optris® CSlaser LT/ 2M ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Infrarotsensor Bedienungsanleitung
CE-Konformitätserklärung Das Gerät entspricht den folgenden Standards: EMV: Sicherheit: Lasersicherheit: EN 61326-1:2006 (Grundlegende Anforderungen) EN 61326-2-3:2006 EN 61010-1:2001 EN 60825-1:2007 Das Produkt erfüllt die Anforderungen der EMV-Richtlinie 2004/108/EG und der Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG. Optris GmbH Ferdinand-Buisson-Str. 14 D – 13127 Berlin Tel.: +49-30-500 197-0 Fax: +49-30-500 197-10 E-mail: info@optris.de Internet: www.optris.
Inhalt Seite Beschreibung Lieferumfang Wartung Hinweise Modellübersicht Werksvoreinstellung Technische Daten Allgemeine Spezifikation Elektrische Spezifikation Messtechnische Spezifikation Optische Diagramme Mechanische Installation Zubehör Montagewinkel Freiblasvorsatz Wasserkühlgehäuse Elektrische Installation Anschluss der Kabel Analoge Betriebsart Digitale Betriebsart Digitale und analoge Betriebsart kombiniert Maximaler Schleifenwiderstand Emissionsgradeinstellung 3 3 3 4 4 5 6 6 7 8 9 14 15 15 16 17
Beschreibung Die Sensoren der Serie optris CSlaser sind berührungslos messende Infrarot-Temperatursensoren. Sie messen die von Objekten emittierte Infrarotstrahlung und berechnen auf dieser Grundlage die Oberflächentemperatur [► Prinzip der Infrarot-Temperaturmessung]. Über ein integriertes Doppel-Laservisier wird der Messfleck in Größe und Lage auf der Objektoberfläche exakt markiert. Das Sensorgehäuse des CSlaser-Messkopfes besteht aus Edelstahl (Schutzgrad IP65/ NEMA-4).
Hinweise Vermeiden Sie abrupte Änderungen der Umgebungstemperatur. Sollten Probleme oder Fragen bei der Arbeit mit Ihrem CSlaser auftreten, wenden Sie sich bitte an die Mitarbeiter unserer Serviceabteilung.
Werksvoreinstellung Die Geräte haben bei Auslieferung folgende Voreinstellungen: Signalausgabe Objekttemperatur Emissionsgrad (Schalter) Emissionsgrad (über Software) Transmission Mittelwertbildung (AVG) Smart Averaging Maximalwertbildung (MAX) Minimalwertbildung (MIN) 4-20 mA 0,970 [LT] 1,000 [2MH] 1,000 1,000 0,2 s [LT] 0,1 s [2MH] inaktiv [LT] aktiv [2MH] inaktiv inaktiv LT untere Grenze Temperaturbereich [°C] obere Grenze Temperaturbereich [°C] untere Grenze Ausgang obere Grenze Ausgang Temperatureinh
Technische Daten Allgemeine Spezifikation Schutzgrad Umgebungstemperatur 1) Lagertemperatur Relative Luftfeuchtigkeit IP65 (NEMA-4) -20...85 °C -40...85 °C 10...95 %, nicht kondensierend Material Abmessungen Gewicht Edelstahl 100 mm x 50 mm, M48x1,5 600 g Kabellänge 3 m, 8 m, 15 m (nur bei Stecker-Version) Kabeldurchmesser Umgebungstemperatur Kabel 5 mm max.
Elektrische Spezifikation Spannungsversorgung 5–28 V DC Stromverbrauch (Laser) 45 mA @ 5 V 20 mA @ 12 V 12 mA @ 24 V Visierlaser 635 nm, 1 mW, Ein/ Aus über externen Taster (muss vom Anwender vor Inbetriebnahme installiert werden) oder über Software Ausgang/ analog Alarmausgang 4–20 mA Stromschleife Programmierbarer Open-collector-Ausgang am RxD-Pin [0-30 V/ 500 mA] Ausgangsimpedanz max.
Messtechnische Spezifikation LT 2MH Temperaturbereich (skalierbar) -50...975 °C 385...1600 °C Spektralbereich Optische Auflösung 8...
Optische Diagramme Die folgenden optischen Diagramme zeigen den Durchmesser des Messflecks in Abhängigkeit von der Messentfernung. Die Messfleckgröße bezieht sich auf 90% der Strahlungsenergie. Die Entfernung wird jeweils von der Vorderkante des Messkopfes gemessen. Die Größe des zu messenden Objektes und die optische Auflösung des IR-Thermometers bestimmen den Maximalabstand zwischen Messkopf und Objekt.
LT Optik: CF1 D:S (Fokusentfernung) = 50:1/ 1,4mm@70mm D:S (Fernfeld) = 1,5:1 LT Optik: CF2 D:S (Fokusentfernung) = 50:1/ 3mm@150mm D:S (Fernfeld) = 6:1 optris CSlaser – D2010-07-B 10
LT Optik: CF3 D:S (Fokusentfernung) = 50:1/ 4mm@200mm D:S (Fernfeld) = 8:1 LT Optik: CF4 D:S (Fokusentfernung) = 50:1/ 9mm@450mm D:S (Fernfeld) = 16:1 optris CSlaser – D2010-07-B 11
2MH Optik: FF D:S (Fokusentfernung) = 300:1 12mm@ 3600mm D:S (Fernfeld) = 115:1 2MH Optik: SF D:S (Fokusentfernung) = 300:1 3,7mm@ 1100mm D:S (Fernfeld) = 48:1 2MH Optik: CF2 D:S (Fokusentfernung) = 300:1 0,5mm@ 150mm D:S (Fernfeld) = 7,5:1 optris CSlaser – D2010-07-B 12
2MH Optik: CF3 D:S (Fokusentfernung) = 300:1 0,7mm@ 200mm D:S (Fernfeld) = 10:1 2MH Optik: CF4 D:S (Fokusentfernung) = 300:1 1,5mm@ 450mm D:S (Fernfeld) = 22:1 optris CSlaser – D2010-07-B 13
Mechanische Installation Der CSlaser ist mit einem metrischen M48x1,5-Gewinde ausgestattet und kann entweder direkt über dieses Gewinde oder mit Hilfe der Sechskantmutter (Standard) und des festen Montagewinkels (Standard) an vorhandene Montagevorrichtungen installiert werden. CSlaser-Messkopf Der optische Strahlengang muss frei von jeglichen Hindernissen sein.
Zubehör Montagewinkel Montagewinkel, justierbar in zwei Achsen [ACCTLAB] Für eine exakte Ausrichtung des Messkopfes auf das Objekt aktivieren Sie bitte den integrierten Doppel-Laser.
Freiblasvorsatz Ablagerungen (Staub, Partikel) auf der Linse sowie Rauch, Dunst und hohe Luftfeuchtigkeit (Kondensation) können zu Fehlmessungen führen. Durch die Nutzung eines Freiblasvorsatzes werden diese Effekte vermieden bzw. reduziert. Achten Sie darauf ölfreie, technisch reine Luft zu verwenden. Die benötigte Luftmenge (ca. 2...10 l/ min.) ist abhängig von der Applikation und den Bedingungen am Installationsort.
Wasserkühlgehäuse Zur Vermeidung von Kondensationsbildung auf der Optik sollte zusätzlich der Freiblasvorsatz montiert werden. Wasserkühlgehäuse [ACCTLW] Schlauchanschluss: 6x8 mm Gewinde (Fitting): G 1/8 Zoll Der CSlaser kann bei Umgebungstemperaturen bis zu 85 °C ohne Kühlung eingesetzt werden. Für Anwendungen, bei denen eine höhere Umgebungstemperatur auftreten kann, empfiehlt sich der Einsatz des optionalen Wasserkühlgehäuses (Einsatztemperatur bis 175 °C).
Elektrische Installation Anschluss der Kabel Standardvariante Die Standardvariante wird ohne Anschlusskabel geliefert. Zum Anschluss des CSlaser öffnen Sie bitte zunächst die Sensorrückwand (4 Schrauben). Als Kabel sollten Sie ein 4-adriges, geschirmtes Kabel verwenden, welches zunächst durch die Kabelverschraubung geführt werden muss. Achten Sie bei der Montage auf eine sichere elektrische Verbindung des Kabelschirms mit dem Sensorgehäuse.
Anschlusskennzeichnung (Schraubklemme Sensor) RXD TXD LOOP + LOOP – LASER – LASER + Empfangsleitung digital Sendeleitung digital Stromschleife (+) Stromschleife (–) Spannungversorgung Laser (–) Spannungsversorgung Laser (+) Oberhalb der Schraubklemme befinden sich zwei Drehschalter zur [►Emissionsgradeinstellung].
Analoge Betriebsart Beim Analogbetrieb steht neben dem 4-20 mA-Signal auch ein Alarmausgang (Open-collector) am RxD-Pin zur Verfügung. Die Aktivierung und Programmierung der Alarmschwelle erfolgt über die Software (optional). Die Versorgungsleitung für den Visierlaser muss über einen Schalter bzw. Taster geführt werden, welcher sich in max. 2m Entfernung vom Installationsort des Sensors befinden darf. Digitale Betriebsart Im Digitalbetrieb wird der Laser über die 5V der USB-Schnittstelle des PCs versorgt.
Für eine digitale Kommunikation wird das optionale USB-Kit benötigt. Verbinden Sie bitte jede Ader des USB-Adapterkabels mit der gleichfarbigen Ader des Sensorkabels mit Hilfe des Klemmblocks. Drücken Sie mit einem Schraubendreher auf die einzelnen Kontakte wie abgebildet, um einen Kontakt zu lösen. Alternativ kann das USB-Adapterkabel auch direkt am Sensor angeschlossen werden [► Anschluss der Kabel].
Maximaler Schleifenwiderstand Die maximale Impedanz der Stromschleife (Loop resistance) ist abhängig von der Höhe der Versorgungsspannung (Supply voltage): optris CSlaser – D2010-07-B 22
Emissionsgradeinstellung Nach Öffnen der Sensorrückwand [► Anschluss der Kabel] sind die beiden Emissionsgradschalter zugänglich. Zur Einstellung eines Emissionsgrades von 1,00 stellen Sie bitte beide Schalter auf 0. Werte unter 0,10 können nicht eingestellt werden. Für alle anderen Schalterstellungen gilt: 0, S1 S2. Der Einstellbereich des Emissionsgrades liegt somit bei 0,10...1,09.
Laservisier Der CSlaser verfügt über ein Doppel-Laservisier. Beide Laser markieren in jeder Messentfernung den exakten Durchmesser des Messflecks. Im Scharfpunkt der jeweiligen Optik [► Optische Diagramme] liegen beide Laserpunkte übereinander und markieren somit als ein Laserpunkt den minimalen Messfleck. Somit lässt sich der Sensor genau auf das zu messende Objekt positionieren. WARNUNG: Zielen Sie mit dem Laser nicht direkt in die Augen von Personen und Tieren! Blicken Sie nicht direkt bzw.
Software CompactConnect Installation Minimale Systemvoraussetzungen: Windows XP Legen Sie die Installations-CD in das entsprechende USB-Schnittstelle Laufwerk Ihres PC ein. Wenn die Autorun-Option auf Festplatte mit mind. 30 MByte Speicherplatz Ihrem Computer aktiviert ist, startet der Installations Mindestens 128 MByte RAM assistent (Installation wizard) automatisch. CD-ROM-Laufwerk Andernfalls starten Sie bitte setup.exe von der CDROM.
Kommunikationseinstellungen Serielles Interface Baudrate: Datenbits: Parität: Stopp bits: Flusskontrolle: 9600 baud 8 keine 1 aus Protokoll Alle CSlaser-Sensoren verwenden ein binäres Protokoll. Um eine schnelle Kommunikation zu erreichen, wird auf einen zusätzlichen Overhead mit CR, LR oder ACK Bytes verzichtet. Um den Sensor mit Spannung zu versorgen, muss das Steuersignal „DTR“ gesetzt werden.
Digitaler Befehlssatz CSlaser Kommandoliste DEZIMAL HEX 1 2 3 4 5 9 14 15 129 130 132 133 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x09 0x0E 0x0F 0x81 0x82 0x84 0x85 Binär / ASCII Kommando Binär Binär Binär Binär Binär Binär Binär Binär Binär Binär Binär Binär LESEN Temp - Target LESEN Temp - Head LESEN aktuelle Temp - Target LESEN Emissionsgrad LESEN Transmission LESEN Prozessor Temperatur LESEN Serien Nummer LESEN FW Rev.
Prinzip der Infrarot-Temperaturmessung In Abhängigkeit von der Temperatur sendet jeder Körper eine bestimmte Menge infraroter Strahlung aus. Mit einer Temperaturänderung des Objektes geht eine sich ändernde Intensität der Strahlung einher. Der für die Infrarotmesstechnik genutzte Wellenlängenbereich dieser so genannten „Wärmestrahlung“ liegt zwischen etwa 1μm und 20μm. Die Intensität der emittierten Strahlung ist materialabhängig.
Emissionsgrad Definition Die Intensität der infraroten Wärmestrahlung, die jeder Körper aussendet, ist sowohl von der Temperatur als auch von den Strahlungseigenschaften des zu untersuchenden Materials abhängig. Der Emissionsgrad ( Epsilon) ist die entsprechende Materialkonstante, die die Fähigkeit eines Körpers, infrarote Energie auszusenden, beschreibt. Er kann zwischen 0 und 100 % liegen.
vollständig bedeckt. Stellen Sie nun den Emissionsgrad auf 0,95 ein und messen Sie die Temperatur des Aufklebers. Ermitteln Sie dann die Temperatur einer direkt angrenzenden Fläche auf dem Messobjekt und stellen Sie den Emissionsgrad so ein, dass der Wert mit der zuvor gemessenen Temperatur des Kunststoffaufklebers übereinstimmt. ► Tragen sie auf einem Teil der Oberfläche des zu untersuchenden Objektes, soweit dies möglich ist, matte, schwarze Farbe mit einem Emissionsgrad von mehr als 0,98 auf.
Anhang A – Emissionsgradtabelle Metalle Material Spektrale Empfindlichkeit Aluminium nicht oxidiert poliert aufgeraut oxidiert poliert Blei aufgeraut oxidiert Chrom Eisen nicht oxidiert verrostet oxidiert geschmiedet, stumpf geschmolzen Eisen, gegossen nicht oxidiert oxidiert Gold Legierung Haynes elektropoliert Inconel sandgestrahlt oxidiert poliert Kupfer aufgeraut oxidiert Magnesium typischer Emissionsgrad 1,0 μm 0,1-0,2 0,1-0,2 0,2-0,8 0,4 0,35 0,65 0,4 0,35 0,7-0,9 0,9 0,35 0,35 0,9 0,3 0,5-0,9 0,2-0,
Material Spektrale Empfindlichkeit Messing Molybdän 1,0 μm 1,6 μm 5,1 μm 8-14 μm poliert 0,35 0,01-0,5 0,01-0,05 0,01-0,05 rau 0,65 0,4 0,3 0,3 oxidiert 0,6 0,6 0,5 0,5 0,25-0,35 0,1-0,3 0,1-0,15 0,1 0,5-0,9 0,4-0,9 0,3-0,7 0,2-0,6 0,3 0,2-0,6 0,1-0,5 0,1-0,14 nicht oxidiert oxidiert Monel (Ni-Cu) Nickel Platin typischer Emissionsgrad elektrolytisch 0,2-0,4 0,1-0,3 0,1-0,15 0,05-0,15 oxidiert 0,8-0,9 0,4-0,7 0,3-0,6 0,2-0,5 0,95 0,9 0,9 0,05-0,15 0,05-0,15
Anhang B – Emissionsgradtabelle Nichtmetalle Material Spektrale Empfindlichkeit Asbest Asphalt Basalt Beton Eis Erde Farbe Gips Glas Gummi Holz Kalkstein Karborund Keramik Kies Kohlenstoff Kunststoff >50 μm Papier Sand Schnee Textilien Wasser typischer Emissionsgrad 1,0 μm 0,9 2,2 μm 0,8 0,65 0,9 5,1 μm 0,9 0,95 0,7 0,9 nicht alkalisch Scheibe Schmelze 0,2 0,4-0,9 natürlich 0,4 nicht oxidiert Graphit lichtundurchlässig jede Farbe 0,95 0,8-0,95 0,8-0,9 0,8-0,9 0,4-0,97 0,98 0,9 0,9 0,9-0,95 0,4-0,
