Magnetisch-induktiverDurchflussmesser

COPA-XL

D184S072U01 Rev. 00 / 09.2001

Der COPA-XL ist ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser. Mit dem COPA-XL, kann der Durchfluss von Flüssigkeiten mit einer elektrischen Mindestleitfähigkeit von 20 µS/cm gemessen werden. Der Messumformer ist direkt auf dem Durchflussaufnehmer mon-tiert. Beide bilden eine kompakte Einheit.

Der COPA-XL zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:

■ Sehr kleine Abmessungen.■ Geringes Gewicht.■ Schnell ein- und auszubauen.■ Hilfsenergie und Signalausgänge werden über Stecker ange-

schlossen.■ Nennweite DN10 - 300■ Prozessanschluss: Flansch nach DIN und ANSI.

■ Upgradefähig■ Display zur Anzeige von Durchfluss und Zählerstand.■ Einfache, bedienergeführte Parametrierung im Klartext.■ Betriebsbereite Auslieferung.

Abb. 1

COPA-XL D184S072U01

Übersicht Ausführungsvarianten

Messwertabweichung 0,5 % v.M.

Modellnummer DL43F

AufnehmerNennweite DN 10 bis DN 300

Prozessanschluss Flansch nach DIN und ANSI

Auskleidung PTFE oder Hartgummi

Leitfähigkeit mind. 20 µS/cm

Elektroden Hast. C oder Niro 1.4571

Schutzart IP 65

max. zul. Messstofftemperatur 80 °C für DN 10 - DN 250; 60 °C für DN 300

MessumformerHilfsenergie 24 V AC/DC

Stromausgang 0/4 - 20 mA

Signalausgang passiv Optokoppler Funktion entweder als Impulsausgang oder als Schaltausgang

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COPA-XL D184S072U01

Arbeitsweise und Systemaufbau

MessprinzipDie Grundlage für die magnetisch-induktive Durchflussmessung ist das Faraday´sche Induktionsgesetz. Wird in einem Magnetfeld ein Leiter bewegt, so wird in ihm eine Spannung induziert.

Bei der gerätetechnischen Ausnutzung dieses Messprinzips durchfließt der leitfähige Messstoff ein Rohr, in dem senkrecht zur Fließrichtung ein Magnetfeld erzeugt wird . Die im Messstoff indu-zierte Spannung wird von zwei diametral angeordneten Elektroden abgegriffen. Diese Messspannung UE ist der magnetischen Induk-tion B, dem Elektrodenabstand D sowie der mittleren Strömungs-geschwindigkeit v proportional. Wird berücksichtigt, dass die magnetische Induktion B und der Elektrodenabstand D konstante Werte sind, so ergibt sich eine Proportionalität zwischen Messspannung UE und der mittleren Strömungsgeschwindigkeit v. Aus der Berechnung des Volumendurchflusses folgt, dass die Messspannung UE linear und proportional zum Volumendurch-fluss ist.

Im Messumformer wird die induzierte Messspannung in normierte, analoge und digitale Signale umgesetzt.

SystemaufbauBei dem COPA-XL ist der Messumformer direkt auf dem Durch-flussaufnehmer montiert.

EingangDer Messbereich ist, je nach Nennweite, in fogendem Bereich stu-fenlos einstellbar.

UE

y

z

x

BD

E

v

Magnetspule

Messrohr inElektrodenebene

Messelektrode

Messspannung

UE = MesspannungB = magnetische InduktionD = Elektrodenabstandv = mittlere Strömungsgeschwindigkeitqv = Volumendurchfluss

qv = UE ~ qv

UE B D v⋅ ⋅ ⋅

D2π4

---------- v⋅

Abb. 2 Schema eines mangetisch-induktiven Durchflussmessers

NennweiteDN

StandardDruckstufe

PN

min. MessbereichFließgeschw.0 bis 0,5 m/s

max. MessbereichFließgeschw.0 bis 10 m/s

101520

404040

0 bis 2,25 l/min0 bis 5,0 l/min0 bis 7,5 l/min

0 bis 45 l/min0 bis 100 l/min0 bis 150 l/min

253240

404040

0 bis 10 l/min0 bis 20 l/min0 bis 30 l/min

0 bis 200 l/min0 bis 400 l/min0 bis 600 l/min

506580

404040

0 bis 3 m3/h0 bis 6 m3/h0 bis 9 m3/h

0 bis 60 m3/h0 bis 120 m3/h0 bis 180 m3/h

100125150

161616

0 bis 12 m3/h0 bis 21 m3/h0 bis 30 m3/h

0 bis 240 m3/h0 bis 420 m3/h0 bis 600 m3/h

200250300

10/1610/1610/16

0 bis 54 m3/h0 bis 90 m3/h0 bis 120 m3/h

0 bis 1080 m3/h0 bis 1800 m3/h0 bis 2400 m3/h

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COPA-XL D184S072U01

Durchflussnomogramm

DurchflussnomogrammDer Volumenstrom hängt von der Fließgeschwindigkeit und der Nennweite des Durchflussmessgerätes ab. Das Durchflussnomo-gramm zeigt, welchen Durchflussbereich ein Messgerät be-stimmter Nennweite erfassen kann, und welche Nennweite für ei-nen bestimmten Durchfluss geeignet ist.

Beispiel:Durchfluss = 7 m3/h (Maximalwert = Messbereichsendwert). Geeignet sind Aufnehmer mit den Nennweiten DN 25 bis DN 50 für eine Fließgeschwindigkeit von 0,5 bis 10 m/s.

102

l/min 3/hm l/s

54

3

2

104

8

6

54

3

2

6

103

8

654

4

3

3

2

2

103

8

654

3

2

8

654

3

2

102

8

654

3

2

108

654

3

2

108

654

3

210-1

8

654

3

2

1

32 4 5 6 8 1010,80,60,5m/s

8

654

3

10-1

18

654

3

2

108

654

3

2

2

8

654

3

2

10

3

8

654

3

2

10

DN 1

00DN

125D

N 15

0DN

200

DN 2

50DN

300

DN 8

0

DN 6

5

DN 5

0

DN 4

0

DN 3

2

DN 2

5

DN 2

0

DN 1

5

DN 1

0

Bei

spie

l

Abb. 3 Durchflussnomogramm

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COPA-XL D184S072U01

Technische Daten: Ausgang, Kennwerte und Einbaubedingungen

AusgängeOptokoppler alsa) Impulsausgang passiv

(Daten des Optokopplers:)16 V ≤ UCEH ≤ 30 V; 0 V ≤ UCEL ≤ 2 V; 0 mA ≤ ICEH ≤ 0,2 mA ; 2 mA ≤ ICEL ≤ 220 mAfmax = 20 Impulse/sec; Impulsbreite min. 20 ms; max. 2550 ms

oderb) Schaltausgang passiv

Die Funktion des Ausganges ist einstellbar z.B. Vor-/Rücklaufsignalisierung, min./ max. Kontakt, Systemalarm, Datendes Optokopplers: siehe Impulsausgang

Die Funktion des Optokopplerausganges kann vor Ort eingestellt werden. Der Optokopplerausgang kann entweder Funktion “Im-pulsausgang” oder die Funktion “Schaltausgang” annehmen.

Stromausgangeinstellbar 0/4 bis 20 mA; Bürde ≤ 600 Ohm

AusfallsignalDer Schaltausgang (Optokoppler) ist als Systemalarm konfigurierbar. Daten des Optokopplers: siehe Impulsausgang

BürdeMax. Bürde des Stromausganges: ≤ 600 Ohm

SchleichmengenunterdrückungDie Schleichmenge ist einstellbar. Werksvoreinstellung: 1%

KennwerteMessabweichung bei Referenzbedingungen(Impulsausgang)

Wiederholbarkeit≤ 0,2 % v.M.

EinschwingzeitAls Sprungfunktion 0-99 % (entspr. 5 ) ≥ 5 sErregerfrequenz : 6 1/4 Hz

EinbaubedingungenEinbauhinweiseDer Durchflussmesser sollte nicht in der Nähe von starken elektro-magnetischen Feldern installiert werden. Die Einbaulage ist belie-big! Es muß jedoch sichergestellt sein, dass das Messrohr immer voll gefüllt ist. Eine Teilfüllung verursacht Messfehler.

Ventile oder andere Absperrorgane sollten hinter dem Durchfluss-messer montiert werden. Eine leichte Steigung der Leitung von ca. 3 % ist zur Entgasung günstig. Bei Einbau in horizontale Leitungen sollte gewährleistet sein, dass die gedachte Verbindungslinie der beiden Elektroden möglichst waagerecht liegt, damit keine Luft- oder Gasblasen die Messspannung, die durch die Elektroden ab-gegriffen wird, beeinflussen kann.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 2 4 6 8 10

Fließgeschwindigkeit

Standard-kalibrierung0,5 % v.M.

6

5

4

3

2

1

0 2 4 6 8 10 20 40 60 80 100 %Q

v [m/s]

Q max DN

Mes

swer

tabw

eich

ung

%

v.M

.

Standardkalibrierung (Impulsausgang):Q > 0,07 Q 0,5 % v.M.Q < 0,07 Q 0,00035 Q

maxDN

maxDN maxDN

Q = max. Durchfluss der Nennweite bei 10 m/smaxDN

Abb. 4 Messwertabweichung des Messsystems

τ

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COPA-XL D184S072U01

Technische Daten

Ein- und AuslaufstreckenEs wird eine gerade Einlaufstrecke von 3 x DN vor dem Gerät und eine Auslaufstrecke von 2 x DN hinter dem Gerät empfohlen.

DruckverlustDer COPA-XL besitzt keine in das Messrohr hineinragende Teile. Der Druckverlust ist vernachlässigbar klein.

UmgebungsbedingungenUmgebungstemperatur-25 °C bis 50 °C

SchutzartIP65 (nach EN 60529)

Elektromechanische VerträglichkeitDas Gerät entspricht den NAMUR-Empfehlungen NE21. Elektro-magnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln der Prozess- und Laborleittechnik 5/93 und EMV Richtlinie 89/336/EWG (EN50081-1, EN 50082-2).

! Achtung: Bei geöffnetem Gehäusedeckel ist der EMV-Schutz eingeschränkt.

ProzessbedingungenProzesstemperaturZulässige MessstofftemperaturDN 10-250 mit Hartgummi oder PTFE Auskl.: -25 °C bis +80 °CDN 300 mit Hartgummi Auskl.:-25 °C bis +60 °C

LeitfähigkeitMin. 20 µS/cm

LufteinschlüsseEs ist sicherzustellen, dass das Messgerät stets voll gefüllt ist. Eine Teilfüllung verursacht ebenso wie im Medium mitgeführte Gasblasen einen zusätzlichen Messfehler.

Minimal und max. zulässiger Druck in Abhängigkeit der Mess-stofftemperatur

Temperaturdiagramm Flanschausführung

Werkstoffe: Messstoffberührte Teile

Nicht messstoffberührte Teile

RohrleitungsvibrationMaximal zulässig 15 m/s2 (10 - 150 Hz)

BauformenDN 10 bis DN 300Zweischalengehäuse: Alu-Guss, lackiert

Einbaulänge Flansch (kurze Bauform)Nennweiten DN 15 bis DN 300 entsprechen in DIN Flanschausfüh-rung VDE/VDI 2641 und den nach DVGW Arbeitsblatt W420 fest-gelegten Einbaulängen (Wasserzähler, Bauart WP ISO 4064 kurz sowie ISO 13359).

Auskleidung Nennweite DN

PBetriebbar

PBetrieb bei TBetriebmbar abs.°C

HartgummiKTW zugelassen

100 bis 250 40 0 < 80

300 25 0 < 60

PTFE 10 bis 250 4025

270500

< 20< 80

Teile Standard

Auskleidung PTFE, Hartgummi

Messelektrode bei- Hartgummi Niro W.-Nr. 1.4571

Messelektrode bei- PTFE Hast.-C4

Teile Standard

GehäuseDN 10 - DN 300

ZweischalengehäuseAlu-Guss, lackiert,Farbanstrich, 60 µm dickRAL 9002

FlanschDN 10 - DN 15DN 20 - DN 300

Niro 1.4571 (Standard)Stahl (verzinkt)

Messumformergehäuse Alu-Legierung, lackiert, 60 µm dickRahmen: dunkelgrau, RAL 7012Deckel: hellgrau, RAL 9002

Messrohr Niro W.-Nr. 1.4301

60

25

-25

Standard

Niroflansch

Messstoff-temp. °C

Umgebungstemperatur °C

8050

10

0

Abb. 5 Messstofftemperatur in Abhängigkeit von derUmgebungstemperatur COPA-XL

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COPA-XL D184S072U01

Maßzeichnungen: Durchflussaufnehmer DN 10 - DN 100, Flansch nach DIN und ANSI, Modell DL43F

Alle Maße in mm

k

35

88

d2

Winkelstecker Pg 9

Anzahl der Löcher N

Dd4

A

L

b

104

CE

F

DIN 2501

AnschlussmaßeDN PN L D b k d2 d4 N A C E F Gewicht ca. kg

10 (1/2“) 10-40 200 90 18 60 14 40 4 66.5 62 101 129 3

15 ((1/2“) 10-40 200 95 18 65 14 45 4 66,5 62 101 129 3

20 (3/4“) 10-40 200 105 20 75 14 58 4 87 73 112 140 3,5

25 (1“)10-40150 lb

200270

115108

2016

8579,2

1415,7

6850,8

4 87 73 112 140 4

32 (1 1/4“) 10-40 200 140 20 100 18 78 4 95 78 117 145 5

40 (1 1/2“)10-40150 lb

200280

150127

2019,5

11098,6

181537

8873,2

4 100 82 121 149 6

50 (2“)10-40150 lb

200280

165152,4

2121

125120,6

1819,1

10292,2

4 116 90 129 157 8

65 (2 1/2“) 25-40 200 185 25 145 18 122 8 100 104 153 171 12

80 (3“)10-40150 lb

200340

200190,5

2726

160152,4

1819,1

138127

84

100 110 159 177 16

100 (4“)10-40150 lb

250400

220229

2326

180190,5

1819,1

158157,2

8 130 130 179 197 15

Abb. 6

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COPA-XL D184S072U01

Maßzeichnungen: Durchflussaufnehmer DN 125 - DN 300, Flansch nach DIN und ANSI, Modell DL43F

Alle Maße in mm

k

35

88

d2

Winkelstecker Pg 9

Anzahl derLöcher N

Dd4

bA

L

CEF

104

DIN 2501

AnschlussmaßeDN PN L D b k d2 d4 N A C E F Gewicht ca. kg

125 (5“) 10-16 250 250 25 210 18 188 8 124 127 173 199 27

150 (6“)10-16150 lb

300450

285279,4

2529,4

240241,3

2222,2

212215,9

88

170170

148148

194194

220220

2938

200 (8“)1016

350350

340340

2828

295295

2222

268268

812 195 179 225 251

5353

150 lb 500 342,9 33,6 298,4 22,2 269,9 8 66

250 (10“)1016

450450

395405

3030

350355

2226

320320

1212 250 207 253 279

7979

150 lb 550 406,4 35,2 361,9 25,4 323,8 12 98

300 (10“)1016

500500

445460

3133

400410

2226

370378

1212

250250

250250

296296

322322

8686

Abb. 7

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COPA-XL D184S072U01

Elektrischer Anschluss, Anschlussbeispiele für Peripherie

GND

4

4

3

2

2

1

1

Funktionserde

Hilfsenergie Signalausgänge

24 V AC/DC

Die Pinbelegung ist in nachfolgender Tabelle zusammengefasst.

Kabelverschraubung: PG 9

Impulsausgang, passiv, Optokoppler + Pin 3 - Pin 4

Stromausgang 0/4 -20 mA + Pin 2 - Pin 1

Abb. 8 Anschlussplan

Pin 3

Pin 4

externintern

Impulsausgang passiv, Optokoppler und Stromausgang 0/4 - 20 mA oder Schaltausgang passiv, Optokoppler und Stromausgang 0/4 - 20 mA)

RB*

Pin 2

Pin 1

Impulsausgang

–

+

0/4 - 20 mAPin 4

Pin 1

Pin 2

24 V AC/DC

GND

Funktionserde

Hilfsenergie(24 V AC/DC)

Technische Daten der SignalausgängeImpulsausgang passiv (Daten des Optokopplers:)16 V ≤ UCEH ≤ 30 V; 0 V ≤ UCEL ≤ 2 V; 0 mA ≤ ICEH ≤ 0,2 mA ; 2 mA ≤ ICEL ≤ 220 mAfmax = 20 Impulse/sec; Impulsbreite min. 20 ms; max. 2550 ms

Schaltausgang passiv, Optokoppler Die Funktion des Optokopplers für den Impulsausgang kann per Software umgeschaltet werden.Entweder Funktion als Impulsausgang oder Funktion als Schaltausgang.In der Funktion “Schaltausgang” kann einer der folgenden Zustände signalisiert werden:Vor-/Rücklaufsignalisierung, min./max. Kontakt, Systemalarm.

Stromausgang einstellbar 0/4 bis 20 mA; Bürde ≤ 600 Ohm

Hilfsenergie 16,8 V AC - 26,4 V AC bzw. 16,8 V DC - 31, 2 V DCOberwelligkeit: 5 %Leistungsaufnahme < 5 W

Abb. 9 Anschlussbeispiele für Peripherie, Daten der Signalausgänge

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COPA-XL D184S072U01

Erdung

Bei Einbau des Gerätes ist ein Potentialausgleich entsprechend obiger Abbildung zu installieren.

! Achtung:Wird zusammen mit der Hilfsenergie (linker Stecker) eine Funktionserde am Stecker angeschlossen (Punkt A), dann muß die Leitung, die am Punkt B angeschlossen wird, das-selbe Potential haben, wie Punkt A.

Ist dieses nicht sicherzustellen, dann ist nur an einem Punkt - entweder im Stecker (Punkt A) oder außen am Ge-rät (Punkt B) - anzuschließen.

Wir empfehlen eine Funktionserde am Punkt B anzuschlie-ßen.

Anzeige und Bedienoberfläche

Mit Display, Parametrierung erfolgt im Klartext, bedienergeführt. Dateneingabe über Folientastatur.

Die interne Durchflusszählung erfolgt auf separaten Zählern für jede Durchflussrichtungen.

Die Prozessanzeige gibt in der ersten Zeile den Wert des momen-tanen Durchflusses und in der zweiten Zeile die Einheit an. In der unteren Zeile wird der Zählerstand der aktuell anstehenden Fließ-richtung angezeigt. Bei Alarm oder anderen Fehlermeldungen wird das Display umgeblendet und es erscheint die Fehlermeldung im Klartext.

A

B

Funktionserde

Abb. 10 Erdung des Aufnehmers

COPA-XL���

>V 122.5l/min

>V 3256 l

Abb. 11

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COPA-XL D184S072U01

Bestellinformationen

Bei Geräten mit Hart-/Weichgummiauskleidung DN 125 - 300 ist ein leitfähiges Element standardmäßig integriert. Erdungselektroden können hier entfallen.Wird das Gerät in eine Kunststoffleitung montiert, ist eine Erdungsscheibe erforderlich. Bitte separat bestellen!

Bestellnummer DL43FAuskleidung DN Elektroden PN Flansch

PTFE DN 10 Hast. C-4 PN 40 Flansch 1.4571 T10HF3

PTFE DN 15 Hast. C-4 PN 40 Flansch 1.4571 T15HF3

PTFE DN 20 Hast. C-4 PN 40 Stahlflansch T20HF1

PTFEPTFE

DN 25DN 25

Hast. C-4Hast. C-4

PN 40150 lbs

StahlflanschStahlflansch

T25HF1T25HP1

PTFE DN 32 Hast. C-4 PN 40 Stahlflansch T32HF1

PTFEPTFE

DN 40DN 40

Hast. C-4Hast. C-4

PN 40150 lbs

StahlflanschStahlflansch

T40HF1T40HP1

PTFEPTFE

DN 50DN 50

Hast. C-4Hast. C-4

PN 40150 lbs

StahlflanschStahlflansch

T50HF1T50HP1

PTFE DN 65 Hast. C-4 PN 40 Stahlflansch T65HF1

PTFEPTFE

DN 80DN 80

Hast. C-4Hast. C-4

150 lbsPN 40

StahlflanschStahlflansch

T80HP1T80HF1

PTFEPTFEHartgummi

DN 100DN 100DN 100

Hast. C-4Hast. C-4Niro 1.4571

PN 16150 lbsPN 16

StahlflanschStahlflanschStahlflansch

T1HHD1T1HHP1H1HSD1

PTFEHartgummi

DN 125DN 125

Hast. C-4Niro 1.4571

PN 16PN 16

StahlflanschStahlflansch

T1QHD1H1QSD1

PTFEPTFEHartgummi

DN 150DN 150DN 150

Hast. C-4Hast. C-4Niro 1.4571

PN 16150 lbsPN 16

StahlflanschStahlflanschStahlflansch

T1FHD1T1FHP1H1FSD1

PTFEPTFEHartgummiHartgummiHartgummi

DN 200DN 200DN 200DN 200DN 200

Hast. C-4Hast. C-4Niro 1.4571Niro 1.4571Niro 1.4571

PN 10PN 16PN 10PN 16150 lbs

StahlflanschStahlflanschStahlflanschStahlflanschStahlflansch

T2HHC1T2HHD1H2HSC1H2HSD1H2HSP1

PTFEPTFEHartgummiHartgummiHartgummi

DN 250DN 250DN 250DN 250DN 250

Hast. C-4Hast. C-4Niro 1.4571Niro 1.4571Niro 1.4571

PN 10PN 16PN 10PN 16150 lbs

StahlflanschStahlflanschStahlflanschStahlflanschStahlflansch

T2FHC1T2FHD1H2FSC1H2FSD1H2FSP1

HartgummiHartgummi

DN 300DN 300

Niro 1.4571Niro 1.4571

PN 10PN 16

StahlflanschStahlflansch

H3HSC1H3HSD1

ZubehörOhne A

TemperaturbereichDN 10 - 250 max. 80 °C; DN 300 max. 60 °C S

BescheinigungenOhne A

Kalibrier-BescheinigungenStandard A

HilfsenergieKleinspannung 16,8 - 26,4 V AC / 16,8 - 31,2 V DC K

Display / SignalausgängeMit / Impulsausgang Opto + 20 mA Signal 04

Konstruktions A

ElektrodenausführungStandard 1

Erregerfrequenz6 1/4 Hz (DN 10 - 300) 1

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Technische Änderungen vorbehalten.Printed in the Fed. Rep. of Germany

Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001D184S072U01 Rev. 00

ABB Automation Products GmbHDransfelder Str. 2, D-37079 GöttingenTel. 0551/90 5 - 0 Fax 0551/90 57 77http://www.abb.de/durchfluss

Übersicht AusführungsvariantenAusgängeKennwerteEinbaubedingungenUmgebungsbedingungenProzessbedingungenBauformen

Arbeitsweise und SystemaufbauDurchflussnomogrammTechnische Daten: Ausgang, Kennwerte und EinbaubedingungenTechnische DatenMaßzeichnungen: Durchflussaufnehmer DN 10 - DN 100, Flansch nach DIN und ANSI, Modell DL43FMaßzeichnungen: Durchflussaufnehmer DN 125 - DN 300, Flansch nach DIN und ANSI, Modell DL43FElektrischer Anschluss, Anschlussbeispiele für PeripherieErdungBestellinformationen