Dichtesensor DGF-I1 für Gase

Die Dichte eines Gases direkt in der Gasleitung oder im Gastank messen: Das ermöglicht der DGF-I1 Dichtesensor von TrueDyne. Herzstück des Sensors ist ein mikromechanisches System (MEMS-System) mit einem Schwinger in Form einer Stimmgabel. Für die Messung wird das Metallgehäuse, welches das MEMS-System umgibt, mit dem Messstoff befüllt. Die Resonanzfrequenz des Schwingers variiert je nach Dichte des Gases, das ihn umgibt. Um Temperatureffekte zu kompensieren, ist ein Platinwiderstand in den Sensor eingebaut, der die lokale Temperatur präzise erfasst.

Der Sensor ist mit einem Durchmesser von 31 mm und einer Länge von 63 mm sehr kompakt gebaut und findet auch auf kleinstem Raum Platz. Er wird mit dem integrierten Anschluss direkt in die Gasleitung oder den Gastank geschraubt, ein Filter schützt vor Verschmutzung. Die Messwerte werden über eine RS485-Schnittstelle an das übergeordnete System übertragen. Die Ansprechzeit von 5 Sekunden macht eine Dichtemessung direkt im Prozess möglich – die Messung muss nicht unterbrochen werden.

Anwendungen

Überwachung von Schweissgasgemischen

Für eine starke Schweissnaht müssen die eingesetzten Gase korrekt gemischt sein. Doch mechanische Ventile können sich verstellen, Lecks oder Verwechslungen können dazu führen, dass das Mischverhältnis nicht mehr stimmt. Bisher ist es nur mit Stichproben möglich, das eingesetzte Gas zu überprüfen. Mit dem Sensor von TrueDyne überwachen Sie die Qualität Ihres Schweissgases direkt im Prozess. Mit den Daten zur Dichte und mit Hilfe von Tabellen und Berechnungsalgorithmen lässt sich die Konzentration der eingesetzten Gase präzise bestimmen und gegenüber dem Kunden ausweisen.

1. Schweissgerät. 2. Gasmischer, der die eingesetzten Gase für das Schweissen mischt. 3. Der Dichtesensor DGF-I1 von TrueDyne misst die Dichte des Gasgemisches direkt im Prozess. Weicht diese vom Soll-Wert ab, kann der Prozess sofort unterbrochen werden. 4. Dank der laufenden Qualitätskontrolle des eingesetzten Gases schweissen Sie ohne Ausschuss.

Überwachung von Gasgemischen für Lebensmittelverpackungen

Fleisch oder Frischsalate werden unter Schutzatmosphäre verpackt, damit sie länger haltbar sind und nicht braun werden. Standardmässig werden einzelne Lebensmittelbeutel nach dem Befüllen aufgestochen und das Gas darin getestet. Bei unzureichendem Ergebnis muss die ganze Produktion entsorgt werden. Mit dem Dichtesensor von TrueDyne kontrollieren Sie die Qualität des Gasgemisches in Echtzeit und direkt im Verpackungsprozess – die Stichprobenuntersuchung entfällt und es entsteht weniger Ausschuss.

1. Gasflaschen zur Befüllung von Lebensmittelpackungen (meist CO2 und N2). 2. Gasmischer. 3. Die beiden Gase A und B werden gemischt. 4. Der DGF-I1 wird direkt in den Produktionsprozess integriert. Der Sensor misst die Dichte des Gasgemisches in Echtzeit und direkt im Verpackungsprozess. 5.  Die Lebensmittel werden unter Schutzatmosphäre verpackt. Weicht die vom Sensor gemessene Dichte vom Sollwert ab, kann die Produktion unterbrochen werden.

Überwachung von Reingas

Gase sind oft farb- und geruchlos, eher teuer oder Schäden können entstehen – ob das richtige Gas aus dem Lager oder in einen Prozess strömt, liess sich bisher nur mit Stichproben kontrollieren. Mit dem Dichtesensor von TrueDyne bestimmen Sie die Dichte eines Gases und somit die Qualität direkt im laufenden Betrieb. So schliessen Sie Verwechslungen aus und verhindern Ausschuss.

1. Reingaslager: Unter Flaschen mit Gas A lagert fälschlicherweise eine Flasche mit Gas C. 2. Druckminderer 3. Der DGF-I1 ist in die Abfüllanlage integriert und misst die Gasdichte in Echtzeit. Wird Gas C abgefüllt, stellt er die abweichende Dichte fest und stoppt den Abfüllprozess. 4. Stellt der DGF-I1 fest, dass die Dichte des Gases stimmt, läuft der Prozess weiter. 5. Das korrekte Gas wird eingesetzt, die Qualität ist jederzeit gewährleistet.

Spezifikationen

Allgemein

Messgrösse:

Dichte in kg/m³
Temperatur in °C
Druck in bar absolut

Abgeleitete Messgrössen (kundenspezifische Konfiguration):

  • Konzentration von binären Gasgemischen als ideale Volumenanteile (Mol anteile) in %
  • Normdichte
  • Mittlere Molmasse 
  • Kundenspezifische Messgrössen

Zulässige Messstoffe:

  • Wasserstoff (H2)
  • Helium (He)
  • Stickstoff (N2)
  • Sauerstoff (O2)
  • Kohlenstoffdioxid (CO2)
  • Neon (Ne)
  • Argon (Ar)
  • Krypton (Kr)

Weitere Medien können ggf. nach Einzelabklärung verwendet werden.

Messperformance

Messgenauigkeit:

Dichte: ±0,1 kg/m³
Temperatur: ±0,8 °C
Druck: ±0,04 bar

Wiederholbarkeit:

Dichte: ±0,015 kg/m³
Temperatur: ±0,06 °C
Druck: ±0,005 bar

Temperaturbedingungen

Zulässige Mediumstemperatur:

-20…+60 °C

Zulässige Umgebungstemperatur:

-20…+60 °C

Zulässige Lagerungstemperatur:

-20…+60 °C

Einsatzbereich

Zulässiger Dichtemessbereich:

0.2 … 15 kg/m³

Zulässiger Druckbereich:

1…10 bar (absolut)
Berstdruck 30 bar (absolut)

Vibrationen

Vibrationen (<20 kHz) haben aufgrund der hohen Arbeitsfrequenz der Stimmgabel keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit.

Umgebungsbedingungen

Klimaklasse:

Nicht spezifiziert

Elektromagnetische Verträglichkeit:

Geplant
EMV 2014/30/EU (EN 61326-1)

Schwingungs – und Stossfestigkeit:

Geplant
IEC/EN 60068-2-6
IEC/EN 60068-2-27
IEC/EN 60068-2-64

Material

Gehäuse:

Rostfreier Stahl: 1.4404 (316L)

Elektromagnetische Verträglichkeit:

Rostfreier Stahl: 1.4404 (316L)
Elektronikplatine

Dimensionen / Bauform

Bauform_TrueDyne_DGF-I1_Gas-Dichtesensor

Abmessungen:

63 mm x 27 mm x 32 mm (mit M8-Stecker)

Gewicht:

<150 g

Gehäuseschutz:

IPx7 (IEC 60529)

Fluidische Schnittstelle

Fluidische Schnittstellen:

M22x1.5-Gewinde
Adapter G½“-Gewinde ­(Bestelloption)

Elektrische Schnittstelle

Anschluss:

M8-Anschluss, 4-polig, gemäss IEC 61076-2-104

Kommunikation:

Auf dem Hardware-Standard RS485.

Energieversorgung:

DC 4,5…12 V (max. 200 mW)
Anschlusskabel und Stecker sind nicht im Lieferumfang enthalten. Anforderungen an Anschlusskabel, Netzteil und Stecker:

  • Netzteil mit Sicherheits-Kleinspannung (SELV) oder Schutz-Kleinspannung (PELV).
  • M8-Stecker, 4-polig
  • Maximal zulässige Kabellänge: 30 m
  • Kabelempfehlung: Lumberg Automation M8 Standard Sensor / Actuator Connectors RKMWV 4-07

RS485-Schnittstelle:

Gemäss Standard EIA/TIA-485-A
Maximal zulässige Spannung:

  • A und B: -11 V…+15 V
    (A-B) oder (B-A) mit aktiver Terminierung: 6 V

Zuschaltbare 120 Ω-Terminierung:

Pinbelegung M8-Anschluss:

1   V+         Versorgunsspannung
2   A           Modbus RS485
3   GND     Signalmasse
4   B           Modbus RS485

Integrierter Filter

Filter:

Sinterbronze 50 µm (theoretische Porengrösse)

Zertifikate / Zulassungen

ALLE ANGABEN NOCH NICHT BESTÄTIGT

CE-Zeichen:

Der Dichtesensor erfüllt die gesetzlichen Anforderungen der EG-Richtlinien. Die TrueDyne Sensors AG bestätigt die erfolgreiche Prüfung des Dichtesensors mit der Anbringung des CE-Zeichens.

RoHS:

Alle verbauten Komponenten erfüllen die Anforderungen der RoHS-Richt linie.

Elektromagnetische Verträglichkeit:

  • EMV 2014/30/EU (EN 61326-1)
Zubehör und Ersatzteile

Adapter Fluidisch:

Adapter G½“-Gewinde für die fluidische Schnittstelle.

Dichtungsring:

Dichtungsring für den Austausch eines beschädigten Dichtungsrings
(erhältlich für den jeweiligen fluidischen Anschluss – M22x1.5 oder G½“-Gewinde)

Filter:

Set bestehend aus Filter, Federring und Sicherungsring für den Austausch eines verschmutzten Filters.

Adapter Elektronik:

USB-RS485 inkl. M8-Stecker