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Technische Information
Tophit CPS471 und CPS471D
Sterilisierbarer und autoklavierbarer ISFET-Sensor für die pH-Messung
Analog oder digital mit Memosens-Technologie
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TI283C/07/de/04.06
51506684
Anwendungsbereich
• Hygiene- und Sterilanwendungen
• Lebensmittel- und Pharmaindustrie
• Biotechnologie
Mit ATEX-, FM- und CSA-Zulassung für den Einsatz in
explosionsgefährdeten Bereichen
Ihre Vorteile
• Bruchfest
– Sensorkörper komplett aus PEEK (FDA-konform)
– Direkter Einbau in den Prozess möglich, spart Aufwand
und Kosten für Probenahme und Laboranalytik
• Zertifizierte Biokompatibilität
• Doppelkammer-Referenzsystem:
– vergiftungsresistent
– polyacrylamidfreies Gel
• Einsatz bei tiefen Temperaturen
– Kurze Ansprechzeit
– Konstant hohe Messgenauigkeit
• Sterilisierbar und autoklavierbar
• Längere Kalibrierintervalle als bei Glaselektroden
– Kleinere Hysterese bei Temperaturwechsel
– Geringerer Messfehler nach Hochtemperaturbelastung
– Nahezu kein Säure- und Alkalifehler
• Integrierter Temperatursensor zur effektiven Temperatur-
kompensation
• In Kombination mit automatischer Wechselarmatur uneinge-
schränkt für CIP-Prozesse geeignet
Weitere Vorteile durch Memosens-Technologie
• Maximale Prozesssicherheit durch kontaktlose, induktive
Signalübertragung
• Datensicherheit durch digitale Datenübertragung
• Einfachste Handhabung durch Speicherung der
Sensorkenndaten
• Vorausschauende Wartung möglich durch Aufzeichnen von
Sensorbelastungsdaten
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Inhaltszusammenfassung für Endress+Hauser Tophit CPS471
- Seite 1 Technische Information Tophit CPS471 und CPS471D Sterilisierbarer und autoklavierbarer ISFET-Sensor für die pH-Messung Analog oder digital mit Memosens-Technologie Anwendungsbereich • Hygiene- und Sterilanwendungen • Lebensmittel- und Pharmaindustrie • Biotechnologie Mit ATEX-, FM- und CSA-Zulassung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen Ihre Vorteile •...
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Seite 2: Arbeitsweise Und Systemaufbau
Tophit CPS471/CPS471D Arbeitsweise und Systemaufbau Messprinzip Ionenselektive bzw. allgemeiner ionensensitive Feldeffekttransistoren (ISFET) wurden in den 70er Jahren als Alternative zur Glaselektrode für die pH-Messung entwickelt. Grundlagen -Transistoranordnung (→ å 1), der das metal- Ionenselektive Feldeffekttransistoren beruhen auf einer MOS lische Gate (Pos. 1) als Steuerelektrode fehlt. An seiner Stelle befindet sich beim ISFET (→ å 2) das Medium (Pos. - Seite 3 Tophit CPS471/CPS471D Potenzial zwischen Gate und Source F ... Faradaysche Konstante (26,803 Ah) Offsetspannung Aktivität der Ionensorte (H R ... Gaskonstante (8,3143 J/molK) T ... Temperatur [K] n ... elektrochemische Wertigkeit (1/mol) Nernstfaktor Der Nernstfaktor der pH-Messung hat bei 25 °C (77 °F) den bekannten Wert –59,16 mV/pH.
- Seite 4 Tophit CPS471/CPS471D • Isothermen-Kennlinien – Die Nernst-Gleichung drückt die Abhängigkeit der Messspannung vom Wasserstoffionengehalt (pH-Wert) und der Temperatur aus. Aus dieser Gleichung ergibt sich ein temperaturabhängiger Wert für die Poten- zialänderung pro pH-Wert (Nernstfaktor). – Die grafische Darstellung der Potenzialänderung pro pH-Wert bei einer bestimmten Temperatur ergibt eine Isothermen-Kennlinie.
- Seite 5 Tophit CPS471/CPS471D Memosens (CPS471D) Maximale Prozesssicherheit Durch die induktive Übertragung des Messwertes über eine kontaktlose Steckverbindung garantiert Memosens maximale Prozesssicherheit und bietet folgende Vorteile: • Sämtliche Feuchtigkeitsprobleme werden eliminiert: – Steckverbindung frei von Korrosion – Keine Messwertverfälschung durch Feuchtigkeit – Steckverbindung selbst unter Wasser steckbar •...
- Seite 6 Tophit CPS471/CPS471D Messeinrichtung Die vollständige Messeinrichtung besteht mindestens aus: • ISFET-Sensor Tophit • Messkabel CPK12 (TOP68, analoger Sensor) bzw. CYK10 (Memosens, digitaler Sensor) • Messumformer, z. B. Liquiline M CM4x, Liquisys M CPM223 (für Schalttafeleinbau) oder Liquisys M CPM253 (Feldgerät) bzw. Mycom S CPM153 •...
- Seite 7 Tophit CPS471/CPS471D Chemie und Prozesstechnik (Ex-Anwendungen) Atex-Bereich Nicht-Ex Zone 0/1 Zone 1 MEAS DIAG PARAM PARAM a0003880-de Abb. 6: Messeinrichtung mit vollautomatischem Mess-, Reinigungs- und Kalibriersystem Topcal S Tophit Steuereinheit CPG310 Elektrische Leitung Wechselarmatur CPA475 Reiniger, Pufferlösungen Druckluftleitung Mycom S CPM153 Heißdampf, Wasser, Reiniger...
- Seite 8 Tophit CPS471/CPS471D Wasser und Abwasser a0003875 Abb. 7: Messeinrichtung Wasser und Abwasser Tophit Eintaucharmatur Dipfit W CPA111 Spezialmesskabel CPK12 oder CYK10 Messumformer Liquiline Pharmaindustrie und Biotechnologie a0003877 Abb. 8: Messeinrichtung Pharma und Biotechnologie Tophit Einbauarmatur Unifit H CPA442 Spezialmesskabel CPK12 bzw. CYK10...
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Seite 9: Eingangskenngrößen
Tophit CPS471/CPS471D Eingangskenngrößen Messgrößen pH-Wert Temperatur Messbereich 0 ... 14 pH –15 ... 135 °C (5 ... 275 °F) " Achtung! Beachten Sie die Einsatzbedingungen im Prozess. Hilfsenergie Elektrischer Anschluss Der elektrische Anschluss des Sensors an den Messumformer erfolgt über das Spezialmesskabel CPK12... -
Seite 10: Leistungsmerkmale
Tophit CPS471/CPS471D Leistungsmerkmale Ansprechzeit t < 5 s für einen Pufferwechsel von pH 4 nach pH 7 und bei Referenzbedingungen Hinweis! Bei extremen Temperaturwechseln kann das Ansprechverhalten des integrierten Temperatursensors langsa- mer sein. Temperieren Sie in diesem Fall den Sensor vor einer Kalibrierung bzw. Messung. - Seite 11 Tophit CPS471/CPS471D Sensorausrichtung Beachten Sie beim Einbau des Sensors die Fließrichtung des Mediums. Der ISFET-Chip sollte in einen Winkel von ca. 45° zur Fließrichtung (→ å 12, Pos. 4) gebracht werden. Durch den drehbaren Anschlusskopf ist dies leicht zu realisieren.
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Seite 12: Umgebungsbedingungen
Tophit CPS471/CPS471D Umgebungsbedingungen Umgebungstemperatur " Achtung! Gefahr von Frostschäden Bei Temperaturen unter –15 °C (5 °F) darf der Sensor nicht mehr eingesetzt werden. Lagerungstemperatur 0 ... 50 °C (32 ... 120 °F) Schutzart TOP68 • IP 68 [1 m (3,3 ft) Wassersäule, 50 °C (122 °F), 168 h], bis 135 °C (275 °F) autoklavierbar Memosens •... - Seite 13 Tophit CPS471/CPS471D Druck-Temperatur-Diagramm Max. 10 bar / 100 °C (145 psi / 212 °F) Sterilisierbar: 3 bar / 135 °C (44 psi / 275 °F), 1 h a0003900-de Abb. 14: Druck -Temperatur-Diagramm " Achtung! Gefahr von Beschädigung des Sensors Setzen Sie den Sensor nie außerhalb der angegebenen Spezifikationen ein! Empfohlene Reinigung In Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad:...
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Seite 14: Konstruktiver Aufbau
Tophit CPS471/CPS471D Konstruktiver Aufbau Bauform, Maße (inch) a0003904 Abb. 16: Sensorkopf Steckkopf 12 (0.47) 12 (0.47) Sensorschaft Referenzelektrode a0003903 Abb. 15: Abmessungen ISFET-Chip je nach Ausführung Dichtung (EPDM) Gewicht 0,1 ... 0,5 kg (0,2 ... 1,1 lbs) je nach Ausführung... - Seite 15 Tophit CPS471/CPS471D Bestellinformationen ISFET-Sensor aus PEEK für die glasfreie pH-Messung • Für Hygieneanwendungen (Pharma, Biotechn. und Food), 3-A/FDA zertifiziert • Integrierter Temperatursensor Pt 1000 • Doppelkammersystem mit vergiftungsresistentem Gel • Polyacrylamidfreies Gel und Keramikdiaphragma • Überkopfeinbau möglich • Dichtwerkstoff: EPDM •...
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Seite 16: Zertifikate Und Zulassungen
European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG). The test results show that the ISFET-Sensor Tophit CPS471, including the seals, is cleanable in-place at least as well as the reference pipe. The tests were conducted five times on one test object. The results of the tests are comparable with each other. - Seite 17 Tophit CPS471/CPS471D Armaturen Cleanfit W CPA450 • Handwechselarmatur zum Einbau von 120 mm Elektroden in Tanks und Rohrleitungen • Technische Information TI183C/07/de Cleanfit P CPA471 • Pneumatische oder manuelle Wechselarmatur zum Einbau in Tanks und Rohrleitungen • Technische Information TI217C/07/de Cleanfit P CPA473 •...
- Seite 18 Tophit CPS471/CPS471D Hinweis! Alle Armaturen bestellen Sie nach Produktstruktur. Bitte informieren Sie sich in der jeweiligen TI. Pufferlösungen Technische Pufferlösungen, Genauigkeit 0,02 pH, rückführbar nach NIST/DIN • pH 4,0 rot, 100 ml (3,4 fl.oz.), Best.-Nr. CPY2-0 • pH 4,0 rot, 1000 ml (34 fl.oz.), Best.-Nr. CPY2-1 •...
- Seite 19 Tophit CPS471/CPS471D Kabelverlängerung CYK12 Messkabel CYK12 • Unkonfektioniertes Kabel zur Verlängerung von Sensorkabeln CPK1, CPK9 und CPK12 • Koax und 5 Hilfsadern • Meterware, Bestellnummern: – Nicht-Ex-Ausführung, schwarz: 51506598 – Ex-Ausführung, blau: 51506616 CYK81 Messkabel CYK81 • unkonfektioniertes Kabel zur Verlängerung von Sensorkabeln (z. B. Memosens, CUS31/CUS41) •...
- Seite 20 Deutschland Österreich Schweiz Endress+Hauser Vertrieb Service Technische Büros Endress+Hauser Endress+Hauser • • • Messtechnik Beratung Help-Desk Hamburg Ges.m.b.H. Metso AG • • • GmbH+Co. KG Information Feldservice Hannover Lehnergasse 4 Sternenhofstraße 21 • • • Colmarer Str. 6 Auftrag Ersatzteile/Reparatur...