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen in den Verkaufsunterlagen.

■

Technische Änderungen vorbehalten.

■

Weitere Informationen:

- Internet-Adresse: www.wika.de / www.wika.com

- Anwendungsberater: Tel.: (+49) 9372/132-0 Fax: (+49) 9372/132-406 E-Mail: info@wika.de

Symbolerklärung

WARNUNG!

… weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, die zum Tod oder zu schweren Verletzungen führen kann, wenn sie nicht gemieden wird.

VORSICHT!

… weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, die zu geringfügigen oder leichten Verletzungen bzw. Sach- und Umweltschäden führen kann, wenn sie nicht gemieden wird.

Information

… hebt nützliche Tipps und Empfehlungen sowie Informationen für einen ezienten und störungsfreien Betrieb hervor.

1. Allgemeines

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

3345267.08 06/2011 GB/D

WARNUNG!

… weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation im explosionsgefährdeten Bereich hin, die zum Tod oder zu schweren Verletzungen führt, wenn sie nicht gemieden wird.

WARNUNG!

… weist auf eine möglicherweise gefährliche Situation hin, die durch heiße Oberächen oder Flüssigkeiten zu Verbrennungen führen kann, wenn sie nicht gemieden wird.

Abkürzungen RTD englisch: "Resistance temperature detector";

Widerstandsthermometer

TC englisch: "Thermocouple";

Thermoelement

2. Sicherheit

WARNUNG!

Vor Montage, Inbetriebnahme und Betrieb sicherstellen, dass das richtige Thermometer hinsichtlich Messbereich, Ausführung und spezischen Messbedingungen ausgewählt wurde.

Schutzrohr hinsichtlich Maximaldruck und -temperatur (z. B. Belastungsdiagramme in DIN 43772) auswählen.

Bei Nichtbeachten können schwere Körperverletzungen und/oder Sachschäden auftreten.

Weitere wichtige Sicherheitshinweise benden sich in den einzelnen Kapiteln dieser Betriebsanleitung.

2.1 Bestimmungsgemäße Verwendung

Diese Widerstandsthermometer und Thermoelemente dienen zur Temperaturmessung in industriellen Anwendungen, in explosionsgefährdeten Bereichen.

Widerstandsthermometer werden zum Messen von Temperaturen von -200 … +600 °C verwendet. Bei Thermoelementen reichen die möglichen Messbereiche von -200 … +1200 °C. Thermometer dieser Bauform können sowohl direkt in den Prozess eingebaut werden, als auch in ein Schutzrohr. Die Bauformen der Schutzrohre sind beliebig auswählbar, jedoch sind die operativen Prozessdaten (Temperatur, Druck, Dichte und Strömungsgeschwindigkeit) zu berücksichtigen.

1. Allgemeines / 2. Sicherheit

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50 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Die Verantwortung für die Auswahl des Thermometers bzw. Schutzrohres, sowie für deren Werkstoauswahl zur Gewährleistung einer sicheren Funktion in der Anlage bzw. Maschine obliegt dem Betreiber. WIKA kann während der Angebotserstellung lediglich Empfehlungen aussprechen, die sich an unseren Erfahrungen in ähnlichen Applikationen orientieren

Das Thermometer ist ausschließlich für den hier beschriebenen bestimmungsgemäßen Verwendungszweck konzipiert und konstruiert und darf nur dementsprechend verwendet werden.

Die technischen Spezikationen in dieser Betriebsanleitung sind einzuhalten. Eine unsachgemäße Handhabung oder ein Betreiben des Gerätes außerhalb der technischen Spezikationen macht die sofortige Stilllegung und Überprüfung durch einen autorisierten WIKA-Servicemitarbeiter erforderlich.

Wird das Gerät von einer kalten in eine warme Umgebung transportiert, so kann durch Kondensatbildung eine Störung der Gerätefunktion eintreten. Vor einer erneuten Inbetriebnahme die Angleichung der Gerätetemperatur an die Raumtemperatur abwarten.

Ansprüche jeglicher Art aufgrund von nicht bestimmungsgemäßer Verwendung sind ausgeschlossen.

2.2 Personalqualikation

WARNUNG!

Verletzungsgefahr bei unzureichender Qualikation! Unsachgemäßer Umgang kann zu erheblichen Personen- und Sachschäden führen.

■

Die in dieser Betriebsanleitung beschriebenen Tätigkeiten nur durch Fachpersonal nachfolgend beschriebener Qualikation durchführen lassen.

■

Unqualiziertes Personal von den Gefahrenbereichen fernhalten.

Fachpersonal

Das Fachpersonal ist aufgrund seiner fachlichen Ausbildung, seiner Kenntnisse der Mess- und Regelungstechnik und seiner Erfahrungen sowie Kenntnis der landesspezischen Vorschriften, geltenden Normen und Richtlinien in der Lage, die beschriebenen Arbeiten auszuführen und mögliche Gefahren selbstständig zu erkennen.

Spezielle Einsatzbedingungen verlangen weiteres entsprechendes Wissen, z. B. über aggressive Medien.

2.3 Zusätzliche Sicherheitshinweise für Geräte mit ATEX- und IECEx-Zulassung

WARNUNG!

Die Nichtbeachtung dieser Inhalte und Anweisungen kann zum Verlust des Explosionsschutzes führen.

2. Sicherheit

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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WARNUNG!

Anforderungen der Richtlinie 94/9/EG (ATEX) und IECEx beachten. Jeweilige Landesvorschriften bezüglich Ex-Einsatz einhalten (z. B.: EN/IEC 60079-10 und EN/IEC 60079-14).

2.4 Besondere Gefahren

WARNUNG!

Die Angaben der geltenden Baumusterprüfbescheinigung sowie die jeweiligen landesspezischen Vorschriften zur Installation und Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (z. B. EN/IEC 60079-14, NEC, CEC) einhalten. Bei Nichtbeachten können schwere Körperverletzungen und/oder Sachschäden auftreten.

Weitere wichtige Sicherheitshinweise für Geräte mit ATEX-/IECEx-Zulassung siehe Kapitel „2.3 Zusätzliche Sicherheitshinweise für Geräte mit ATEX- und IECExZulassung“.

WARNUNG!

Bei gefährlichen Messstoen wie z. B. Sauersto, Acetylen, brennbaren oder giftigen Stoen, sowie bei Kälteanlagen, Kompressoren etc. müssen über die gesamten allgemeinen Regeln hinaus die einschlägigen Vorschriften beachtet werden.

WARNUNG!

Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) erforderlich! Die ordnungsgemäße Verwendung geerdeter Arbeitsächen und persönlicher Armbänder ist bei Arbeiten mit oenen Schaltkreisen (Leiterplatten) erforderlich, um die Beschädigung empndlicher elektronischer Bauteile durch elektrostatische Entladung zu vermeiden.

Für ein sicheres Arbeiten am Gerät muss der Betreiber sicherstellen,

■

dass eine entsprechende Erste-Hilfe-Ausrüstung vorhanden ist und bei Bedarf jederzeit Hilfe zur Stelle ist.

■

dass das Bedienpersonal regelmäßig in allen zutreenden Fragen von Arbeitssicherheit, Erste-Hilfe und Umweltschutz unterwiesen wird, sowie die Betriebsanleitung und insbesondere die darin enthaltenen Sicherheitshinweise kennt.

WARNUNG!

Messstoreste in ausgebauten Geräten können zur Gefährdung von Personen, Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen ergreifen.

Dieses Gerät nicht in Sicherheits- oder in Not-Aus-Einrichtungen benutzen. Fehlerhafte Anwendungen des Gerätes können zu Verletzungen führen.

Am Gerät können im Fehlerfall aggressive Medien mit extremer Temperatur und unter hohem Druck oder Vakuum anliegen.

2. Sicherheit

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52 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

2.5 Beschilderung / Sicherheitskennzeichnungen

2.5.1 Typenschilder für Widerstandsthermometer

Typ

Sensor gemäß Norm

■

F Dünnlm-Messwiderstand

■

W Drahtgewickelter Messwiderstand

Zulassungsnummer

Herstellungsjahr

Symbolerklärung siehe Seite 54

Transmitter-Typ

(nur bei Ausführung mit Transmitter)

Herstellungsjahr

Symbolerklärung siehe Seite 54

Zulassungsnummer

Typ

2. Sicherheit

■

Typenschild für Messeinsatz TR10-A

■

Zusätzliche Angaben für Ex-Geräte

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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2. Sicherheit

2.5.2 Typenschilder für Thermoelemente

Typ

Zulassungsnummer

Herstellungsjahr

Symbolerklärung siehe Seite 54

Transmitter-Typ

(nur bei Ausführung mit Transmitter)

Herstellungsjahr

Symbolerklärung siehe Seite 54

Zulassungsnummer

Typ

■

Typenschild für Messeinsatz TC10-A

■

Zusätzliche Angaben für Ex-Geräte

„ungrounded“

Sensor gemäß Norm

■

ungrounded

■

grounded

Legende:

■

ungrounded

isoliert verschweißt

■

grounded

mit dem Mantel verschweißt (geerdet)

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54 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Symbolerklärung

Vor Montage und Inbetriebnahme des Gerätes unbedingt die Betriebsanleitung lesen!

CE, Communauté Européenne

Geräte mit dieser Kennzeichnung stimmen überein mit den zutreenden europäischen Richtlinien.

ATEX Europäische Explosionsschutz-Richtlinie

(Atmosphère = AT, explosible = EX) Geräte mit dieser Kennzeichnung stimmen überein mit den Anforderungen der europäischen Richtlinie 94/9/EG (ATEX) zum Explosionsschutz.

3. Technische Daten

3.1 Widerstandsthermometer

Sensor-Schaltungsart

■

2-Leiter Der Leitungswiderstand geht als Fehler in die Messung ein.

■

3-Leiter Ab einer Kabellänge von ca. 30 m können Messabweichungen auftreten.

■

4-Leiter

Der Innenleitungswiderstand der Anschlussdrähte kann vernachlässigt werden.

Grenzabweichung des Sensors nach DIN EN 60751

■

Klasse B

■

Klasse A

■

Klasse AA

Die Kombinationen 2-Leiter-Schaltungsart und Klasse A oder Klasse AA sind nicht zulässig, da der Leitungswiderstand des Messeinsatzes der höheren Sensorgenauigkeit entgegen wirkt.

Grundwerte und Grenzabweichungen

Grundwerte und Grenzabweichungen von Platin-Messwiderständen sind festgelegt in DIN EN 60751. Der Nennwert von Pt100 Sensoren beträgt 100 Ω bei 0 °C. Der Temperaturkoezient α kann zwischen 0 °C und 100 °C vereinfacht angegeben werden mit:

α = 3,85 ∙ 10-3 °C

-1

Der Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem elektrischen Widerstand wird durch Polynome beschrieben, die ebenfalls in DIN EN 60751 deniert sind. Weiterhin legt diese Norm die Grundwerte in °C-Schritten tabellarisch fest.

2. Sicherheit / 3. Technische Daten

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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Klasse Temperaturbereich Grenzabweichung

in °C

Drahtgewickelt (W) Dünnschicht (F)

B -196 … +600 °C -50 … +500 °C ± (0,30 + 0,0050 | t |)

A -100 … +450 °C -30 … +300 °C ± (0,15 + 0,0020 | t |)

AA -50 … +250 °C 0 … 150 °C ± (0,10 + 0,0017 | t |)

1) | t | ist der Zahlenwert der Temperatur in °C ohne Berücksichtigung des Vorzeichens.

Fett gedruckt: Standardausführung

Widerstandswerte und Grenzabweichungen bei ausgewählten Temperaturen (Pt100)

Temperatur in °C

(ITS 90)

Widerstandswert in Ω

Klasse B Klasse A Klasse AA

-196 19,69 ... 20,80 - -

-100 59,93 ... 60,58 60,11 ... 60,40 -

-50 80,09 ... 80,52 80,21 ... 80,41 80,23 ... 80,38

Diese Tabelle bildet den Kalibriervorgang an vordenierten Temperaturen ab. D. h. wenn ein Temperaturnormal zur Verfügung steht, so sollte der Widerstandswert des Prüings innerhalb der oben angegebenen Grenzen liegen.

Weitere Informationen zu Genauigkeiten und Einsatzgrenzen von Widerstandsthermometern siehe Datenblatt IN 00.17 (Download unter www.wika.de).

3.2 Thermoelemente

Sensor-Typen

Typ

Empfohlene max. Betriebstemperatur

K (NiCr-Ni) 1200 °C J (Fe-CuNi) 800 °C E (NiCr-CuNi) 800 °C T (Cu-CuNi) 400 °C N (NiCrSi-NiSi) 1200 °C S (Pt10% Rh-Pt) 1600 °C R (Pt13% Rh-Pt) 1600 °C B (Pt30% Rh-Pt6%-Rh) 1700 °C

3. Technische Daten

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56 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Potenzielle Messunsicherheiten durch Alterungseekte

Thermoelemente altern und verändern ihre Temperatur-Thermospannungskennlinie. Thermoelemente des Typs J (Fe-CuNi) altern gering, weil zunächst der Reinmetallschenkel oxydiert. Bei den Thermoelementen der Typen K und N (NiCrSi-NiSi) können bei hohen Temperaturen erhebliche Veränderungen der Thermospannung durch Chromverarmung im NiCr-Schenkel auftreten, was eine sinkende Thermospannung zur Folge hat.

Bei Sauerstomangel wird dieser Eekt noch beschleunigt, weil sich keine vollständigen Oxydhäute auf der Oberäche des Thermoelementes ausbilden können, die einer weiteren Oxydation entgegenwirken. Es oxydiert das Chrom, nicht jedoch das Nickel. Dadurch entsteht die sogenannte „Grünfäule“, die das Thermoelement zerstört. Bei schnellem Abkühlen von NiCrNi-Thermoelementen, die oberhalb 700 °C betrieben wurden, kommt es während der Abkühlung zum Einfrieren bestimmter Zustände im Kristallgefüge (Nahordnung), was bei Typ-K-Elementen eine Thermospannungsänderung bis zu 0,8 mV zur Folge haben kann (K-Eekt).

Beim Thermoelement Typ N (NiCrSi-NiSi) hat man den Nahordnungseekt durch Legieren beider Schenkel mit Silizium verringern können. Der Eekt ist reversibel und wird durch Glühen oberhalb 700 °C mit anschließender langsamer Abkühlung größtenteils wieder abgebaut. Dünne Mantelthermoelemete reagieren hier besonders empndlich. Schon eine Abkühlung an ruhender Luft kann Abweichungen von mehr als 1 K zur Folge haben.

Die tatsächliche Gebrauchstemperatur des Thermometers wird begrenzt sowohl durch die maximal zulässige Einsatztemperatur des Thermoelementes, als auch durch die maximal zulässige Einsatztemperatur des Schutzrohrwerkstoes.

Gelistete Typen sind als einfaches Thermopaar oder als doppeltes Thermopaar lieferbar. Das Thermoelement wird mit isolierter Messstelle geliefert, wenn nicht ausdrücklich anders speziziert wurde.

Grenzabweichung

Bei der Grenzabweichung von Thermopaaren ist eine Vergleichsstellen-Temperatur von 0 °C zugrunde gelegt. Bei Verwendung einer Ausgleichs- oder Thermoleitung muss eine zusätzliche Messabweichung berücksichtigt werden.

Grenzabweichungen und weitere technische Daten siehe entsprechendes WIKA Datenblatt oder Bestellunterlagen.

3. Technische Daten

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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4. Aufbau und Funktion

4.1 Beschreibung

Mit Hilfe dieser Thermometer (Widerstandsthermometer und Thermoelemente) werden Temperaturen in Prozessen erfasst. Diese Thermometer eignen sich je nach Ausführung für niedrige, mittlere und hohe Prozessanforderungen, in explosionsgefährdeten Bereichen.

Messstelle isoliert

Das Thermometer Typ TRxx oder Typ TCxx besteht aus einem verschweißten Rohr, einer mineralisolierten Mantelleitung oder aus keramikisolierten Thermodrähten, worin sich der Temperatursensor bendet, der in einem Keramikpulver, einer temperaturbeständigen Vergussmasse, Zementmasse oder einer Wärmeleitpaste eingebettet ist.

Alternativen: Der Aufbau des Messeinsatzes oder des Kabelfühlers kann auch in Rohrausführung durchgeführt werden. Der Sensor bendet sich dann in einem verschweißten Rohr, eingebettet in einem Keramikpulver, Wärmeleitpaste oder in einer dafür geeigneten, temperaturbeständigen Vergussmasse. Der Aufbau des Messeinsatzes für Hochtemperaturthermoelemente kann auch mit Thermodrähten erfolgen, welche mit Keramikstäben oder Keramikperlen isoliert sind. Das Keramikrohr wird in ein metallisches Halterohr mittels eines temperaturbeständigen Zementes eingekittet.

Thermoelemente, nicht isoliert (geerdet)

Für besondere Anwendungen z. B. Oberflächentemperaturmessungen, sind die Sensoren direkt mit der Schutzhülse kontaktiert, bzw. sind die Messstellen bei Thermoelementen mit dem Boden verschweißt (siehe Kapitel „7.1.1 Besondere Bedingungen für die Verwendung (X-Conditions)„).

Messstelle isoliert (ungrounded) Messstelle nicht isoliert (grounded)

Thermopaar ThermopaarMessstelle

Messstelle

Mantel

Pulver AI203

MI-Leitung

V-Pad

geschweißt mit Zusatz

Variante V-Pad

Messstelle nicht isoliert

4. Aufbau und Funktion

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58 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Vibrationsfestigkeit

Die Thermometer sind stoß- und vibrationsfest aufgebaut, die Vibrationsfestigkeit der Standardversion entspricht der DIN EN 60751(bis 3 g), Sonderausführungen sind auch höher belastbar. Die Stoßfestigkeit entspricht für alle Versionen den Anforderungen der EN 60751, ausgenommen für Hochtemperaturthermoelemente welche mit keramikisolierten Thermodrähten aufgebaut sind.

Elektrischer Anschluss

Anschlusseitig ist das Thermometer mit einem Gehäuse, einem Stecker oder freien Anschlussleitungen ausgerüstet. In der Gehäuseausführung befinden sich Anschlussklemmen oder bescheinigte Transmitter. Optional können in die Gehäuse separat bescheinigte Digitalanzeigen eingebaut sein.

4.2 Lieferumfang

Lieferumfang mit dem Lieferschein abgleichen.

5. Transport, Verpackung und Lagerung

5.1 Transport

Gerät auf eventuell vorhandene Transportschäden untersuchen. Oensichtliche Schäden unverzüglich mitteilen.

5.2 Verpackung

Verpackung erst unmittelbar vor der Montage entfernen. Die Verpackung aufbewahren, denn diese bietet bei einem Transport einen optimalen Schutz (z. B. wechselnder Einbauort, Reparatursendung).

5.3 Lagerung Zulässige Bedingungen am Lagerort:

■

Lagertemperatur:

Geräte ohne eingebauten Transmitter: -40 ... +85 °C Geräte mit eingebautem Transmitter: siehe Betriebsanleitung des entsprechenden Transmitters

■

Feuchtigkeit: 35 ... 85 % relative Feuchte (keine Betauung)

Vermeidung folgender Einüsse:

■

Direktes Sonnenlicht oder Nähe zu heißen Gegenständen

■

Mechanische Vibration, mechanischer Schock (hartes Aufstellen)

■

Ruß, Dampf, Staub und korrosive Gase

Das Gerät in der Originalverpackung an einem Ort, der die oben gelisteten Bedingungen erfüllt, lagern. Wenn die Originalverpackung nicht vorhanden ist, dann das Gerät wie folgt verpacken und lagern:

1. Das Gerät in eine antistatische Plastikfolie einhüllen.

2. Das Gerät mit dem Dämmmaterial in der Verpackung platzieren.

3. Bei längerer Einlagerung (mehr als 30 Tage) einen Beutel mit Trocknungsmittel der Verpackung beilegen.

4. Aufbau und Funktion / 5. Transport, Verpackung und Lagerung

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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WARNUNG!

Vor der Einlagerung des Gerätes (nach Betrieb) alle anhaftenden Messstoreste entfernen. Dies ist besonders wichtig, wenn der Messsto gesundheitsgefährdend ist, wie z. B. ätzend, giftig, krebserregend, radioaktiv, usw.

6. Inbetriebnahme, Betrieb

WARNUNG!

Bei der Montage des Thermometers die zulässige Betriebstemperatur (Umgebung, Messsto), auch unter Berücksichtigung von Konvektion und Wärmestrahlung nicht unter- oder überschreiten!

WARNUNG!

Thermometer müssen geerdet sein, wenn an den Anschlussdrähten mit gefährlichen Spannungen zu rechnen ist (hervorgerufen durch z. B. mechanische Beschädigung, elektrostatische Auadung oder Induktion)!

6.1 Elektrischer Anschluss

VORSICHT!

■

Beschädigung an Kabeln und Leitungen, sowie Verbindungsstellen vermeiden

■

Feindrähtige Leiterenden mit Aderendhülsen versehen (Kabelkonfektionierung)

■

Innere wirksame Kapazität und Induktivität beachten

Die elektrischen Anschlüsse der Thermometer (z. B. Anschlussschaltbilder, Grenzabweichungen etc.) sind den jeweiligen Datenblättern zu entnehmen. Falls Kopftransmitter oder Digitalanzeigen in die Anschlussgehäuse eingebaut sind, müssen auch diese Datenblätter berücksichtigt werden.

5. Transport, Verpackung und Lagerung / 6. Inbetriebnahme, Betrieb

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60 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

6.2 Elektrischer Anschluss von Widerstandsthermometern

6.2.1 Widerstandsthermometer mit Anschlusssockel

3160629.06

rot

1 x Pt100, 2-Leiter 1 x Pt100, 3-Leiter 1 x Pt100, 4-Leiter

weiß

rot

weiß

weiß weiß

rot rot

rot

2 x Pt100, 2-Leiter

2 x Pt100, 3-Leiter

2 x Pt100, 4-Leiter

rot

weiß

rot

weiß

schwarzgelb

gelb

schwarz

weiß weiß

rot rot

schwarz schwarz

gelb

gelb gelb

rot

weiß

schwarz

gelb

weiß

6. Inbetriebnahme, Betrieb

Page 61

WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

3345267.08 06/2011 GB/D

6.2.2 Widerstandsthermometer mit Kabel oder Stecker

Ohne Steckverbinder

Lemosa Stecker

3366036.02

1 x Pt100 2-Leiter

1 x Pt100 3-Leiter

1 x Pt100 4-Leiter

2 x Pt100 2-Leiter

2 x Pt100 3-Leiter

rot

rot rot

rot

rot rot

weiß weiß

weiß

Stecker (male)

Ansicht von vorn

Kupplung (female)

Ansicht von vorn

weiß

schwarz

gelb

3160629.06

6. Inbetriebnahme, Betrieb

Page 62

3345267.08 06/2011 GB/D

62 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

6.3 Elektrischer Anschluss von Thermoelementen

Farbkennzeichnung der Kabel bei Thermoelementen

Sensortyp Norm Plus-Pol Minus-Pol

K DIN EN 60584 grün weiß J DIN EN 60584 schwarz weiß E DIN EN 60584 violett weiß T DIN EN 60584 braun weiß N DIN EN 60584 rosa weiß

6.3.1 Thermoelemente mit Anschlusssockel

Binder

Serie 680

Binder

Serie 680

Binder

Serie 680

Binder

Serie 680

Binder

Serie 692

Schraub-Steck-Verbinder, Binder

3366142.02

Stecker (male)

Ansicht auf Steckerkontakte

Kupplung (female)

Ansicht auf Buchsenkontakte

3166822.03

Einfaches Thermopaar Doppeltes Thermopaar

Für die Zuordnung Polarität Klemme gilt immer die farbliche Kennzeichnung der Plus-Pole am Gerät.

6. Inbetriebnahme, Betrieb

Page 63

WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

3345267.08 06/2011 GB/D

6.3.2 Thermoelemente mit Kabel oder Stecker

Lemosa-Stecker, male am Kabel

Binder-Stecker, male am Kabel

(Schraub-Steck-Verbindung)

Einfaches Thermopaar

Kennzeichnung der Adernenden siehe Tabelle

Kabel

Doppeltes Thermopaar

Plus-Pol und Minus-Pol sind gekennzeichnet. Bei doppelten Thermopaaren werden zwei Thermostecker verwendet.

Thermostecker

6.4 Stufenelemente (nach 8.4 und 8.5)

Diese sind in der Regel mit einem Gehäuse ausgestattet in welchem Transmitter oder Reihenklemmen montiert sind. Die Transmitter/Digitalanzeigen sind mechanisch befestigt (z. B. Schienensystem im Gehäuse oder Halterung im Anschlusskopf) und gemäß EN/IEC 60079-11 und EN/IEC 60079-14 installiert. Optional können die Gehäuse je nach Ausführung mit und ohne Anschlussklemmen (z. B. Reihenklemmen, Anschlusssockel etc.) nach EN/IEC 60079-11 und EN/IEC 60079-14 ausgestattet sein.

Bei Verwendung von mehreren Transmittern/Digitalanzeigen wächst das Gehäusevolumen angepasst an die „Wärmequelle“ und somit das zu erwärmende Volumen. Dadurch ist gewährleistet, dass es keine signikante Erhöhung der Gehäuseoberächentemperatur entsteht.

WARNUNG!

Bei Verwendung ohne Anschlussklemmen und Leitungsverdrahtung Einhaltung der Installationsvorschriften nach EN/IEC 60079-11 und EN/IEC 60079-14 sicherstellen.

6.5 Kabelverschraubungen

Bei Thermometern mit Anschlusskopf muss die Abdichtung der Kabelverschraubung optimal erfolgen, damit die erforderliche Schutzart erreicht wird.

Voraussetzungen zur Erreichung der Schutzart

■

Kabelverschraubung nur im angegebenen Klemmbereich (Kabeldurchmesser passend zur Kabelverschraubung) verwenden

■

Bei Verwendung sehr weicher Kabeltypen nicht den unteren Klemmbereich verwenden

■

Nur Rundkabel verwenden (ggf. leicht ovaler Querschnitt)

6. Inbetriebnahme, Betrieb

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64 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

■

Kabel nicht verdrillen

■

Mehrmaliges Önen/Schließen möglich; hat ggf. jedoch negative Auswirkung auf die Schutzart

■

Bei Kabel mit ausgeprägtem Kaltießverhalten Verschraubung nachziehen

6.6 Zylindrische Gewinde

Wenn Thermometeranschlusskopf, Halsrohr, Schutzrohr oder Prozessanschluss mit zylindrischen Gewinden (z. B. G ½, M20 x 1,5 ...) verbunden werden, müssen diese Gewinde mit Dichtungen gegen den Eintritt von Flüssigkeiten in das Thermometer gesichert werden.

WIKA verwendet standardmäßig eine Kupfer-Proldichtung für die Verbindung Halsrohr zum Schutzrohr und eine Papier-Flachdichtung für die Verbindung Anschlusskopf zum Halsrohr oder Schutzrohr.

Bei Zusammenbauten von Thermometer und Schutzrohr sind diese Dichtungen bereits vormontiert. Es obliegt dem Betreiber der Anlage, die Eignung dieser Dichtung im Hinblick auf die Einsatzbedingungen zu überprüfen und ggfs. durch eine geeignete Dichtung zu ersetzen.

Bei Thermometern ohne Schutzrohr bzw. getrennter Lieferung liegen Dichtungen nicht bei und müssen vom Anwender getrennt bestellt werden.

Bei der Endmontage in die Anlage sind die Gewinde zunächst handfest anzuziehen. Das entspricht auch dem Auslieferungszustand bei vormontierten Zusammenbauten. Die Endfestigkeit muss mit einer halben Schraubenschlüssel-Umdrehung hergestellt werden.

Dichtungen sind nach einer Demontage zu ersetzen!

Dichtungen können unter Angabe der Gewinde mit WIKA Bestell-Nr. und/oder Bezeichnung (siehe Tabelle) bei WIKA bezogen werden.

WIKA Bestell-Nr.

Bezeichnung Geeignet für

Gewinde

11349981 nach DIN 7603 Form C 14 x 18 x 2 -CuFA G ¼, M14 x 1,5 11349990 nach DIN 7603 Form C 18 x 22 x 2 -CuFA M18 x 1,5, G ⅜ 11350008 nach DIN 7603 Form C 21 x 26 x 2 -CuFA G ½, M20 x 1,5 11350016 nach DIN 7603 Form C 27 x 32 x 2,5 -CuFA G ¾, M27 x 2 11367416 nach DIN 7603 Form C 20 x 24 x 2 -CuFA M20 x 1,5 1248278 nach DIN 7603 D21,2 x D25,9 x 1,5 -Al G ½, M20 x 1,5 3153134

nach DIN 7603 Form C D14,2 x D17,9 x 2 -StFA

G ¼, M14 x 1,5

3361485

nach DIN 7603 Form C D33,3 x D38,9 x 2,5 -StFA

G 1

Legende: CuFA = Kupfer, max. 45HB

; mit einer Füllung aus asbestfreiem Dichtungsmaterial

Al = Aluminium Al99

; F11, 32 bis 45 HB

StFA = Weicheisen, 80 bis 95 HBa ; mit einer Füllung aus asbestfreiem Dichtungsmaterial

6. Inbetriebnahme, Betrieb

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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6.7 Konische Gewinde (NPT)

Verbindungen mit kegeligen Gewinden (NPT) sind selbstdichtend und müssen grundsätzlich nicht gesichert werden. Die Notwendigkeit einer zusätzlichen Dichtung mittels Teonband oder Hanf ist jedoch zu prüfen. Die Gewinde sollten vor der Montage mit einem geeigneten Mittel geschmiert werden.

Bei der Endmontage in die Anlage sind die Gewinde zunächst handfest anzuziehen. Das entspricht auch dem Auslieferungszustand bei vormontierten Zusammenbauten. Die Endfestigkeit und Dichtheit muss mit einer 1,5 bis 3-fachen Schraubenschlüssel-Umdrehung hergestellt werden.

7. Hinweise zu Montage und Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich

(Europa)

WARNUNG!

Die Verwendung eines Messeinsatzes Typ TR10-A ohne geeigneten Anschlusskopf (Gehäuse) ist in explosionsgefährdeten Bereichen nicht zulässig! Gegebenenfalls ist ein geeignetes Schutzrohr zu verwenden.

7.1 Allgemeine Hinweise zum Explosionsschutz

Die Anforderungen der Richtlinie 94/9/EG (ATEX) sowie der IEC beachten. Zusätzlich gelten die Angaben der jeweiligen Landesvorschriften bezüglich des Einsatzes in explosionsgefährdeter Umgebung.

A) Die Verantwortung über die Zoneneinteilung unterliegt dem Anlagenbetreiber und nicht dem

Hersteller/Lieferanten der Betriebsmittel.

B) Der Betreiber der Anlage stellt in eigener Verantwortung sicher, dass vollständige und im

Einsatz bendliche Thermometer bezüglich aller sicherheitsrelevanten Merkmale identizierbar sind. Beschädigte Thermometer dürfen nicht verwendet werden. lnstandsetzungen (Reparaturen) dürfen nur von dafür autorisierten Personen durchgeführt werden. Reparaturen dürfen nur mit Originalersatzteilen des Ursprungslieferanten durchgeführt werden, da ansonsten die Anforderungen der Zulassung nicht erfüllt sind.

Bauliche Veränderungen nach Auslieferung der Geräte obliegen nicht in der Verantwortung

des Herstellers.

C) Ist eine Komponente eines elektrischen Betriebsmittels, von dem der Explosionsschutz

abhängt, instandgesetzt worden, so darf das elektrische Betriebsmittel erst wieder in Betrieb genommen werden, nachdem der Sachverständige festgestellt hat, dass es in den für den Explosionsschutz wesentlichen Merkmalen den Anforderungen entspricht. Außerdem muss der Sachverständige hierfür eine Bescheinigung erstellen und das Betriebsmittel mit einem Prüfzeichen versehen.

D) Punkt C) gilt dann nicht, wenn die Komponente durch den Hersteller entsprechend den Anfor-

derungen und Bestimmungen instandgesetzt wurde.

6. Inbetriebnahme, Betrieb / 7. Hinweise zu Montage, Betrieb ...

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66 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

E) Bei Einsatz von Transmittern und Digitalanzeigen ist zu beachten: Der Inhalt dieser und der zum Transmitter oder Anzeige gehörenden Gebrauchsanweisung. Die einschlägigen Bestimmungen für Errichtung und Betrieb elektrischer Anlagen. Die Verordnungen und Richtlinien für den Explosionsschutz. Transmitter und Digitalanzeigen

müssen eine eigene Zulassung besitzen.

F) Bei Ersatzteilbestellung muss eine genaue Angabe über die Vorlieferung erfolgen:

■

Zünd-Schutzart (hier Ex i)

■

Zulassungs-Nr.

■

Auftrags-Nr.

■

Fertigungs-Nr.

■

Auftragsposition

7.1.1 Besondere Bedingungen für die Verwendung (X-Conditions)

Versionen mit Ø <3 mm oder „nicht isolierte“ Versionen entsprechen betriebsbedingt nicht Abschnitt 6.3.12, EN/IEC 60079-11. Dadurch sind diese eigensicheren Stromkreise aus sicherheitstechnischer Sicht als mit dem Erdpotential galvanisch verbunden anzusehen und es muss im gesamten Verlauf der Errichtung der eigensicheren Stromkreise Potentialausgleich bestehen. Außerdem sind für den Anschluss gesonderte Bedingungen nach EN/IEC 60079-14 zu beachten.

An Geräten, die aufgrund Ihrer Bauart nicht den elektrostatischen Anforderungen nach EN/ IEC 60079-0 entsprechen, müssen elektrostatische Auadungen vermieden werden

Eingesetzte Transmitter/Digitalanzeigen müssen eine eigene Bescheinigung entsprechend EN/IEC besitzen. Es sind die Installationsbedingungen, die elektrischen Anschlussgrößen, die Temperaturklassen bzw. maximalen Oberächentemperaturen bei Geräten zur Verwendung in explosionsfähigen Staubatmosphären und zulässigen Umgebungstemperaturen den entsprechenden Zulassungen zu entnehmen und einzuhalten.

Ein Wärmerückuss aus dem Prozess welcher die zulässige Umgebungstemperatur des Transmitters, der Digitalanzeige oder des Gehäuses überschreitet, ist nicht zulässig und durch geeignete Wärmeisolierung oder ein entsprechend langes Halsrohr zu verhindern.

Falls die Wandstärke unter 1 mm liegt, dürfen die Geräte keinen Umgebungsbeanspruchungen ausgesetzt werden, die die Trennwand nachteilig beeinträchtigen können. Alternativ kann ein Schutzrohr mit entsprechender Mindestwandstärke eingesetzt werden.

Bei Verwendung eines Schutzrohres/Halsrohres muss das Gesamtgerät so konstruiert sein, dass ein Einbau in einer Art möglich ist, die zu einem genügend dichten Spalt (IP 67) oder einem ammendurchschlagsicheren Spalt (EN/IEC 60079-1) hin zum weniger gefährdeten Bereich führt.

7. Hinweise zu Montage, Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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eines eigensicheren Systems (z. B. Zusammenschaltung mehrerer Sensorstromkreise verschiedener Transmitter etc.) vorgenommen werden.

Für die Verwendung von Gehäusen müssen diese entweder über eine entsprechende eigene Zulassung verfügen oder den minimalen Anforderungen entsprechen. IP-Schutz: mindestens IP 20 (mindestens IP 65 für Staub), gilt für alle Gehäuse. Leichtmetallgehäuse müssen jedoch entsprechend EN/IEC 60079-0 Abs. 8.1 geeignet sein. Zusätzlich müssen nicht metallische Gehäuse oder pulverbeschichtete Gehäuse den elektrostatischen Anforderungen EN/IEC 60079-0 entsprechen oder einen entsprechenden Warnhinweis besitzen.

Schutzmaßnahmen für Anwendungen die EPL Ga oder Da erfordern:

Betriebsbedingte Reibung oder Stöße zwischen Geräteteilen aus Leichtmetall oder deren Legierungen (z. B. Aluminium, Magnesium, Titanium oder Zirkonium) mit Geräteteilen aus Eisen/ Stahl sind nicht zulässig. Betriebsbedingte Reibungen oder Stöße zwischen Leichtmetallen sind erlaubt.

7.1.2 Ex-Kennzeichnung

Für Anwendungen ohne Transmitter (Digitalanzeigen) die Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Gasatmosphären) erfordern gelten folgende Temperaturklasseneinteilung und Umgebungstemperaturbereiche:

Tabelle 1

Kennzeichnung

Temperaturklasse

Umgebungstemperaturbereich (T

)

Max. Oberächen

temperatur

max

) an der Fühler- oder

Schutzrohrspitze

II 1G Ex ia IIC T6 Ga II 1/2G Ex ib IIC T6 Ga/Gb

(-50)1) -40 ... +80 °C

TM (Mediumstemperatur) + Eigenerwärmung

Hierzu sind die besonderen Bedingungen (17) zu beachten.

II 1G Ex ia IIC T5 Ga II 1/2G Ex ib IIC T5 Ga/Gb

(-50)1) -40 ... +95 °C

II 1G Ex iaD IIC T4 Ga II 1/2G Ex ib IIC T4 Ga/Gb II 1G Ex ia IIC T3 Ga II 1/2G Ex ib IIC T3 Ga/Gb

T4, T3

(-50)1) -40 ... +100 °C

1) Die Werte in Klammern gelten für Sonderausführungen. Diese Fühler werden mit besonderen Verguss-

massen gefertigt. Weiterhin werden sie mit Gehäusen aus CrNi-Stahl und mit Kabelverschraubungen für den Tieftemperaturbereich ausgestattet

Beim Einbau eines Transmitters und/oder einer Digitalanzeige gelten die besonderen Bedingungen aus der Baumusterprüfbescheinigung (siehe Punkt 17).

7. Hinweise zu Montage, Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich

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68 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Für Anwendungen die Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Staubatmosphären) erfordern gelten folgende Oberächentemperaturen und Umgebungstemperaturbereiche:

Tabelle 2

Kennzeichnung

Leistung

PiUmgebungs-

temperaturbereich (T

)

Max. Oberächentemperatur (T

max

) an der Fühler- oder

Schutzrohrspitze

II 1D Ex ia IIIC T65 °C Da II 1/2D Ex ib IIIC T65 °C Da/Db

750 mW

(-50)1) -40 ... +40 °C

TM (Mediumstemperatur) + Eigenerwärmung

Hierzu sind die besonderen Bedingungen (17) zu beachten.

II 1D Ex ia IIIC T95 °C Da II 1/2D Ex ib IIIC T95 °C Da/Db

650 mW

(-50)1) -40 ... +70 °C

II 1D Ex ia IIIC T125 °C Da II 1/2D Ex ib IIIC T125 °C Da/Db

550 mW

(-50)1) -40 ... +100 °C

1) Die Werte in Klammern gelten für Sonderausführungen. Diese Fühler werden mit besonderen Verguss-

massen gefertigt. Weiterhin werden sie mit Gehäusen aus CrNi-Stahl und mit Kabelverschraubungen für den Tieftemperaturbereich ausgestattet

Beim Einbau eines Transmitters und/oder einer Digitalanzeige gelten die besonderen Bedingungen aus der Baumusterprüfbescheinigung (siehe Punkt 17).

Verwendung in Methan-Atmosphären

Aufgrund der höheren Mindestzündenergie von Methan können die Geräte auch in dadurch verursachte explosionsfähige Gasatmosphären eingesetzt werden. Das Gerät wird optional mit IIC + CH

gekennzeichnet.

Für Anwendungen, die EPL Gb oder Db erfordern, können die mit "ia" gekennzeichneten Geräte auch in Messstromkreisen des Typs "ib" eingesetzt werden.

7.2 Temperaturklasseneinteilung, Umgebungstemperaturen

Die zulässigen Umgebungstemperaturen richten sich nach der Temperaturklasse, den eingesetzten Gehäusen und dem optional eingebauten Transmitter und/oder der Digitalanzeige. Bei der Zusammenschaltung eines Thermometers mit einem Transmitter und/oder einer Digitalanzeige gelten der jeweils kleinste Wert der Umgebungstemperaturgrenzen und die Temperaturklasse mit der größten Zier. Die untere Temperaturgrenze beträgt -40 °C, für Sonderausführungen -50 °C.

Falls kein Transmitter oder keine Digitalanzeige im Gehäuse montiert ist, ndet in diesem auch keine zusätzliche Erwärmung statt. Mit eingebautem Transmitter (optional mit Digitalanzeige) kann eine Erwärmung betriebsbedingt durch den Transmitter oder Digitalanzeige stattnden.

7. Hinweise zu Montage, Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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Temperaturklasse Umgebungstemperaturbereich (Ta) T6 (-50) -40 … +80 °C

T5 (-50) -40 … +95 °C T4, T3 (-50) -40 … +100 °C

Die zulässigen Umgebungstemperaturen und Oberächentemperaturen von Fremdfabrikaten den jeweiligen Zulassungen und/oder Datenblättern entnehmen und beachten.

Beispiel

Für Geräte mit Transmitter und Digitalanzeige DIH10 gilt z. B. folgende Begrenzung der Temperaturklasseneinteilung:

Temperaturklasse Umgebungstemperaturbereich (Ta) T6 -40 … +60 °C

Für Anwendungen die Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Staubatmosphären) erfordern gelten folgende Oberächentemperaturen und Umgebungstemperaturbereiche:

Leistung Pi Umgebungstemperaturbereich (Ta) 750 mW (-50) -40 … +40 °C

650 mW (-50) -40 … +70 °C 550 mW (-50) -40 … +100 °C

Die zulässigen Umgebungstemperaturen und Oberächentemperaturen von Fremdfabrikaten den jeweiligen Zulassungen und/oder Datenblättern entnehmen und beachten.

Die Werte in Klammern gelten für Sonderausführungen. Diese Fühler werden mit besonderen Vergussmassen gefertigt. Weiterhin werden sie mit Anschlussköpfen aus Edelstahl und mit Kabelverschraubungen für den Tieftemperaturbereich ausgestattet.

Diese Thermometer sind laut Zulassung geeignet für die Temperaturklassen T6…T3. Dies gilt für Geräte ohne eingebaute Transmitter und/oder Digitalanzeigen. Thermometer mit Transmitter und/oder Digitalanzeigen sind einsetzbar in den Temperaturklassen T6…T4 und sind entsprechend gekennzeichnet. Die Verwendung eines Betriebsmittels für Anwendungen, bei denen eine niedrigere Temperaturklasse (z. B. T2) als die gekennzeichnete gefordert ist, ist zulässig. Hierbei sicherstellen, dass die maximale Umgebungstemperatur für den sicheren Betrieb des Gerätes nicht überschritten wird.

7. Hinweise zu Montage, Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich

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70 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

7.3 Temperaturverschleppung aus dem Prozess

Ein Wärmerückuss aus dem Prozess, welcher die Betriebstemperatur des Transmitters (Digitalanzeige) oder Gehäuses überschreitet, ist nicht zulässig und durch geeignete Wärmeisolierung oder ein entsprechend langes Halsrohr zu verhindern.

7.3.1 Übersicht der Temperaturzonen

7. Hinweise zu Montage, Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich

FF-00147.00

Tx10

Tx10 Tx40 Tx40

Option:

mit eingebautem

Transmitter z. B. T32

Option:

mit Stecker

MI-Leitung

Option:

mit Stecker

Kabel

Tx10-A

T3T3T3

Prozessanschluss

zulässige Temperaturen bei T1: (-50) -40 °C < Ta < +300 °C T3: (-50) -40 °C < Ta < +150 °C T4: (-50) -40 °C < Ta < +100 °C

Transmitter

Stecker

T1 T1 T1 T1

Transmitter

: (-50) -40 °C < Ta < +85 °C

Stecker

: (-50) -40 °C < Ta < +85 °C

1) Temperaturzone nicht deniert

1) 1) 1)

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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7.3.2 Erhöhung des Abstandes der Anschlusskomponenten zu heißen Oberächen

Die Halslänge (N) ist als Abstand zwischen Unterkante Anschlusskopf oder Gehäuse zur wärmestrahlenden Oberäche deniert. Die zu erwartende Temperatur an der Unterkante des Anschlusskopfes bzw. Gehäuses beträgt dabei maximal 100 °C. Die Bedingungen für eingebaute Transmitter oder Anzeigen sind zu berücksichtigen, gegebenenfalls ist die Halslänge entsprechend zu erhöhen.

Bei Thermometern mit Anschlussleitung wird die Temperatur an der Übergangsstelle zum Anschlusskabel eingeschränkt. Diese beträgt max. 150 °C. Durch Auswahl des Maßes X kann sichergestellt werden dass die zulässige Temperatur nicht überschritten wird.

7. Hinweise zu Montage, Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich

3160670.06

Einschraubzapfen

Gewinde

11355647.01

Gewinde

(NPT)

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72 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Als Hilfestellung zur Auswahl der minimalen Halslänge wurden die folgenden Richtwerte ermittelt.

Maximale Mediumstemperatur Empfehlung für Maß N Empfehlung für Maß X

100 °C - 135 °C 20 mm 20 mm 200 °C 50 mm 50 mm >200 °C ≤ 450 °C 100 mm 100 mm

WARNUNG!

Auch aus Gründen der Arbeitssicherheit und der Ressourcenschonung sollten heiße Oberächen durch eine Isolierung gegen Berührung und Energieverlust geschützt werden.

7.4 Montagebeispiele im explosionsgefährdeten Bereichen

7.4.1 Mögliche Einbaumethoden mit der Markierung II 1G Ex ia IIC T6 Ga bzw.

II 1D Ex ia IIIC T65 °C Da

7. Hinweise zu Montage, Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich

Zone 0, 1, 2 oder Zone 20, 21, 22

Ex-Bereich

Sicherer Bereich

Schutzrohr

eingeschweißt

TWxx

Prozessanschluss

Anschlusskopf/ Feldgehäuse

Tx10-B Tx10-C

Tx10-C Tx10-D

Tx10-H

Option: mit eingebautem Transmitter z. B. T32

Tx10-A

Prozessanschluss

Klemmverschraubung

Zugehöriges

elektr. Betriebsmittel

Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere

z. B. Transmitterspeisegerät KFD2-STC4-Ex1 WIKA-Art.Nr. 2341268

z. B. Zenerbarriere Z954 für Pf100-3L WIKA-Art.Nr.: 3247938

Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere

Tx10-A

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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Zone 1, 2 oder Zone 21, 22

Ex-Bereich

Sicherer Bereich

Schutzrohr

eingeschweißt

TWxx

Prozessanschluss

Anschlusskopf/ Feldgehäuse

Tx10-B Tx10-C

Tx10-C Tx10-D

Tx10-H

Option: mit eingebautem Transmitter z. B. T32

Tx10-A

Prozessanschluss

Klemmverschraubung

Zugehöriges

elektr. Betriebsmittel

Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere

z. B. Transmitterspeisegerät KFD2-STC4-Ex1 WIKA-Art.Nr. 2341268

z. B. Zenerbarriere Z954 für Pf100-3L WIKA-Art.Nr.: 3247938

Eigensichere Versorgung oder geeignete Barriere

Tx10-A

Zone 0, 1, 2 oder Zone 20, 21, 22

Der Fühler samt Gehäuse oder Anschlusskopf bendet sich in Zone 0 (Zone 20). Es ist ein Stromkreis vom Typ Ex ia zu verwenden. Eine Zonentrennung ist gegeben, wenn der Prozessanschluss einen genügend dichten Spalt (IP 67) zwischen dem weniger gefährdeten Bereich und Zone 0 gewährleistet.

Geeignete Prozessanschlüsse sind beispielsweise gasdichte genormte Industrieansche; Gewindeanschlüsse oder Rohranschlüsse.

7.4.2 Mögliche Einbaumethoden mit Markierung II 1/2 Ex ib IIC T6 Ga/Gb bzw.

II 1/2 D Ex ib IIIC T65 °C Da/Db

Die Fühler- oder Schutzrohrspitze ragt in Zone 0 hinein. Das Gehäuse oder Anschlusskopf bendet sich in Zone 1 (Zone 21) oder Zone 2 (Zone 22). Es ist ausreichend, einen Stromkreis vom Typ Ex ib zu verwenden.

Eine Zonentrennung ist gewährleistet wenn ausreichend dichte (IP 67) Prozessanschlüsse verwendet werden.

Geeignete Prozessanschlüsse sind beispielsweise gasdichte genormte Industrieansche; Gewindeanschlüsse oder Rohranschlüsse.

7. Hinweise zu Montage, Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich

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74 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Die benutzten Schweißteile, Prozessanschlüsse, Klemmverschraubungen, Schutzrohre oder Gehäuse müssen so ausgelegt sein, dass sie allen durch den Prozess entstehenden Einüssen wie zum Beispiel Temperatur, Durchusskräften, Druck, Korrosion, Schwingung und Stößen widerstehen.

7.4.3 Trennwände für die Anwendung in der Zone 0 oder Zone 1/2 oder Trennung zwischen

Ex- und nicht Ex-Bereich

Falls die Wandstärke unter 1 mm liegt, dann muss das Gerät ebenfalls mit einem "X" oder einem Sicherheitshinweis nach 29.2 der EN/IEC 60079-0 gekennzeichnet werden, mit der speziellen Bedingung für den sicheren Gebrauch, dass es keinen Umgebungsbeanspruchungen ausgesetzt wird, die die Trennwand nachteilig beeinträchtigen können. Wenn die Trennwand ständig in Schwingungen versetzt wird (z. B. schwingende Membranen), muss die minimale Dauerschwingfestigkeit bei maximaler Amplitude in der Dokumentation angegeben werden (vgl. Abschnitt

4.2.5.2, EN/IEC 60079-26).

Alternativ kann vom Kunden ein Schutzrohr mit entsprechender Mindestwandstärke eingesetzt werden. Bei Verwendung eines Schutzrohres/Halsrohres muss das Gesamtgerät so konstruiert sein, dass ein Einbau in einer Art möglich ist, die zu einem genügend dichten Spalt (IP 67) oder einem ammendurchschlagsicheren Spalt (EN/IEC 60079-1) zwischen dem weniger gefährdeten Bereich führt und Zone 0 führt.

8. Elektrische Anschlusswerte

8.1 Elektrische Daten ohne eingebautem Transmitter oder Digitalanzeige

Für Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Gasatmosphären)

gelten die folgenden

maximalen Anschlusswerte: U

= DC 30 V

= 550 mA

(am Sensor *1) = 1,5 W

Für Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Staubatmosphären) gelten die folgenden maximalen Anschlusswerte:

= DC 30 V

= 550 mA

(am Sensor *2) = Werte siehe „Tabelle 2“ (Spalte 2) auf Seite 68

*1 Die zulässige Leistung zum Sensor ist abhängig von der Mediumstemperatur TM, der Temperaturklasse

und des Wärmewiderstandes Rth, höchstens jedoch 1,5 W.

Berechnungsbeispiele siehe Kapitel „9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der Fühler- /

Schutzrohrspitze“.

*2 Die zulässige Leistung zum Sensor ist abhängig von der Mediumstemperatur TM, der maximal zulässigen

Oberächentemperatur und des Wärmewiderstandes Rth, höchstens jedoch die Werte aus „Tabelle 2“ (Spalte 2) siehe oben

*3 Verwendung in Methan-Atmosphären Aufgrund der höheren Mindestzündenergie von Methan können die Geräte auch in dadurch verursachte ex-

plosionsfähige Gasatmosphären eingesetzt werden. Das Gerät wird optional mit IIC + CH4 gekennzeichnet.

7. Hinweise zu Montage, Betrieb ... / 8. Elektrische Anschlusswerte

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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Die innere Induktivität (Li) und Kapazität (Ci) von Standardmesseinsätzen nach DIN 43735 sind vernachlässigbar klein. Die Werte für Kabelfühler und sehr langen Mantelthermoelementen/widerstandsthermometern sind dem Typenschild zu entnehmen und beim Anschluss an eine eigensichere Spannungsversorgung zu berücksichtigen.

Sensorstromkreis in Zündschutzart Eigensicherheit Ex ia, oder ib, IIC

Nur zum Anschluss an eigensichere Stromkreise mit folgenden maximalen Ausgangswerten für Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Gasatmosphären):

o = DC 30 V

o = 550 mA

o = 1,5 W

Für Geräte der Gerätegruppe II (explosionsfähige Staubatmosphären) gelten bezüglich des Anschlusses an eigensichere Stromkreise die folgenden maximalen Ausgangswerte:

Uo = DC 30 V Io = 550 mA Po = Werte siehe „Tabelle 2“ (Spalte 2) auf Seite 68

8.2 Elektrische Daten mit eingebautem Transmitter oder Digitalanzeige

Für den Sensorstromkreis gelten die unter 8.1 genannten Werte. Signalstromkreis in Zündschutzart Eigensicherheit Ex ia, oder ib, IIC

= abhängig vom Transmitter/Digitalanzeige Ii= abhängig vom Transmitter/Digitalanzeige Pi= im Gehäuse: abhängig vom Transmitter/Digitalanzeige C

= abhängig vom Transmitter/Digitalanzeige Li= abhängig vom Transmitter/Digitalanzeige

Eingesetzte Transmitter/Digitalanzeigen müssen eine eigene Zertizierung entsprechend EN/ IEC besitzen. Es sind die Installationsbedingungen und elektrischen Anschlussgrößen den entsprechenden Zulassungen zu entnehmen und einzuhalten.

8.3 Elektrische Daten mit eingebautem Transmitter nach dem FISCO-Modell

Die eingesetzten Transmitter/Digitalanzeigen für den Einsatzbereich entsprechend dem FISCOModell gelten als FISCO Feldgeräte. Es gelten die Anforderungen nach EN/IEC 60079-27 und die Anschlussbedingungen der Zulassungen gemäß FISCO.

8.4 Stufenelemente (Multipoints) TC95/TR95 Stufenelementeaufbau aus einzelnen Mantelelementen

Für das einzelne, isoliert aufgebaute Mantelelement gelten die unter 8.1 genannten Werte. Für Stufenelemente, die betriebsbedingt geerdet sind, gelten für die Summen aller Sensoren die oben genannten Werte. Für die Anwendungen im Staubbereich sind die Werte der „Tabelle 2“ (Spalte 2) auf Seite 68 zu beachten.

8. Elektrische Anschlusswerte

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76 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

8.5 Koxiales Stufenelement TC93

WARNUNG!

Die Stromkreise des Koaxialelementes sind betriebsbedingt miteinander verbunden. Es muss eine separate Betrachtung im Anwendungsfall erfolgen bzw. bei Anschluss des koaxialen Stufenelementes sind ggf. besondere Bedingungen zu beachten. Zusätzlich muss hier eine Bewertung eines eigensicheren Systems (z. B. Zusammenschaltung mehrerer Sensorstromkreise verschiedener Transmitter etc.) vorgenommen werden.

9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der Fühler- / Schutzrohrspitze

Die Eigenerwärmung an der Fühler- bzw. Schutzrohrspitze hängt ab vom Sensortyp (TC/ RTD), dem Fühlerdurchmesser, der Bauart des Schutzrohres und der im Fehlerfall zugeführten Leistung. Die nachstehende Tabelle zeigt die möglichen Kombinationen. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass Thermoelemente eine deutlich geringere Eigenerwärmung erzeugen als Widerstandsthermometer.

Wärmewiderstand [R

in K/W]

Sensor Fühler-Ø in mm

2,0<3,0

3,0<6,0

6- 8 3,0 -

6,0

0,5<1,5

1,5<3,0

3,0<6,0

6,012,0

Sensortyp RTD RTD RTD RTD TC TC TC TC ohne Schutzrohr 245 110 75 225 105 60 20 5 mit Schutzrohr- mehrteilig

(gerade und verjüngt) (z. B. TW22, TW35, TW40, TW45 usw.)

135 60 37 - - - 11 2,5

mit Schutzrohr -Vollmaterial

(gerade und verjüngt) (z. B. TW10, TW15, TW20, TW25, TW30, TW50, TW55, TW60 usw.)

50 22 16 - - - 4 1

Sonder-SR – EN 14 597 - - 33 - - - - 2,5 Tx55 (Halterrohr) - 110 75 225 - - 20 5 Eingebaut in ein Sackloch

(Mindestwandstärke 5 mm)

50 22 16 45 22 13 4 1

1) oberächenempndlich

Bei der Verwendung von Mehrfachsensoren und zeitgleichem Betrieb darf die Summe der Einzelleistungen den Wert der maximal zulässigen Leistung nicht überschreiten. Die höchstzulässige Leistung muss auf max. 1,5 W begrenzt werden. Dies muss durch den Betreiber der Anlage gewährleistet sein.

8. Elektrische Anschlusswerte / 9. Berechnungsbeispiele für die ...

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9.1 Beispielberechnung für Messstelle RTD mit Schutzrohr

Einsatz an der Trennwand zur Zone 0, gesucht wird die maximale mögliche Temperatur T

max

an der Schutzohrspitze für nachfolgende Kombination: RTD Messeinsatz Ø 6 mm mit eingebautem Kopftransmitter Typ T32.1S, eingebaut in ein mehrteiliges Schutzrohr Bauform 3F. Die Speisung erfolgt beispielsweise über ein Messumformerspeisegerät Typ KFD2-STC4-EX1 (WIKA-Artikel-Nr. 2341268)

max

ergibt sich aus der Addition der Mediumstemperatur sowie der Eigenerwärmung. Die Eigenerwärmung der Schutzrohrspitze hängt ab von der zugeführten Leistung Po des Transmitters und dem Wärmewiderstand R

Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel: T

max

= Po x Rth + T

max

= Oberächentemperatur (max. Temperatur an der Schutzrohrspitze)

= aus dem Datenblatt des Transmitters Rth= Wärmewiderstand [K/W] TM = Mediumstemperatur

Voraussetzung ist eine Umgebungstemperatur Tamb von -20 ... +40 °C.

Beispiel

Widerstandsthermometer RTD Durchmesser: 6 mm Mediumstemperatur: T

= 150 °C

Zugeführte Leistung: P

= 15,2 mW

Temperaturklasse T3 (200 °C) darf nicht überschritten werden

Wärmewiderstand [R

in K/W] aus Tabelle = 37 K/W Eigenerwärmung: 0,0152 W x 37 K/W = 0,56 K T

max

= TM + Eigenerwärmung: 150 °C + 0,56 °C = 150,56 °C

Das Ergebnis zeigt dass in diesem Fall die Eigenerwärmung an der Schutzrohrspitze vernachlässigbar klein ist. Als Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T6 bis T3) müssen von den 200 °C noch 5 °C subtrahiert werden, es wären 195 °C zulässig. Somit wird in diesem Fall die Temperaturklasse T3 nicht überschritten.

Zusatzinformation

Temperaturklasse für T3 = 200 °C Sicherheitsabstand f. baumustergeprüfte Geräte (T6 bis T3)

= 5 K

Sicherheitsabstand f. baumustergeprüfte Geräte (T1 bis T2)

= 10 K

*1 EN/IEC 60 079-0: 2009 Abs. 26.5.1

9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der ...

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78 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Vereinfachter Nachweis der Eigensicherheit für oben genannte Kombination

Messeinsatz Kopftransmitter Speisegerät

Ui: DC 30 V Uo: DC 6,5 V Ui: DC 30 V Uo: DC 25,4 V I

: 550 mA Io: 9,3 mA Ii: 130 mA Io: 88,2 mA

(

max

) am Sensor: 1,5 W Po: 15,2 mW Pi: 800 mW Po: 560 mW

: vernachlässigbar Co: 24 µF Ci: 7,8 nF Co: 93 nF

: vernachlässigbar Lo: 365 mH Li: 100 µH Lo: 2,7 mH

9.2 Beispielberechnung für ein Mantelelement mit RTD-Sensor

Einsatz an der Trennwand zur Zone 0, gesucht wird die maximale mögliche Temperatur Tmax an der Fühlerspitze für die nachfolgende Kombination: Widerstandsthermometer ohne Schutzrohr (TR10-H) Ø 6 mm ohne Transmitter, montiert mittels Klemmverschraubung mit VA-Klemmring. Die Speisung erfolgt beispielsweise über eine Zenerbarriere z. B. Typ Z954 (WIKA-Artikel-Nr. 3247938)

max

ergibt sich aus der Addition der Mediumstemperatur sowie der Eigenerwärmung. Die

Eigenerwärmung der Fühlerspitze hängt ab von der zugeführten Leistung P

der Zenerbarriere

und dem Wärmewiderstand R

Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel: T

max

= Po x Rth + T

max

Oberächentemperatur (max. Temperatur an der Fühlerspitze)

= aus dem Datenblatt der Zenerbarriere

= Wärmewiderstand [K/W]

TM = Mediumstemperatur Voraussetzung ist eine Umgebungstemperatur Tamb von -20 ... +40 °C.

Beispiel

Widerstandsthermometer RTD Durchmesser: 6 mm Mediumstemperatur: T

= 150 °C

Zugeführte Leistung: P

= 1150 mW

Temperaturklasse T3 (200 °C) darf nicht überschritten werden

Wärmewiderstand [Rth in K/W] aus Tabelle = 75 K/W Eigenerwärmung: 1,15 W x 75 K/W = 86,25 K T

max

= TM + Eigenerwärmung: 150 °C + 86,25 °C = 236,25 °C

Ergebnis zeigt in diesem Fall eine deutliche Eigenerwärmung an der Fühlerspitze.

Als Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T6 bis T3) müssen von den 200 °C noch 5 °C subtrahiert werden, es wären 195 °C zulässig. Somit wird in diesem Fall die Temperaturklasse T3 deutlich überschritten und ist nicht zulässig. Als Abhilfe kann ein zusätzliches Schutzrohr verwendet werden.

9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der ...

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Zusatzinformation

Temperaturklasse für T3 = 200 °C Sicherheitsabstand f. baumustergeprüfte Geräte (T6 bis T3)*1 = 5 K Sicherheitsabstand f. baumustergeprüfte Geräte (T1 bis T2)*1 = 10 K

*1 EN/IEC 60 079-0: 2009 Abs. 26.5.1

9.3 Beispielsberechnung für o. g. Widerstandsthermometer mit Schutzrohr

RTD Messeinsatz Ø 6 mm ohne Transmitter, eingebaut in ein mehrteiliges Schutzrohr Bauform 3F.

Wärmewiderstand [Rth in K/W] aus Tabelle = 37 K/W Eigenerwärmung: 1,15 W x 37 K/W = 42,55 K T

max

= TM + Eigenerwärmung: 150 °C + 42,55 °C = 192,55 °C

Ergebnis zeigt in diesem Fall eine deutliche Eigenerwärmung an der Fühlerspitze.

Vereinfachter Nachweis der Eigensicherheit für oben genannte Kombination

Messeinsatz Zenerbarriere Z954 Anzeigegerät (Nicht-Ex)

Ui: DC 30 V Uo: DC 9 V Um: AC 250 V Uo: AC 230 V I

: 550 mA Io: 510 mA Ii: nA Io: nA

(

max

) am Sensor: 1,5 W Po: 1150 mW Pi: nA Po: nA

: vernachlässigbar Co: 4,9 µF Ci: nA Co: nA

: vernachlässigbar Lo: 0,12 mH Li: nA Lo: nA

Durch den Vergleich der Werte ist ersichtlich dass die Zusammenschaltung dieser Geräte zulässig ist. Allerdings müssen durch den Betreiber die Werte für die Induktivität und der Kapazität der elektrischen Anschlussleitungen noch berücksichtigt werden. Diese Berechnungen gelten für die Zenerbarriere Z954 in Verbindung mit einem Widerstandsthermometer Pt100 im 3-kanaligen Betrieb ohne Erdverbindung, d. h. symmetrischer Betrieb des Widerstandsthermometers in 3-Leiter Schaltung an einer Anzeige oder Auswerteeinheit.

Elektrischer Anschluss

Sensoranschlüsse, Klemmen-, Kabel- oder Steckerbelegungen siehe Kapitel „6.1 Elektrischer Anschluss“.

9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der ...

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80 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

10. Wartung und Reinigung

10.1 Wartung

Diese Thermometer sind wartungsfrei. Reparaturen sind ausschließlich vom Hersteller durchzuführen.

10.2 Reinigung

VORSICHT!

■

Das Gerät mit einem feuchten Tuch reinigen. Dies gilt insbesondere für Thermometer mit Gehäusen aus Kunststo und Kabelfühler mit kunststosolierten Anschlussleitung um die Gefahr von elektrostatischen Auadungen zu vermeiden.

■

Elektrische Anschlüsse nicht mit Feuchtigkeit in Berührung bringen.

■

Ausgebautes Gerät vor der Rücksendung spülen bzw. säubern, um Mitarbeiter und Umwelt vor Gefährdung durch anhaftende Messstoreste zu schützen.

■

Messstoreste in ausgebauten Geräten können zur Gefährdung von Personen, Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen sind zu ergreifen.

Hinweise zur Rücksendung des Gerätes siehe Kapitel „12.2 Rücksendung“.

11. Störungen

Störungen Ursachen Maßnahmen

Kein Signal / Leitungsbruch

zu hohe mechanische Belastung oder Übertemperatur

Fühler oder Messeinsatz durch eine geeignete Ausführung ersetzen

Fehlerhafte Messwerte

Sensordrt durch Übertemperatur

Fühler oder Messeinsatz durch eine geeignete Ausführung ersetzen

Sensordrift durch chemischen Angri

Ausführung mit Schutzrohr verwenden

Fehlerhafte Messwerte (zu gering)

Feuchtigkeitseintritt an Kabel oder Messeinsatz

Fühler oder Messeinsatz durch eine geeignete Ausführung ersetzen

Fehlerhafte Messwerte und zu lange Ansprechzeiten

Falsche Einbaugeometrie, z. B. zu geringe Einbautiefe oder zu hohe Wärmeableitung

Der Temperaturempndliche Bereich des Sensors muss innerhalb des Mediums liegen, Oberächenmessungen müssen isoliert sein

Ablagerungen auf dem Sensor oder Schutzrohr

Ablagerungen entfernen

Fehlerhafte Messwerte (bei Thermoelementen)

Parasitäre Spannungen (Thermospannungen, galvanische Spannung) oder falsche Ausgleichsleitung

Geeigneten Ausgleichsleitung verwenden

Messsignal „kommt und geht“

Leitungsbruch im Anschlusskabel oder Wackelkontakt durch mechanische Überbelastung

Fühler oder Messeinsatz durch eine geeignete Ausführung ersetzen

z. B. mit Knickschutzfeder oder dickerem Leitungsquerschnitt

10. Wartung und Reinigung / 11. Störungen

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Korrosion Zusammensetzung des Mediums

nicht wie angenommen oder geändert oder falsches Schutzrohrmaterial gewählt

Medium analysieren und danach besser geeignetes Material wählen oder Schutzrohr regelmäßig erneuern

Signal gestört

Einstreuung durch elektrische Felder oder Erdschleifen

Geschirmte Anschlussleitungen verwenden, Abstand zu Motoren und leistungsführenden Leitungen erhöhen

Erdschleifen Potentialen beseitigen, galvanisch ge-

trennte Speisetrenner oder Transmitter verwenden

VORSICHT!

Können Störungen mit Hilfe der oben aufgeführten Maßnahmen nicht beseitigt werden, ist das Gerät unverzüglich außer Betrieb zu setzen, sicherzustellen, dass kein Druck bzw. Signal mehr anliegt und gegen versehentliche Inbetriebnahme zu schützen. In diesem Falle Kontakt mit dem Hersteller aufnehmen. Bei notwendiger Rücksendung die Hinweise siehe Kapitel „12.2 Rücksendung“ beachten.

12. Demontage, Rücksendung und Entsorgung

WARNUNG!

Messstoreste in ausgebauten Geräten können zur Gefährdung von Personen, Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnahmen sind zu ergreifen.

12.1 Demontage

WARNUNG! Verbrennungsgefahr!

Vor dem Ausbau das Gerät ausreichend abkühlen lassen! Beim Ausbau besteht Gefahr durch austretende, gefährlich heiße Messstoe.

Alle Anschlüsse nur im drucklosen und abgekühlten Zustand önen.

Das Thermometer oder der Messeinsatz kann (falls vorhanden) aus dem Schutzrohr ausgebaut werden. Das Schutzrohr selbst nur im drucklosen Zustand aus dem Prozess entfernen. Bei Thermometern ohne Schutzrohr muss die Anlage drucklos, abgekühlt und frei von Gefahr-stoen sein.

11. Störungen / 12. Demontage, Rücksendung und Entsorgung

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82 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

12.2 Rücksendung

WARNUNG!

Beim Versand des Gerätes unbedingt beachten: Alle an WIKA gelieferten Geräte müssen frei von Gefahrstoen (Säuren, Laugen, Lösungen, etc.) sein.

Zur Rücksendung des Gerätes die Originalverpackung oder eine geeignete Transportverpackung verwenden.

Um Schäden zu vermeiden:

1. Das Gerät in eine antistatische Plastikfolie einhüllen.

2. Das Gerät mit dem Dämmmaterial in der Verpackung platzieren. Zu allen Seiten der Transportverpackung gleichmäßig dämmen.

3. Wenn möglich einen Beutel mit Trocknungsmittel der Verpackung beifügen.

4. Sendung als Transport eines hochempndlichen Messgerätes kennzeichnen.

Dem Gerät das Rücksendeformular ausgefüllt beifügen.

Das Rücksendeformular steht im Internet zur Verfügung:

www.wika.de / Service / Rücksendung

12.3 Entsorgung

Durch falsche Entsorgung können Gefahren für die Umwelt entstehen.

Gerätekomponenten und Verpackungsmaterialien entsprechend den landesspezischen Abfallbehandlungs- und Entsorgungsvorschriften umweltgerecht entsorgen.

12. Demontage, Rücksendung und Entsorgung

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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

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Anlage 1: EG-Baumusterprüfbescheinigung

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84 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Anlage 1: EG-Baumusterprüfbescheinigung

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Anlage 1: EG-Baumusterprüfbescheinigung

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86 WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen

Anlage 3: EG-Konformitätserklärung

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WIKA global

Europe

Austria

WIKA Messgerätevertrieb Ursula Wiegand GmbH & Co. KG 1230 Vienna Tel. (+43) 1 86916-31 Fax: (+43) 1 86916-34 E-Mail: info@wika.at www.wika.at

Benelux

WIKA Benelux 6101 WX Echt Tel. (+31) 475 535-500 Fax: (+31) 475 535-446 E-Mail: info@wika.nl www.wika.nl

Bulgaria

WIKA Bulgaria EOOD Bul. „Al. Stamboliiski“ 205 1309 Soa Tel. (+359) 2 82138-10 Fax: (+359) 2 82138-13 E-Mail: t.antonov@wika.bg

Croatia

WIKA Croatia d.o.o. Hrastovicka 19 10250 Zagreb-Lucko Tel. (+385) 1 6531034 Fax: (+385) 1 6531357 E-Mail: info@wika.hr www.wika.hr

Finland

WIKA Finland Oy 00210 Helsinki Tel. (+358) 9-682 49 20 Fax: (+358) 9-682 49 270 E-Mail: info@wika. www.wika.

France

WIKA Instruments s.a.r.l. 95610 Eragny-sur-Oise Tel. (+33) 1 343084-84 Fax: (+33) 1 343084-94 E-Mail: info@wika.fr www.wika.fr

Germany

WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG 63911 Klingenberg Tel. (+49) 9372 132-0 Fax: (+49) 9372 132-406 E-Mail: info@wika.de www.wika.de

Italy

WIKA Italia Srl & C. sas 20020 Arese (Milano) Tel. (+39) 02 9386-11 Fax: (+39) 02 9386-174 E-Mail: info@wika.it www.wika.it

Poland

WIKA Polska S.A. 87-800 Wloclawek Tel. (+48) 542 3011-00 Fax: (+48) 542 3011-01 E-Mail: info@wikapolska.pl www.wikapolska.pl

Romania

WIKA Instruments Romania S.R.L. Bucuresti, Sector 5 Calea Rahovei Nr. 266-268 Corp 61, Etaj 1 Tel. (+40) 21 4048327 Fax: (+40) 21 4563137 E-Mail: m.anghel@wika.ro

Russia

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Serbia

WIKA Merna Tehnika d.o.o. Sime Solaje 15 11060 Belgrade Tel. (+381) 11 2763722 Fax: (+381) 11 753674 E-Mail: info@wika.co.yu www.wika.co.yu

Spain

Instrumentos WIKA, S.A. C/Josep Carner, 11-17 08205 Sabadell (Barcelona) Tel. (+34) 933 938630 Fax: (+34) 933 938666 E-Mail: info@wika.es www.wika.es

Switzerland

MANOMETER AG 6285 Hitzkirch Tel. (+41) 41 91972-72 Fax: (+41) 41 91972-73 E-Mail: info@manometer.ch www.manometer.ch

Turkey

WIKA Instruments Istanbul Basinc ve Sicaklik Ölcme Cihazlari Ith. Ihr. ve Tic. Ltd. Sti. Bayraktar Bulvari No. 21 34775 Yukari Dudullu - Istanbul Tel. (+90) 216 41590-66 Fax: (+90) 216 41590-97 E-Mail: info@wika.com.tr www.wika.com.tr

Ukraine

WIKA Pribor GmbH 83016 Donetsk Tel. (+38) 062 34534-16 Fax: (+38) 062 34534-17 E-Mail: info@wika.ua www.wika.ua

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WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG

Alexander-Wiegand-Straße 30 63911 Klingenberg • Germany Tel (+49) 9372/132-0 Fax (+49) 9372/132-406 E-Mail info@wika.de www.wika.de

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WIKA RTD, TC Operating Instructions Manual

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