Magneticko-indukèní prùtokomìr napájený z proudové smyèky

A

SNÍMAÈE

Magneticko-indukèní prùtokomìr napájený z proudové smyèky které prochází mìøenou kapalinou. V mìøené kapalinì, která musí být elektricky vodivá, se pøi jejím pohybu, v souladu s Faradayovým zákonem elektromagnetické indukce, indukuje napìtí U úmìrné støední rychlosti proudìní kapaliny v mìøicí trubici v, magnetické indukci B a vnitønímu prùmìru mìøicí

V èlánku je popsán magneticko-indukèní prùtokomìr napájený z proudové smyèky 4 až 20 mA. Pro zvl᚝ obtížné aplikace lze k pøístroji pøipojit doplòkový jiskrovì bezpeèný napájecí zdroj, èímž se odstup signálu od šumu dostane na úroveò obvyklou u bìžných magneticko-indukèních prùtokomìrù. Toto tzv. hybridní napájení umožòuje použít pøístroj i tam, kde jiné dvouvodièovì napájené magneticko-indukèní prùtokomìry selhávají a musí být nahrazovány konvenèními pøístroji.

1 000

100

příkon (W)

1. Mìøicí princip magnetickoindukèního prùtokomìru Magneticko-indukèní prùtokomìr (MIP) se skládá z nemagnetické mìøicí trubice

10

1 výkonová hranice pro dvouvodičové MIP

0,1

0,01 1970

U

B U

v D

1975

1980

1985

1990

s nevodivou výstelkou, dvojice naproti sobì umístìných budicích cívek a ze snímacích elektrod, obstarávajících kontakt s mìøenou kapalinou (obr. 1). Budicími cívkami protéká proud vytváøející magnetické pole o magnetické indukci B,

1995

Obr. 3. Vývoj pøíkonù MIP pro aplikace pøi øízení procesù

2000

trubice D. Pøi urèitém zjednodušení platí známý vztah U = k·B·D·v, kde k je konstanta pøístroje. Napìtí U je snímáno elektrodami a po zpracování pøevodníkem (vyhodnocovací elektronikou) je k dispozici napø. jako unifikovaný signál 4 až 20 mA.

asi 15 V, takže pøi proudu 4 až 20 mA je k dispozici výkon asi 0,06 až 0,3 W. Má-li být takový prùtokomìr použitelný v bìžné praxi, musí být navržen zcela jiným zpùsobem, než jaký byl dosud u MIP obvyklý.

2. Pøístroje s dvouvodièovým napájením

3.1 Menší náklady na montហMagneticko-indukèní prùtokomìry ve dvouvodièovém provedení se vyznaèují menšími náklady na elektrické pøipojení. Øídicí systémy, programovatelné automaty a obvyklé napájecí zdroje standardnì napájejí proudové smyèky 4 až 20 mA. Proudová smyèka napájí dvouvodièovì øešené pøístroje i pøenáší namìøené hodnoty, a to po pouhých dvou vodièích. Výhodami jsou podstatnì jednodušší projektování a montហa úspora montážního materiálu a kabelù, zejména pracuje-li se

Donedávna byly MIP vyrábìny výhradnì s oddìleným napájením (obr. 2 a), protože pro budicí cívky byl zapotøebí pøíkon v rozmezí asi 0,4 až 1 W. Tento pomìrnì velký pøíkon zaruèoval dostateènou úroveò mìøicího signálu (napìtí na elektrodách) – typicky s maximální hodnotou asi 1 mV pøi støední rychlosti proudìní kapaliny asi 1 m·s–1. Souèasnì byly, pøi dostateènì velké frekvenci støí-

Obr. 1. Princip èinnosti magneticko-indukèního prùtokomìru – MIP (viz text)

a)

davého budicího signálu (jednotky až desítky hertzù), periodicky k dispozici vzorky ustáleného signálu na elektrodách, èímž bylo dosaženo dobrého dynamického chování prùtokomìru. Jestliže je MIP napájen z proudové smyèky 4 až 20 mA (obr. 2 b), je možné poèítat s napìtím

3. Proè jsou dvouvodièové MIP žádané?

b)

měřicí přístroj

měřicí přístroj

převodník

převodník napájení

snímač

snímač

napájení snímače

měřená veličina

měřicí signál

napájení snímače

měřená veličina

měřicí signál

U

výstup/napájení 4 až 20 mA

U i

i výstup 4 až 20 mA

Obr. 2. Struktura mìøicího pøístroje s napájením: a) oddìleným (ètyøvodièový pøevodník – vlevo), b) dvouvodièovým (prostøednictvím smyèky 4 až 20 mA)

32

(2001) èíslo 2

AUTOMA

A

SNÍMAÈE dem na tento pøíkon, v prostøedí SNV kabely v zajištìném provedení („e“). Výstupy z prùtokomìru, jestliže mají být pøipojeny k návazným jiskrovì bezpeèným obvodùm, musí být rovnìž jiskrovì bezpeèné. Kabely v zajištìném provedení a kabely

1,0

pulsující průtok q (t)

0,8

0,4

střední hodnota průtoku

0,2 0,0 0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

-0,2 -0,4

Dvouvodièovì napájené MIP mohou také velmi dobøe nahradit napø. mìøení prùtoku pomocí clony a snímaèe rozdílu tlakù, a to bez dodateèných nákladù na kabelové rozvody a montáž. 3.2 Snadné použití v prostøedí SNV Pøevodníky dvouvodièovì napájených MIP mají pouze jeden typ ochrany. To dovoluje konstruovat pøevodník jako jiskrovì bezpeèný („i“) a pøitom výrobci nic nebrání v uzavøení tohoto jiskrovì bezpeèného pøevodníku do krytu v napø. zajištìném provedení. Projektant mùže zvolit zpùsob ochrany tak, jak mu to v daném pøípadì nejlépe vyhovuje z hlediska hospodárnosti a unifikace. 3.3 Menší náklady na kabelové rozvody v prostøedí SNV Mìøicí pøístroje v konvenèním provedení s pøíkonem nìkolika wattù vyžadují, s ohle-

Obr. 4. Pøíklad pulsujícího prùtoku za jednoèinným pístovým èerpadlem jiskrovì bezpeèných obvodù musejí být vedeny navzájem oddìlenì. Konvenèní pøístroje tedy vyžadují v podstatì dvojí kabelové trasy, rozvádìèe apod. Pøi použití konvenènì øešeného MIP v prostøedí SNV je tedy nutné akceptovat výraznì vìtší náklady na projektování a výstavbu technologického zaøízení. 0,6

0,7

0,8

t (s)

první stupeň předzesilovače

OZ 2 – R7

R1 R2

C3 C203 R207

R3

OZ 1 – R5 +

R4

R102 R103

R6 –

A/D převodník

+

C1

C2

4.2 První aplikace dvouvodièových MIP K prvním aplikacím dvouvodièových MIP patøí mìøení prùtoku vody, kde jsou kladeny velmi malé nároky na dynamické vlastnosti

druhý stupeň předzesilovače

+

signál z elektrod

průtok q (t)

0,6

Pøíkon byl znaèný – napø. pro prùtokomìr DN 50 okolo 200 V·A. První MIP se stejnosmìrným pulsním buzením uvedla na trh v roce 1974 firma Krohne. Budicí pøíkon byl v té dobì okolo 20 W. Dalším vývojem a zdokonalováním generátoru budicích impulsù, napájecího zdroje atd. bylo postupnì dosaženo pøíkonu celé vyhodnocovací elektroniky okolo 4 W (obr. 3). Tento trend platí pro MIP používané v oblasti tzv. obtížných aplikací (chemie, papírenství, potravináøství). Vyhodnocovací elektronika zároveò musí být schopna zpracovat mìøicí signál o napìtí asi 1 mV, a to za pøítomnosti silných rušivých napìtí (elektrochemické potenciály, rušení vlivem pevných èástic nebo bublin plynu v mìøené kapalinì, bludné proudy apod.). Pøitom je požadováno pøesné a stabilní mìøení rychle reagující na zmìny prùtoku. Požadavkùm lze vyhovìt jen pøi relativnì velkém napìtí na snímacích elektrodách, a tedy jen pøi odpovídající úrovni budicího signálu.

C101

OZ 202 +

R101

R105

číslicový výstup

v prostøedí s nebezpeèím výbuchu (SNV) – viz dále. Použití komunikátoru s protokolem HART usnadòuje uvedení do provozu a údržbu pøístroje. Z tohoto hlediska se dvouvodièovì napájený MIP nikterak neliší od konvenèního.

vstup –

– OZ 101 +

4 až 20 mA

Obr. 6. Symetrický vstupní zesilovaè s malým šumem a s velkým stupnìm potlaèení souhlasného rušení (CMRR) Mìøicí pøístroje s pouze jedním typem ochrany umožòují potøebnou „infrastrukturu“ zjednodušit a tím i snížit náklady. V oborech, kde se vyskytuje prostøedí SNV, jsou tudíž dvouvodièovì napájené MIP velmi žádané. 3.4 Minimální spotøeba V neposlední øadì mohou být dvouvodièovì napájené MIP atraktivní v aplikacích, kdy je požadováno mìøení na odlehlých místech pøi napájení z akumulátorù dobíjených fotovoltaickými èlánky. Zde vynikne zejména velmi malý pøíkon tìchto MIP.

4. Pøíkon dvouvodièového MIP Obr. 5. Dvouvodièovì napájený MIP ALTOFLUX 2W, DN 100 s pøídavným vývodem pro napájení v obtížných aplikacích

AUTOMA

4.1 Vývoj v oblasti budicího pøíkonu MIP Až do poloviny 70. let byly budicí cívky MIP napájeny ze støídavé sítì 220 V, 50 Hz.

(2001) èíslo 2

prùtokomìru. Výhodou je naopak mìøení pøístrojem bez pohyblivých mechanických èástí a možnost použít napájení z baterií. Téma dvouvodièovì napájených MIP vhodných pro aplikace pøi øízení technologických procesù bylo ovšem pro výrobce mìøicí a regulaèní techniky velmi zajímavé již od poèátku osmdesátých let minulého století. Od roku 1980 bylo tudíž takovýchto prùtokomìrù pøedstaveno velké množství. Jejich spoleèným znakem bylo znaèné omezení frekvence, amplitudy i šíøky budicího impulsu tak, aby se vystaèilo s pøíkonem, který je k dispozici. Spoleèným rysem tìchto konstrukcí byla velmi malá odolnost proti rušení, znemožòující jejich použití k mìøení v technologických procesech, kde spolehlivost mìøení a rychlost odezvy jsou stejnì dùležité jako statická pøesnost a linearita.

33

A

SNÍMAÈE

5. Proè nejsou (dvouvodièové) MIP univerzálnì použitelné 5.1 Provozní podmínky negativnì ovlivòující MIP s malým budicím pøíkonem Správnou èinnost MIP s malým budicím pøíkonem ohrožují zejména rychlé zmìny

mogenních kapalin nebo kapalin, v nichž probíhají chemické reakce doprovázené zmìnami elektrochemických potenciálù v oblasti mìøicí trubice (napø. neutralizace odpadní vody dávkováním malého množství kyseliny nebo zásady pøed MIP, smìšování dvou kapalin nebo téže kapaliny o rùzných teplotách apod.).

27

výstupní napětí (V)

25 23 21 19 17 15 0

2

4

6

8 10 proud (mA)

12

14

16

18

20

Obr. 7. Výstupní charakteristiky rùzných napájecích zdrojù

příkon pro buzení magnetického pole (mW)

prùtoku, nehomogenita i jiné vlastnosti mìøené kapaliny a vnìjší rušivé vlivy. Negativní vliv má pøedevším pulsující prùtok, vyskytující se za pístovými a membránovými èerpadly (s frekvencí pulsù až 100 zdvihù za minutu i více – viz obr. 4). Vyhodnocovací elektronika MIP musí být schopna zpracovat tyto rychlé zmìny prùtoku a tím i kolísání elektrochemických rušivých napìtí na elektrodách a musí poskytovat stabilní a správnou støední hodnotu prùtoku. V souèasné dobì se s tìmito provozními podmínkami úspìšnì vyrovnávají MIP se stejnosmìrným pulsním buzením, velkou budicí frekvencí a velkou frekvencí a krátkou dobou vzorkování. Doposud vyrábìné dvouvodièovì napájené MIP s malým budicím proudem a nízkou budicí frekvencí i frekvencí vzorkování lze zde použít jen s velkými obtížemi. Nepatøiènì mùže údaj prùtokomìru kolísat také pøi mìøení prùtoku nedostateènì ho-

Pøíèinou nestabilního mìøení mohou být také pevné èástice, jež narážejí do elektrod MIP. Zvláštním pøípadem je mìøení prùtoku demineralizované vody. Pøi malé vodivosti a souèasnì velké støední rychlosti proudìní (nìkolik metrù za sekundu) vznikají rušivá napìtí, která jsou vìtší než napìtí vytvoøené pohybem mìøené kapaliny v magnetickém poli v mìøicí trubici prùtokomìru. K uvedeným rušivým vlivùm zpùsobeným mìøenou kapalinou se v praxi pøidávají také vnìjší rušivé vlivy z okolí – rušivá napìtí a proudy indukované z elektrických rozvodù, transformátorù a øízených pohonù pronikají do mìøené kapaliny a dále znesnadòují zpracování mìøicího signálu. 5.2 Následky selhání bìžného dvouvodièového MIP Èasto se stává, že dodavatel systému mìøení a regulace není obeznámen se skuteèný-

300 přírůstek příkonu díky adaptivnímu řízení

250 200

IFC 040: adaptivní řízení příkonu

150 100 minimální zaručovaný příkon 50 0 4

6

8 10 12 14 16 proud smyčkou úměrný průtoku (mA)

18

20

22

Obr. 8. Pøírùstek pøíkonu díky jeho adaptivnímu øízení (oddìlovací napájecí zdroj CEAG: Uo = 24 V, Ri = 360 Ω , odpor vedení 50 Ω )

34

(2001) èíslo 2

mi provozními podmínkami, ve kterých bude jím dodávaný MIP pracovat. To se týká zejména technologických mìøení (napø. výskyt pulsujícího prùtoku apod.). Skuteèný stav pøitom èasto vyjde najevo až pøi uvádìní technologie do provozu, když dvouvodièovì napájený MIP nefunguje. Obvykle musí být demontován a nahrazen konvenèním pøístrojem s vìtším pøíkonem, což znamená dodateèné náklady (poøízení nového pøístroje, demontហsi èasto vyžádá pøerušení provozu apod.). Jde-li o prùtokomìr instalovaný v prostøedí SNV se všemi pøístroji øešenými jako jiskrovì bezpeèné, je pro nový MIP nutné vybudovat i nový pøívod napájecí energie, což výmìnu dále prodraží. Cílem návrhu dvouvodièovì napájeného MIP Krohne ALTOFLUX 2W IFM 4042 K bylo minimalizovat zmínìná rizika. Pro pøístroj byla proto zvolena nová, revoluèní koncepce.

6. Principy použité v konstrukci MIP Krohne ALTOFLUX 2W 6.1 Základní charakteristika ALTOFLUX 2W (obr. 5) je MIP s dvouvodièovým napájením. Mìøicí trubice, budicí cívky a elektrody jsou identické s komponentami použitými v øadì konvenèních MIP ALTOFLUX. Pøevzato bylo také uspoøádání magnetického obvodu, které je svou kvalitou a úèinností vhodné pro použití v dvouvodièovì napájeném prùtokomìru. Magnetický obvod byl optimalizován s cílem zmenšit ohmický odpor budicích cívek pøi zachování úèinnosti magnetického obvodu a vnìjších rozmìrù pøístroje tak, aby bylo možné využít kryt snímaèù øady ALTO-FLUX 4000. Výsledné optimalizované provedení magnetického obvodu má firma Krohne patentováno. Pøevzat byl také kryt vyhodnocovací elektroniky s ochranou typu „pevný závìr“, uvedený firmou Krohne na trh v roce 1985. Vlastní elektronika je naproti tomu zkonstruována zcela novým zpùsobem tak, aby se i pøi malém pøíkonu dosáhlo vyhovujícího odstupu mìøicího signálu od šumu. Na obr. 5 je patrná také další vývodka (zaslepená), která se u dvouvodièovì napájeného MIP jeví na první pohled jako zbyteèná. Tento malý detail má ale velký význam: znaèí možnost použít v obtížných aplikacích druhý jiskrovì bezpeèný napájecí zdroj a tím zajistit optimální funkci prùtokomìru. Tento dodateèný pøíkon je využit pouze pro generování magnetického pole, nìkolikanásobnì zvìtšuje odstup signálu od šumu, aniž by byla narušena ochrana na principu jiskrové bezpeènosti. Dodateènì pøipojit druhý napájecí zdroje není pøíliš nákladné. 6.2 Snímání signálu z mìøicích elektrod – optimalizace pomìru signálu k šumu Velmi malý mìøicí signál na elektrodách, na který je superponováno mnoho rušivých napìtí, je nutné efektivnì a správnì zpraco-

AUTOMA

A

SNÍMAÈE

100

80

60

40

0

20

t (ms)

interval vzorkování

2

1,0

frekvence rušení/frekvence sítě

10,0

-20

-40

-60

-80

-100

-1

100

80

60

40

0

20

1

t (ms)

napětí na elektrodách

-2 2

80

60

40

0

100

U = k·B·D·v

1 20

vzorkovaný měřicí signál

napětí na elektrodách

-1

0,1

Napìtí na elektrodách je vzorkováno synchronnì s magnetickým polem. Se vzorkováním se zaèíná v dobì, kdy po pøipojení budicího napìtí odeznìl pøechodový jev na indukènosti. Správnou synchronizací budicí

0

t (ms)

-1

U = –k·B·D·v -2

Obr. 9. Magnetické pole, vzorkování napìtí na elektrodách ní šum zesilovaèe. Uvedené požadavky splòuje pøísnì symetricky konstruovaný rozdílový zesilovaè (pøístrojový zesilovaè – obr. 6). I jeho øešení má firma Krohne patentováno. 6.3 Optimální využití energie adaptivním øízením pøíkonu Dvouvodièovì napájený MIP má k dispozici promìnlivý pøíkon, jenž závisí na hodnotì prùtoku (proudu procházejícím smyèkou) a na charakteristice konkrétnì použitého napájecího zdroje (obr. 7). Správnì konstruovaný dvouvodièovì napájený MIP má být schopen vždy získat maximální možný pøíkon tak, aby byl schopen vytvoøit dostateèný budicí výkon a tím mìøicí signál a zajistit dostateèný odstup mìøicího signálu od šumu. V prùtokomìru ALTOFLUX 2W se této vlastnosti dosahuje pomocí inteligentního napájecího dílu s adaptivním øízením pøíkonu. Napájecí díl se automaticky pøizpùsobuje charakteristice použitého oddìlovacího napájecího zdroje tak, aby pøi daném výstupním proudu (v závislosti na prùtoku) mìl MIP vždy k dispozici maximální možný pøíkon. V porovnání s bìžnì konstruovanou napájecí èástí, která pracuje na bázi minimálního zaruèeného

AUTOMA

-120

Obr. 10. Potlaèení rušivých frekvencí né støádat energii v zásobníku a generovat budicí impulsy s malou opakovací frekvencí. To vede ke vzorkování prùtoku s periodou øádu sekund, a tudíž k nestabilnímu a nesprávnému mìøení. Nová konstrukce napájecího dílu, opìt firmou Krohne patentovaná, zvìtšuje budicí pøíkon pøi malých prùtocích až na dvojnásobek jeho jmenovité hodnoty. Tím je zajištìno velmi dobré dynamické chování prùtokomìru i pøi velmi malých hodnotách prùtoku (a výstupního proudu) i v porovnání s konvenèními MIP. 6.4 Optimální budicí frekvence úèinnì potlaèuje rušivá napìtí Konvenèní MIP jsou buzeny pulsním proudem obdélníkového prùbìhu s opakovací frekvenci asi od 2 do 25 Hz. Na obr. 9 je znázornìn prùbìh intenzity magnetického pole a napìtí na elektrodách v èase. 600 výkon na budicích cívkách (mW)

budicí proud, magnetická indukce

1

pøíkonu (worst case consumption), se dociluje pøíkonu vìtšího o 10 až 100 % (obr. 8). Pøi malém prùtoku, kdy se proud ve smyèce blíží 4 mA, je pøíkon použitelný ke generování magnetického pole tak malý, že je nut-

potlačení rušivých napětí (dB)

vat. Èást superponovaných rušivých napìtí tvoøí souhlasné napìtí, pøítomné souèasnì na obou mìøicích elektrodách ve shodné polaritì. K omezení jeho vlivu musí mít vstupní zesilovaè dostateènì velkou hodnotu souèinitele potlaèení souhlasného napìtí (Common Mode Rejection Ratio – CMRR). Vnitøní odpor zdroje signálu – kapaliny proudící v magnetickém poli – je velmi velký (øádovì stovky kiloohmù). Proto je také nezbytnì nutná velká vstupní impedance a velmi malý vlast-

a vzorkovací frekvence a jejich vhodným pomìrem k frekvenci elektrorozvodné sítì se dosahuje vynikajícího potlaèení sériového rušení pronikajícího ze síových rozvodù. 6.5 Potlaèení rušení ze sítì díky propracované filtraci Dvouvodièovì napájený MIP Krohne ALTOFLUX 2W využívá také dlouhodobì osvìdèené filtraèní postupy. Synchronní vzorkování a èíslicová filtrace s použitím speciálnì vytvoøených komplexních algoritmù spoleènì vytváøejí filtr s charakteristikou typu pásmové propusti. Na obr. 10 je ukázáno, jak jsou potlaèena rušivá napìtí o rùzných frekvencích, indukovaná napø. ze sítì. Propouštìna je pouze síová frekvence a její harmonické, které jsou potøebné pro vytvoøení obdélníkového budicího signálu. Dodateènì lze aktivovat nelineární digitální filtry, které vylouèí kolísání mìøené hodnoty, vznikající v dùsledku malé vzrůst příkonu díky přídavnému napájení

500

IFC 040: připojení čtyřmi vodiči

400 300 200 100

adaptivní řízení příkonu

0 4

6

8 10 12 14 16 18 výstupní proud úměrný měřené hodnotě (mA)

20

22

Obr. 11. Vzrùst pøíkonu pro buzení pøi pøipojení pøídavného napájecího zdroje

(2001) èíslo 2

35

A

SNÍMAÈE

60

rozptyl 3σ (mm/s)

50 40

ěř

am

í (<

řen

30

ná ust

ě ta m

n 1%

)

oty

odn

h ené

isto

nej

příp

20 10

0

1

2 3 rychlost proudění (m/s)

4

5

Obr. 12. Nejistota pøi mìøení pomocí MIP Krohne ALTOFLUX 2W (èasová konstanta 3 s, voda s vodivostí 300 µS/cm, bez filtrace signálu) vodivosti mìøené kapaliny nebo pøítomnosti pevných èástic v kapalinì. 6.6 Hybridní napájení je zárukou provozní spolehlivosti Jak již bylo zmínìno, výstupní údaj dvouvodièovì napájeného MIP za urèitých provozních podmínek kolísá. Neèekané problémy se èasto objeví teprve pøi uvádìní pøístroje do provozu a výmìna dvouvodièovì napájeného MIP za konvenèní znamená mimoøádné náklady. Pro takového pøípady jsou u pøístroje ALTOFLUX 2W standardnì k dispozici druhá vývodka a druhý pár svorek, umožòující použít dodateèné napájení. Jestliže se pøi uvádìní do provozu nebo pøi zmìnì mìøené kapaliny zjistí, že rušení zpùsobuje kolísání mìøené hodnoty, není nutné prùtokomìr demontovat a nahrazovat konvenèním. K volným svorkám lze pøipojit doplòkový napájecí zdroj. Jeho energie je výhradnì urèena ke generování budicího proudu, který tak vzroste na dvojnásobek až pìtinásobek (obr. 11). Uvedeným zpùsobem dosáhne budicí proud (a s ním odstup signálu od šumu) ve dvouvodièovì napájeném MIP hodnot srovnatelných s konvenèním MIP a je zajištìna jeho spolehlivá funkce všude tam, kde spolehlivì pracuje konvenèní MIP – bez demontáže prùtokomìru, výmìny pøevodníku atd. Použít doplòkový napájecí zdroj lze i v prostøedí SNV, a to beze zmìny druhu ochrany a typu kabelových rozvodù. Je-li prùtokomìr instalován jako jiskrovì bezpeèný a pøídavný napájecí zdroj je také jiskrovì bezpeèný, zùstává po pøipojení druhého napájecího zdroje jiskrovì bezpeèný i výstup.

36

Je-li prùtokomìr ALTOFLUX 2W instalován v zajištìném provedení, je pøívod z dodateèného napájecího zdroje rovnìž v zajištìném provedení. Také v tomto pøípadì zùstává pùvodní typ ochrany nezmìnìn. napájení 4 až 20 mA

modul HART

Vlastní konstrukèní uspoøádání ukazuje blokové schéma MIP Krohne ALTOFLUX 2W IFM 4042 K na obr. 13. Pro pøístroj jsou charakteristické: n zesílení napìtí na elektrodách operaèním zesilovaèem s malým šumem, digitalizace A/D pøevodníkem a galvanicky oddìlený pøenos namìøených hodnot do centrálního mikroprocesoru; n vnitøní sbìrnice ImoCom, zajišující vzájemnou komunikaci všech blokù vyhodnocovací elektroniky a pøístupná pøes speciální rozhraní i uživateli (pro analýzu procesu mìøení pomocí PC); n napájení prostøednictvím proudové smyèky 4 až 20 mA; n pøídavný napájecí modul pro dosažení vìtšího budicího proudu (power booster), umožòující použít dvouvodièovì napájený MIP i ve složitých provozních podmínkách. Zvolená koncepce poskytuje uživateli tohoto dvouvodièovì napájeného MIP jistotu, že získává pøesný a spolehlivý mìøicí pøístroj i pro velmi nároèné aplikace. Výsledkem nì-

zobrazovač, počítadlo, mikroprocesor klávesnice, programování magnetem sběrnice ImoCom

napájení/výstup 4 až 20 mA přídavné napájení

buzení

snímač (měřicí trubice)

přídavné napájení mikroprocesor

pulsní a stavový výstup galvanické oddělení

A/D pře- vstupní zesilovač vodník s malým šumem

Obr. 13. Blokové schéma dvouvodièovì napájeného MIP s pøídavným napájením Popsané jedineèné konstrukèní provedení je oznaèováno také jako hybridní provedení dvouvodièovì napájeného MIP a je patentováno. Znamená volitelné dvouvodièové nebo ètyøvodièové napájení a pøináší jistotu, že prùtokomìr bude bez problémù mìøit i v obtížných aplikacích.

7. Výsledek: stabilní mìøení prùtoku s dvouvodièovým MIP Aplikace již popsaných konstrukèních principù pøinesla pøístrojùm øady Krohne ALTOFLUX 2W metrologické vlastnosti patrné z obr. 12.

(2001) èíslo 2

kolikaleté práce vývojových pracovníkù firmy Krohne je magneticko-indukèní prùtokomìr, který vychází vstøíc souèasným i budoucím požadavkùm zákazníkù. V souvislosti s jeho konstrukcí pøihlásila firma Krohne k ochranì ètyøi patenty.

Dr. Helmut Brockhaus, Dipl.-Ing. Friedrich Hofmann, KROHNE Messtechnik, Duisburg, Nìmecko Pøeložil a upravil Ing. Petr Komp, KROHNE CZ spol. s r.o., pracovištì Ostrava

AUTOMA