Mettler Toledo InSUS Head for Optical Single-Use O₂ Sensors Bedienungsanleitung

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InSUS Head 23

Printed in Switzerland

30 283 375 E

InSUS Sensorkopf für optische

Single-use-O

2

-Sensoren

Bedienungsanleitung

24 InSUS Head

InSUS Head © 11/2020 METTLER TOLEDO Group

30 283 375 E Printed in Switzerland

1 Einleitung .....................................................................25

2 Wichtige Hinweise.........................................................26

2.1 Hinweise zur Bedienungsanleitung....................................26

2.2 Bestimmungsgemässe Verwendung..................................26

2.3 Sicherheitshinweise.........................................................27

2.4 Einige typische Applikationsbeispiele.................................27

3 Produktbeschreibung .....................................................28

3.1 Allgemein ......................................................................28

3.2 Grundprinzip ..................................................................28

3.3 Lieferumfang ..................................................................29

4 Installation....................................................................30

4.1 Sensor anschliessen .......................................................30

4.1.1 Anschluss des Single-use-Sensors an den InSUS-Kopf ........30

4.1.2 Digitaler Anschluss des InSUS-Kopfes an einen

Transmitter.....................................................................30

4.1.3 Analoger Anschluss an einen Transmitter oder eine

Steuerung ......................................................................31

4.1.4 Anschluss des Sensorkopfes an die Stromversorgung .........31

5 Betrieb..........................................................................32

5.1 Konfiguration .................................................................32

5.1.1 Sensorkopf-Erkennung.....................................................32

5.1.2 Messrate........................................................................32

5.1.3 LED-Modus....................................................................32

5.2 Kalibrierung ...................................................................33

5.2.1 Zweck der Kalibrierung ....................................................33

5.2.2 Werkskalibrierung...........................................................34

5.2.3 Einpunktkalibrierung (Steigung und Prozesskalibrierung) ....34

5.2.4 Prozesskalibrierung.........................................................35

5.2.5 Zweipunktkalibrierung mit M400/M800 Transmittern..........35

5.2.6 Kalibrierung bei Anschluss an Analogeingang (via M50) ....36

6 Wartung........................................................................37

6.1 Kontrolle des Sensorkopfes ..............................................37

6.1.1 Visuelle Kontrolle ............................................................37

6.1.2 Kontrolle des Sensors mit dem Transmitter.........................37

7 Lagerung.......................................................................38

8 Produktspezifikationen...................................................39

8.1 Technische Daten ...........................................................39

9 Bestellinformationen .....................................................40

9.1 Sensoren .......................................................................40

9.2 Zubehör.........................................................................40

9.3 Empfohlene Transmitter ...................................................40

Inhalt

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1

Einleitung

Wir danken Ihnen, dass Sie einen optischen Sauer-

s

toffsensor von METTLER TOLEDO erworben haben.

Die Bauweise von INGOLDs optischen Sauerstoffsen-

soren entspricht dem heutigen Stand der Technik und

den zur Zeit anerkannten sicherheitstechnischen Re-

geln. Dennoch können bei unsachgemässer Anwen-

dung Gefahren für den Anwender oder Dritte und/oder

Beeinträchtigungen der Anlage und anderer Sach werte

entstehen.

Die vorliegende Bedienungsanleitung muss deshalb

vor Beginn von Arbeiten an den Sensoren von den

betreffenden Personen gelesen und verstanden wer-

den.

Bitte bewahren Sie die Bedienungsanleitung an einem

sicheren Ort auf, wo sie für jeden Anwender jederzeit

zur Hand ist.

Wenn Sie Fragen haben, die in dieser Bedienungs -

anleitung nicht oder nicht ausreichend beantwortet

wer den, nehmen Sie bitte mit Ihrem METTLER TOLEDO

Vertreter Kontakt auf. Man wird Ihnen gerne weiter -

helfen.

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Wichtige Hinweise

2.1 Hinweise zur Bedienungsanleitung

Die vorliegende Bedienungsanleitung enthält alle Anga-

ben, um den optischen Sensorkopf si cher, sach gerecht

und bestimmungsgemäss ein zu setzen.

D

ie Bedienungsanleitung richtet sich an das mit der

Bedienung und der Instandhaltung der Sensoren be-

traute Personal. Es wird vorausgesetzt, dass diese

Per sonen Kennt nisse der Anlage besitzen, in der die

S

en soren eingebaut sind.

Warnhinweise und Symbole

In dieser Bedienungsanleitung werden Sicherheitshin-

weise und Zusatzinformationen mit folgenden Pikto-

grammen gekennzeichnet:

Dieses Piktogramm kennzeichnet Sicherheits- und

Gefahrenhinweise, deren Missachtung zu Personen

und/oder Sachschäden führen können.

Dieses Piktogramm kennzeichnet Zusatzinformatio-

nen und Anweisungen, deren Missachtung zu Defek-

ten, ineffizienten Betrieb oder zum Ausfall der Produk-

tion führen können.

2.2 Bestimmungsgemässe Verwendung

Die optischen Sauerstoffsensoren dienen zur In-line-

Messung des Sauerstoffpartialdrucks gemäss den An-

gaben in dieser Bedienungsanleitung.

Eine andere oder darüber hinausgehende Benutzung,

als in dieser Bedienungsanleitung beschrieben, gilt als

nicht bestimmungsgemäss. Für hieraus resultierende

Schäden haftet der Hersteller/Lieferant nicht. Das Risiko

trägt allein de r Anwender.

Zur bestimmungsgemässen Verwendung gehören des

Weiteren:

– Die Beachtung der Anweisungen, Vorschriften und

Hinweise in der vorliegenden Bedienungsanleitung.

– Die regelmässige, Inspektion, Wartung und

Funktionsprüfung der eingesetzten Komponenten

liegt in der Verantwortung des Anwenders. Die loka-

len Vorschriften zur Arbeits- und Anlagensicherheit

sind zu beachten und einzuhalten.

– Einhaltung aller Hinweise und Warnvermerke in

den Publikationen zu den Produkten, die zu -

sammen mit dem Sensor verwendet werden

(Single-use Reaktor, Transmitter etc.).

– Einhaltung aller Sicherheitsvorschriften der Anlage,

in die der Sensor eingebaut wird.

– Der korrekte Betrieb unter Beachtung der vor -

geschriebenen Umwelt- und Betriebsbedingungen

und den zulässigen Einbaulagen.

– Bei Unklarheiten soll unbedingt Rücksprache mit

Mettler-Toledo Prozessanalytik genommen wer-

den.

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2.3 Sicherheitshinweise

– Der Anlagenbetreiber muss sich eventueller Risiken

und Gefahren seines Prozesses bzw. An lage be-

wusst sein. Der Anlagenbetreiber ist ver antwortlich

f

ür die Ausbildung des Betriebspersonals, für die

Kennzeichnung möglicher Gefahren und für die

Auswahl geeigneter Instrumentierung anhand des

Stands der Technik.

– Betriebspersonal, welches an der Inbetriebsetzung,

Bedienung oder Wartung dieses Sensors oder eines

s

einer Zusatzprodukte (Single-use Reaktor, Trans-

mitter, etc.) beteiligt ist, muss zwingend in den Pro -

duktions prozess und die Produkte eingewiesen sein.

Dazu gehört auch das Lesen und Verstehen dieser

Betriebsanleitung.

– Die Sicherheit von Betriebspersonal und Anlagen

liegt letztendlich in der Verantwortung des Anla-

genbetreibers. Dies gilt insbesondere für Anlagen

in explo sions gefährdeten Bereichen.

– Der eingesetzte Sauerstoffsensor und zugehörige

Komponenten haben keinen Einfluss auf den

Prozess und können diesen nicht im Sinne einer

Regelung oder Steuerung beeinflussen.

– Wartungs- und Serviceintervalle hängen von den

Einsatzbedingungen, der umge benen Substanzen,

der Anlage und der Sicherheitsrelevanz des

Messsystems ab. Kunden prozesse variieren stark,

so dass An gaben, soweit diese vorgegeben sind,

nur als Richtwerte dienen und in jedem Fall durch

den Anlagenbetreiber verifiziert werden müssen.

– Werden bestimmte Schutzmassnahmen wie

Schlösser, Beschriftungen oder redundante

Mess systeme gefordert, müssen diese vom

Anlagen betreiber vorgesehen werden.

– Ein defekter Sensorkopf darf weder montiert noch

in Betrieb genommen werden.

– Am Sensor dürfen nur Wartungsarbeiten durch -

geführt werden, die in dieser Bedienungsanleitung

beschrieben sind.

– Verwenden Sie für den Austausch von defekten

Komponenten ausschliesslich METTLER TOLEDO

Originalersatzteile (siehe «Kapitel 9, Ersatz teile»).

– An den Sensoren und den Zubehörteilen dürfen

keine Änderungen vorgenommen werden. Für

Schäden aufgrund von unerlaubten Änderungen

haftet der Hersteller/Lieferant nicht. Das Risiko trägt

allein der Anwender.

2.4 Einige typische Applikationsbeispiele

Die folgende Aufzählung zeigt einige typische, nicht

abschliessende, Applikationsbeispiele für den Einsatz

des Sauerstoffsensors.

Messung in Flüssigkeiten:

– Fermentation

– Biotechnologie

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Produktbeschreibung

3.1 Allgemein

Der optische Single-use Sauerstoffsensor, der InSUS-

Lichtwellenleiter (mit integrierter Temperatursonde)

und der InSUS-Kopf dienen zur Sauerstoffmessung in

Single-use Reaktoren.

Die Single-use Sensoren können mittels Gammastrah-

lung sterilisiert werden und sind typischerweise Be-

standteil von Geräten zur einmaligen Verwendung, wie

beispielsweise Single-use Reaktor. Weitere Informatio-

nen hierzu finden Sie in den Produktbeilagen des je-

weiligen Single-use Geräteherstellers.

3.2 Grundprinzip

Die Funktionsweise der optischen Sauerstoffsensoren be-

ruht auf einer Methode der optischen Erkennung, der so

genannten Fluoreszenzlöschung. Hier eine kurze Zusam-

menfassung des Prinzips:

Im Gegensatz zur polarografischen Clark-Elektrode,

die eine Reduktions-Oxidations-Reaktion mit Sauerstoff

an der Elektrode erkennt, basiert die neue optische Me-

thode auf der Übertragung von Energie zwischen Chro-

mophor und Sauerstoff.

– Ein Chromophor im Sensor wird mit blauem Licht

angestrahlt. Dieses Chromophor nimmt die Energie

auf und emittiert, wenn kein Sauerstoff präsent ist,

nach einer bestimmten Zeitverzögerung und für ei-

ne bestimmte Dauer rotes Fluoreszenzlicht. Das

emittierte Licht wird vom Detektor im Sensorkopf

erkannt.

– Wenn Sauerstoff vorhanden ist, überträgt das

Chromophor die Energie auf das Sauerstoffmolekül.

Das Sauerstoffmolekül gibt diese Energie dann als

Wärme an die Umgebung ab, und es findet keine

Fluoreszenz statt.

– Gesamtintensität und Dauer der Fluoreszenz sind

vom Sauerstoffpartialdruck im Medium abhängig.

– Zur Analyse der Fluoreszenzdauer wird das Anre-

gungslicht mit einer konstanten Frequenz getaktet,

das emittierte Licht weist den selben Verlauf, jedoch

mit einer zeitlichen Verzögerung im Vergleich zum

Anregungslicht auf. Diese Zeitverzögerung wird als

Phasenverschiebung oder Phasenwinkel (Phi) be-

zeichnet. Die Phasenverschiebung ist vom Sauer-

stoffgehalt abhängig und folgt der Stern-Vollmer-

Gleichung.

– Der Sensor erkennt diese Phasenverschiebung und

berechnet die Sauerstoffkonzentration.

– Der Sauerstoffwert wird in digitaler Form vom In-

SUS-Sensorkopf an den Transmitter übertragen.

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3.3 Lieferumfang

Jeder Sensor wird vollständig zusammengesetzt und

n

ach werkseitiger Testung sowie Kalibrierung zur Über-

prüfung des ordnungsgemässen Funktionierens mit

folgender Komponente geliefert:

– einem Kalibrationszertifikat

– dieser Bedienungsanleitung

5-poliger

Anschluss

InSUS-Kopf

Anschluss

Lichtwellen-

leiter

InSUS-Lichtwellen-

leiter

Sensoranschluss

(M16-Gewinde)

Einweg-Sensor

(integriert im

Single-use Reaktor)

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Installation

4.1 Sensor anschliessen

4.1.1 Anschluss des Single-use Sensors an den InSUS-

Kopf

Nehmen Sie die Schutzkappe des Single-use Sensors

ab. Verbinden Sie den Single-use Sensor mit dem In-

SUS-Kopf und verwenden Sie hierzu den entsprechen-

d

en InSUS-Lichtwellenleiter. Bitte lesen Sie das Infor-

mationsblatt, welches dem InSUS-Lichtwellenleiter

beiliegt. Anschließend schrauben Sie beide Anschlüsse

fest am Sensor bzw. am Sensorkopf an.

4.1.2 Digitaler Anschluss des InSUS-Kopfes an einen

Transmitter

Transmitter M400 oder M800

Der Sensorkopf wird über ein 5-poliges Datenkabel am

Transmitter angeschlossen. Die Kabel sind in unter-

schiedlichen Längen von METTLER TOLEDO erhältlich.

Mithilfe des Datenkabels wird eine sichere Verbindung

zwischen dem Transmitter und dem Sensorkopf si-

chergestellt, und das auch unter rauen Industriebedin-

gungen. Zum Anschließen des Datenkabels an den

Sensorkopf richten Sie den Schlitz des Anschlusses auf

den Stift des Steckers aus und schrauben den Stecker

fest an, um beide Teile sicher miteinander zu verbin-

den.

Transmitter M400

Hinweis: Informationen zum Anschliessen von Kabeln

an die Anschlüsse des Transmitters finden Sie in der

Transmitterbedienungsanleitung von METTLER TOLEDO.

Schliessen Sie das Datenkabel wie in der Tabelle unten

beschrieben an den Transmitter an.

RS485-Kabel für InSUS-Sensorkopf

M400 M800 M800

1-Kanal 2 /4-Kanal

Farbe Funktion TB3 TB3 TB2

Braun 24 V 18 7 9

Schwarz GND24V 17 8 10

Grau Abschirmung 13 2 12

Gelb Abschirmung 13 5 15

Blau RS485B 14 3 13

Weiß RS485A 15 4 14

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4.1.3 Analoger Anschluss an einen Transmitter oder ei-

n

e Steuerung

Ein METTLER TOLEDO -M50-Signalwandler RS485/

nano-Ampere ist einem polarografischen Clark-Sensor

n

achempfunden. Der M50-Signalwandler wird mit

dem Analogsignal-Eingang eines Transmitters verbun-

d

en, beispielsweise einem M300 oder Biocontroller.

Bitte beachten Sie auch die Anweisungen im Handbuch

des M50-Konverters von METTLER TOLEDO.

4

.1.4 Anschluss des Sensorkopfes an die Stromversor-

gung

Wird der Sensor mit einem 4-Leiter Transmitter

(M400/M800/M50) verwendet, erfolgt die Stromver-

sorgung des Sensorkopfes über den Transmitter.

Stromversorgung Spezifikation: 24 VDC, 500 mA

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5 Betrieb

5

.1 Konfiguration

5

.1.1 Sensorkopf-Erkennung

Bevor Sie einen optischen Sensor installieren, schlagen

Sie im Handbuch für den Transmitter nach und kon

-

figurieren Sie den Transmitter für die automatische

Sensorerkennung. Datum und Zeit sind am Trans-

mitter korrekt einzugeben.

Werden Datum und Zeit falsch eingegeben, können

Kalibrierung und Setup Schaden nehmen.

5.1.2 Messrate

Optische Sauerstoffsensoren führen keine permanenten

Messungen durch. Jeder Messzyklus dauert etwa 1

Sekunde. Das Messintervall lässt sich auf einen belie-

bigen Wert zwischen 1 und 60 Sekunden einstellen.

Wählen Sie die passende Einstellung.

Voreingestellt sind 3 Sekunden, was für die meisten

Anwendungen ausreicht.

5.1.3 LED-Modus

Das System kann ausgeschaltet werden sobald es

nicht gebraucht wird.

Sobald die LED ausgeschaltet ist, sendet der Sensor-

kopf ein konstantes Signal von –1% Luft an den Trans-

mitter. Der Transmitter wird in den «Hold-Modus» ge-

schaltet. Um den «Hold-Modus» zu konfigurieren,

benutzen Sie bitte die Bedienungsanleitung des Trans-

mitters.

Automatische LED-Abschaltung bei hohen Tempera-

turen

Ist der LED-Modus auf «Auto» (Standardeinstellung)

gesetzt, wird die LED abgeschaltet, sobald eine spezi-

fische Temperatur erreicht wird.

Temperaturen

Höchst-Prozess- voreingestellte

temperatur Abschalttemperatur

InSUS-Kopf 60°C 60°C

Diese Limite können individuell durch den Benutzer ein-

gestellt werden. Dazu Transmitter (M400 oder M800)

oder iSense verwenden. Diese Einstellungen sind auch

aktiv, wenn der Sensor über einen M50-Signalwandler

betrieben wird. Die Abschalttemperatur sollte mindes-

tens 5°C höher eingestellt werden, als die Höchst-Pro-

zesstemperatur. Wenn z.B. die Prozesstemperatur bei

37°C liegt, sollte die Abschalttemperatur auf 42°C ein-

gestellt werden. Sobald die Temperatur von 42°C er-

reicht wird, wird die LED abgeschaltet. Zur Anschaltung

der LED wurde eine Hysterese von 3°C eingestellt, dies

bedeutet, dass die LED angeschaltet wird, sobald die

Temperatur unter 39°C fällt.

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anuelle LED-Abschaltung

(Transmitter M400/M800)

Die LED des Sensors kann manuell über den Trans-

m

itter abgeschaltet werden, indem der LED-Modus

auf «off» gesetzt wird. (siehe Transmitter-Bedie-

nungsanleitung). Um die Messung wieder zu starten,

muss die LED wieder manuell oder über ein digitales

Eingangssignal eingeschaltet werden.

Abschaltung der LED durch ein externes Signal

(Transmitter M400/M800)

D

er Transmitter M400 kann über ein externes Signal

in den «Hold-Modus» versetzt werden. In dieser Si-

tuation wird die LED des Sensors ausgeschaltet. So-

bald der «Hold-Modus» aufgehoben wird, beginnt der

optische Sensor wieder mit der Messung mit den vor-

herigen Einstellungen.

5.2 Kalibrierung

5.2.1 Zweck der Kalibrierung

Informationen zur Kalibrierung finden Sie ebenfalls im

Transmitterhandbuch.

Die Kalibrierung muss immer dann ausgeführt werden,

wenn ein neuer Single-use Sensor über den InSUS-

Lichtwellenleiter an den InSUS-Kopf angeschlossen

wird.

Da der Zusammenhang zwischen gemessener Phase

und Sauerstoffkonzentration nicht linear ist, muss eine

Kalibrierung des optischen Sensors sehr genau durch-

geführt werden. Fehlerhafte Kalibrierungen können die

Messgenauigkeit des Sensors deutlich reduzieren.

Jeder Sensor hat seinen eigenen Phasenwinkel bei

Null Sauerstoff (phi 0) und einhundert Prozent Luftsät-

tigung (phi 100).

Es stehen unterschiedliche Kalibriermethoden zur Ver-

fügung. Die höchste Messgenauigkeit erreicht man

durch eine 2-Punkt-Kalibrierung mit Luft und einem

Nullpunktgas, z.B.N

2

oder CO

2

mit einer Reinheit von

mindestens 99,99%.

Beachten Sie bitte auch den korrekten Luftdruck und

die Feuchtigkeit. Geringe Abweichungen an der Luft

(±3%) gehen zurück auf unterschiedliche Luft-

feuchtigkeit und Einstellungen des Prozessdrucks.

Der Sensor rechnet mit 100% Luftfeuchtigkeit,

wenn er auf die Messung von gelöstem Sauerstoff

eingestellt ist.

Generelle Bemerkungen:

–Die Kalibrierung muss nach der Gamma-Sterili-

sation des Single-use Reaktors erfolgen.

– Bei einer Kalibrierung in Gas muss der Single-

use Reaktor, in dem der Single-use Sensor integriert

ist, mit Luft (phi 100) oder Nullpunkt-Gas (phi 0)

befüllt werden.

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–

Vergewissern Sie sich, dass die Einstellungen für

die Sauerstoffsättigung bei der Kalibrierung kor-

rekt sind und während der Kalibrierung konstant

bleiben.

– Falls die Kalibrierung in Wasser oder Messmedium

e

rfolgt, muss sich das Kalibriermedium mit Luft

im Gleichgewichtszustand befinden. Der Sauer-

stoffaustausch zwischen Wasser und Luft läuft nur

sehr langsam ab. Es dauert daher relativ lange, bis

W

asser mit Luft gesättigt ist.

– Achten Sie darauf, dass alle anderen Parameter

w

ie Temperatur und Druck, während der Kali-

brierung konstant bleiben.

– Kalibrierung setzt immer eine genaue Druck- und

Temperaturmessung voraus. Nur die Prozessska-

lierung bleibt von diesen Parametern unbeeinflusst

(siehe Abschnitt 5.2.4).

– Stellen Sie sicher, dass der korrekte Kalibrierdruck,

Luftfeuchtigkeit und Salzgehalt im Transmitter ein-

gestellt sind, bevor die Kalibrierung gestartet wird.

– Bitte beachten Sie auch die Bedienungsanleitung

des Transmitters oder des Biocontrollers für detai-

lierte Informationen.

5.2.2 Werkskalibrierung

Der Sensorkopf wird vorkalibriert und einsatzbereit ge-

liefert. Informationen zur Aktivierung dieser Kalibrierung

finden Sie im Transmitterhandbuch.

Die Daten der Werkskalibrierung sind im Sensor ge-

speichert und können vom Benutzer nicht geändert wer-

den.

5.2.3 Einpunktkalibrierung (Steigung und Prozesskali-

brierung)

Für die meisten Applikationen ist eine Einpunktkalibrie-

rung ausreichend.

Während einer Einpunktkalibrierung wird der Phasen-

winkel des Nullpunktes oder bei Luft bestimmt. Der da-

zugehörige zweite Wert wird berechnet.

Das Kalibriermedium kann entweder Luft oder ein Ka-

libriergas mit bekannter Sauerstoffkonzentration oder

Wasser mit einer bekannten Sauerstoffkonzentration

sein.

Bevor die Kalibrierung in Gas gestartet wird, muss der

korrekte Druck und die Luftfeuchtigkeit im Transmitter

eingegeben werden.

Hinweis: Falsche Druckwerte sind die häufigste Ur-

sache für ungenügende Messgenauigkeit.

So führt z. B. eine Differenz von 50mbar zwischen

dem Umgebungsdruck und dem eingestellten Wert im

Transmitter zu einem Messfehler von 5%.

Bei einer Kalibrierung in Gas ist es wichtig, dass die

Temperaturmessung des Sensors stabil ist und die

wirkliche Gastemperatur angezeigt wird.

Nachdem sich das Sensorsignal stabilisiert hat kann

InSUS Head 35

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d

as komplette Messsystem auf den 100%-Wert der

gewählten Messgrösse kalibriert werden z.B. 100%

L

uft, 20,96% O

2

o

der 8,26ppm bei 25°C und Nor-

maldruck (siehe auch die Bedienungsanleitung des

Transmitters)

5.2.4 Prozesskalibrierung

F

ür detaillierte Informationen beachten Sie bitte auch

die Bedienungsanleitung des Transmitters.

Für die Prozesskalibrierung sind zwei verschiedene

Routinen möglich:

– Prozesskalibrierung

– Prozessskalierung (M400/M800 Transmitter)

Prozesskalibrierung erfolgt, wenn ein zuverlässiger

Kontrollwert verfügbar und der Prozessdruck bekannt

ist. Der Prozessdruck wird nur dann benötigt, wenn

das System in Sättigungswerten (%-Luft oder %-O

2

)

oder Gaseinheiten (ppm Gas) misst. Während dieser

Kalibrierung werden die Phasenwerte der Eichkurve

angepasst.

Prozessskalierung erfolgt vor allem in Biopharma-An-

wendungen, wenn der Anwender die Entscheidung

trifft, das System auf einen Ausgangswert einzustellen.

Während dieser Kalibrierung werden die Phasenwerte

des Sensors nicht eingestellt, lediglich die angezeigten

Werte und die 4– 20 mA-Ausgänge werden auf die ge-

wünschten Werte neu skaliert.

Hinweis: Für eine Prozesskalibrierung kann der Be-

nutzer entscheiden, ob der Prozessdruck oder der Ka-

librierdruck verwendet wird. Dies hängt von der Metho-

de ab, wie der Referenzwert ermittelt wurde.

Nachdem sich das Sensorsignal stabilisiert hat, kann

das komplette Messsystem auf die gewählte Mess-

grösse kalibriert werden z.B. Luft, O

2

oder ppm bei

25°C (siehe auch die Bedienungsanleitung des Trans-

mitters).

Hinweis: Für diesen Kalibriertyp sind eine genaue

Referenzmessung und korrekte Druckeinstellungen

essentiell.

5.2.5 Zweipunktkalibrierung mit M400/M800 Transmit-

tern

Zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit über den

ganzen Messbereich ist eine Zweipunktkalibrierung er-

forderlich.

Bei einer Zweipunktkalibrierung werden beide Phasen-

winkel bei null Sauerstoff (phi 0) und 100% Luft

(phi 100) bestimmt.

Punkt 1: Steilheitkorrektur (mit Luft oder einem anderen

Kalibrierungsgas mit bekannter O

2

-Konzentration)

Nachdem sich das Sensorsignal stabilisiert hat, kann

das komplette Messsystem auf den 100%-Wert der

gewählten Messgrösse kalibriert werden z.B. 100%

Luft, 20,96% O

2

oder 8,26ppm bei 25°C und Nor-

maldruck (siehe auch die Bedienungsanleitung des

Transmitters).

36 InSUS Head

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Punkt 2: Nullpunkt

N

achdem sich das Sensorsignal stabilisiert hat kann

das komplette Messsystem auf den 0%-Wert der ge-

wählten Messgrösse kalibriert werden z.B. 0% Luft,

0% O

2

oder 0ppm bei 25°C (siehe auch die Bedie-

n

ungsanleitung des Transmitters).

H

inweis: Eine unkorrekte Nullpunktkalibrierung ist

eine häufige Fehlerquelle. Für eine korrekte Durch-

führung empfehlen wir als Nullpunktmedium Stick-

stoff oder ein anderes sauerstofffreies Medium mit

e

inem Reinheitsgrad von mindestens 99,99%.

5.2.6 Kalibrierung bei Anschluss an Analogeingang (via

M50)

Wenn der Sensor an einen Analogeingang ange-

schlossen wird, lässt sich nur der M50-Ausgang neu

skalieren.

Die Abläufe sind die gleichen, wie bei amperometri-

schen Sensoren:

1. Anpassung der Steigung

2. Offset-Anpassung

InSUS Head 37

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6

Wartung

Hinweis: Die Wartungsarbeiten können ohne jegli-

c

hes Werkzeug durchgeführt werden.

6

.1 Kontrolle des Sensorkopfes

6

.1.1 Visuelle Kontrolle

Zur Überprüfung des Sensorkopfes empfehlen wir fol-

gende Vorgehensweise:

– Die Kontakte am Anschlussstecker müssen trocken

sein. Feuchtigkeit, Korrosion und Schmutz im An-

schlussstecker können zu Fehlanzeigen führen.

– Kabel auf Knickstellen, spröde Stellen oder Brüche

überprüfen.

– Überprüfen Sie die Kontakte des InSUS-Lichtwel-

lenleiters.

Vorsicht! Verwenden Sie niemals Reinigungsmittel,

die Alkohol oder Lösemittel enthalten. Der Sensor-

kopf könnte dadurch zerstört werden.

6.1.2 Kontrolle des Sensors mit dem Transmitter

Wenn die gemessenen Werte vom erwarteten Wert

abweichen, sollte eine Luftkalibrierung durchgeführt

werden.

Passende Phasenwerte nach einer Kalibrierung:

Je nach Alter des Single-use Sensors sind die Phasen-

werte typischerweise höher oder niedriger als bei einem

neuen Einweg-Sensor (siehe Tabelle).

Neuer Sensor Grenzwerte für alten Sensor

Phi0 Phi100 Phi0 Phi100

62°±3° 35°±3° <58° >38°

Die Phasenwerte des Sensors werden in der Kalibrier-

historie gespeichert. Der aktuelle Phasenwert lässt sich

im Menü «Calibration – Verify» überprüfen.

Wenn nach derartigen Verfahren die genannten Werte

immer noch nicht erreicht werden, sollte der Sensor

nicht verwendet werden.

Eine Nullsauerstoffmessung kann mit Hilfe von CO

2

oder Nitrogen (N

2

) durchgeführt werden. Alternativ ist

eine derartige Messung auch in einem Testmedium,

das mit einem der beiden Gase gesättigt ist, möglich.

Nach 2 Minuten in einem sauerstofffreien Mess medium

sollte der Sensor weniger als 5% und nach 10 Minuten

weniger als 1% des Luftmesswertes liefern.

Sollten die oben erwähnten Werte nicht erreicht wer-

den, sollte der Sensor nicht verwendet werden.

38 InSUS Head

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7 Lagerung

Der Sensorkopf sollte zum Lagern sauber und trocken

sein. Die Schutzkappen müssen auf den Sensor und

die Kabelanschlüsse gesetzt werden.

InSUS Head 39

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30 283 375 E

8

Produktspezifikationen

8.1 Technische Daten

InSUS Sensorkopf

Messprinzip optisch

Energiebedarf

U

min

= 19,5 VDC

U

max

= ≤25 VDC

P

max

= 0,75 W ➝ 33 … 40 mA

Konstruktionsmerkmale

Temperaturkompensation automatisch, RTD im InSUS-Licht-

wellenleiter integriert

Kabelanschluss (digital) 5-poliges Datenkabel

Single-use Sauerstoffsensor,

integriert im Single-use Reaktor

Sensorelement Optische Detektion

Messbereich 0…250% Luft

Genauigkeit unter definierten <2.5% für den Bereich 50 bis

Laborbedingungen 100% Luft, nach Einpunkt-

kalibrierung in 100% Luft

<1% nach Zweipunktkalibrierung

in 100% Luft und 0% Sauerstoff

Ansprechzeit T

98

<30s

Temperaturfühler Pt1000 Klasse B, gemäß DIN EN

60751, integriert in einen InSUS-

Lichtwellenleiter

Empfohlene Benetzungszeit 10 Minuten

(Vorbehandlungszeit)

Betriebstemperatur 5°C bis 60°C

Sensorkabelanschluss Glasfaser-Verlängerung, M16 ×1

Gewinde

40 InSUS Head

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9

Bestellinformationen

Weitere, detaillierte Informationen fragen Sie Ihren Lie-

f

eranten.

9.1 Sensoren

InSUS Sensorkopf 30 015 171

InSUS-Lichtwellenleiter (1.5m) 30 020 711

9.2 Zubehör

M50 Signal-Konverter 52 121 854

iSense 30 130 614

iSense CFR21 ready 30 283 620

iLink RS485 52 300 399

5-poliges Datenkabel (5 pin)

Temperaturbereich – 30…80°C

2m 52 300 379

5m 52 300 380

10m 52 300 381

15m 52 206 422

25m 52 206 529

50m 52 206 530

9.3 Empfohlene Transmitter

Transmitter

M400, Typ 2 30 374 112

M400, Typ 3 30 374 113

M800 1-Kanal 30 026 633

M800 2-Kanal 52 121 813

M800 4-Kanal 52 121 853

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42 InSUS Head

30 283 375 E Printed in Switzerland

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Mettler Toledo InSUS Head for Optical Single-Use O₂ Sensors Bedienungsanleitung

Mettler Toledo InSUS Head for Optical Single-Use O₂ Sensors Bedienungsanleitung

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