Berechnungsbeispiele für die eigenerwärmung an der – WIKA TR10-A Benutzerhandbuch
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WIKA Betriebsanleitung RTD und TC, eigensichere Ausführungen (Ex i)
3345267.12 01/2014 GB/D
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D
Beispiel
Widerstandsthermometer RTD
Durchmesser: 6 mm
Mediumstemperatur: T
M
= 150 °C
Zugeführte Leistung: P
o
= 15,2 mW
Temperaturklasse T3 (200 °C) darf nicht überschritten werden
Wärmewiderstand [R
th
in K/W] aus Tabelle = 37 K/W
Eigenerwärmung: 0,0152 W x 37 K/W = 0,56 K
T
max
= T
M
+ Eigenerwärmung: 150 °C + 0,56 °C = 150,56 °C
Das Ergebnis zeigt dass in diesem Fall die Eigenerwärmung an der Schutzrohrspitze vernachläs-
sigbar 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 für baumustergeprüfte Geräte (T6 bis T3)
1)
= 5 K
Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (T1 bis T2)
1)
= 10 K
1) EN/IEC 60 079-0: 2009 Abs. 26.5.1
Vereinfachter Nachweis der Eigensicherheit für oben genannte Kombination
Messeinsatz
Kopftransmitter
Speisegerät
U
i
: DC 30 V
U
o
: DC 6,5 V
U
i
: DC 30 V
U
o
: DC 25,4 V
I
i
: 550 mA
I
o
: 9,3 mA
I
i
: 130 mA
I
o
: 88,2 mA
P
i
(max) am Sensor: 1,5 W
P
o
: 15,2 mW
P
i
: 800 mW
P
o
: 560 mW
C
i
: vernachlässigbar
C
o
: 24 µF
C
i
: 7,8 nF
C
o
: 93 nF
L
i
: vernachlässigbar
L
o
: 365 mH
L
i
: 100 µH
L
o
: 2,7 mH
Durch den Vergleich der Werte ist ersichtlich dass die Zusammenschaltung dieser Geräte zuläs-
sig ist. Allerdings müssen durch den Betreiber die Werte für die Induktivität und der Kapazität der
elektrischen Anschlussleitungen noch berücksichtigt werden.
9.2 Beispielberechnung für ein Mantelelement mit RTD-Sensor
Einsatz an der Trennwand zur Zone 0, gesucht wird die maximale mögliche Temperatur T
max
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 Zener-
barriere z. B. Typ Z954 (WIKA-Artikel-Nr. 3247938)
T
max
ergibt sich aus der Addition der Mediumstemperatur sowie der Eigenerwärmung. Die
Eigenerwärmung der Fühlerspitze hängt ab von der zugeführten Leistung P
o
der Zenerbarriere
und dem Wärmewiderstand R
th
.
9. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der ...