KROHNE VFM 3100 DE - Handbuch (Seite 31)

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4. Wartung
4.1. Einleitung
Die Arbeitsweise der VFM 3100 kann wie folgt unterteilt werden:
Bildung und Ablösung von Wirbeln im Durchflußstrom, Erfassung
der Wirbel sowie Verstärkung, Aufbereitung und Verarbeitung
des vom Vortex-Sensor gelieferten Signals. Wird eine Störung im
VFM 3100 vermutet, so läßt sich die Ursache in der Regel in einer
dieser drei Funktionen finden.
Das mit der Wartung der VFM 3100 beauftragte Personal muß im
Umgang den den Geräten, dem Aus- und Einbau des Gerätes sowie
für routinemäßige Wartungsarbeiten der VFM 3100-Komponeten
geschult und qualifiziert sein.
4.1.1. Wirbelerzeugung und Wirbelablösung
Die Erzeugung und Ablösung von Wirbeln kann durch Störungen
in der Einlaufstrecke, der Art des Meßstoffs oder (wenn auch selten)
durch Beschädigung des Wirbelkörpers beeinträchtigt oder verhin-
dert werden. Verursacht werden solche Störungen des Durchflusses
u.a. durch in den Rohrquerschnitt hineinragende Dichtungen, teil-
weise Blockierung in der Einlaufstrecke, Anordnung der Verrohrung
oder auch durch Auftreten einer zweiphasigen Strömung. Wenn der
Wirbelkörper verkrustet, von Ablagerungen bedeckt oder so be-
schädigt ist, daß sich sein Profil oder seine Abmessungen ändern,
kann die Wirbelablösung beeinträchtigt werden. Wichtig ist ferner
eine gerade und ungestörte Einlaufstrecke.
4.1.2. VFM 3100-Sensor (Wirbel-Detektor)
Bei den VFM 3100 werden 2 Grundtypen von Sensoren verwendet,
einer für den Einsatz im Standard-Temperaturbereich und einer für
den Einsatz im erweiterten Temperaturbereich. Der Sensor mit Stan-
dard-Temperaturbereich kann mit Fluorolube für Anwendungen mit
Prozeßtemperaturen von -20 bis +90 °C oder mit Silikonöl für An-
wendungen mit Prozeßtemperaturen von -20 bis +200 °C gefüllt
werden. Der Sensor mit erweitertem Temperaturbereich ist nicht
gefüllt und für Anwendungen bis 430 °C vorgesehen.
Der Sensor für den Standard-Temperaturbereich besteht aus einem
piezoelektrischen bimorphen Kristall, der in einer mit Flüssigkeit ge-
füllten Kammer durch 2 Membranen auf gegenüberliegenden Seiten
gekapselt ist. Die Wirbelablösung erzeugt einen wechselnden Diffe-
renzdruck an der Kapsel, der sich über die beiden Membranen und
über die Füllflüssigkeit auf den Kristall überträgt.
Der Sensor für erweiterten Temperaturbereich besteht aus zwei pie-
zoelektrischen Kristallen, die in einer Kapsel mit zwei gegenüberlie-
genden Prozeßmembranen eingeschlossen sind. Die Membranen
sind intern mechanisch verbunden. Die Wirbelablösung erzeugt an
der Kapsel einen wechselnden Differenzdruck, der an den Membra-
nen in eine Kraft umgewandelt und über Tellerfedern auf die Kristalle
übertragen wird.
Die auf die Kristalle wirkende Differenzdrücke oder mechanische
Kräfte erzeugen eine Wechselspannung mit einer Frequenz, die
gleich der Frequenz der Wirbelablösung ist. Bei einer Beschädigung
der Abdichtmembranen oder bei anderen Beschädigungen kann die
einwandfreie Funktion der Sensoren beeinträchtigt werden.
4.1.3. Verstärkung, Signalaufbereitung und Verarbeitung
Das Sensorsignal wird in der elektronischen Baueinheit, die sich in
der Elektronikkammer des Elektronikgehäuses befindet verstärkt,
aufbereitet und verarbeitet. Darüber hinaus erzeugt die elektronische
Baueinheit digitale, 4-20 mA- und Pulsfrequenzausgänge. Die Abbil-
dung 16 zeigt einen vereinfachten Signalflußplan des VFM 3100.
Wie dargestellt, übernimmt die elektronische Baueinheit das Roh-
ausgangssignal direkt von den Sensoren mit Standard-Temperatur-
bereich. Beim Einsatz mit Sensoren für erweiterten Temperaturbe-
reich muß das Rohausgangssignal des Sensors vom Vorverstärker
gepuffert werden, bevor es zur elektronischen Baueinheit weiterge-
leitet werden kann. Der Vorverstärker wird auch mit Sensoren für
Standard-Temperaturbereich in getrennten Installationen verwendet.
Ein Schalter auf dem Vorverstärker dient der Anpassung an die Impe-
danz des Sensors. In beiden Fällen empfängt und verarbeitet die
elektronische Baueinheit das Vortex-Signal und liefert die verschie-
denen Ausgangssignale.
4.2. Elektronische Baueinheit
Die elektronische Baueinheit besteht aus drei Leiterplatten und zwei
selbsthaltenden Schrauben. Sie ist in der Kammer des Elektronik-
gehäuses eingebaut, gegenüber der Seite mit der Beschriftung
„FIELD TERMINALS“. An der Rückseite sind 3 Anschlußschrauben.
Abbildung 16. Signalflußplan des VFM 3100
Vorverstärker
Sensor mit erweitertem Temperaturbereich und
Sensor mit Standard-Temperaturbereich
Sensor mit Standard-Temperaturbereich
Spannungsversorgung
Vorverstärker
Verstärker-
versorgung
Durchfluß-
ausgangssignal
Pulsausgangs-
signal
Pulse
(Schalterschließung)
4-20 mA HART
Elektronische Baueinheit
Eingang
Gepuffertes
Vortex-Signal
STD
EXT