Auswahlhilfe Vakuummeter
Je nach Messprinzip nimmt die Messgenauigkeit an den Bereichsgrenzen ab.-
Tabelle 5.2 Auswahlhilfe Vakuummeter
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5.3.1 DigiLine
Die Transmitter der DigiLine-Baureihe geben ihr Drucksignal über eine serielle RS-485 oder Feldbus Schnittstelle aus. Sie werden mit 24 Volt Gleichspannung versorgt. In Abbildung 5.9 sind die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten beschrieben.Mit dem Versorgungsgerät DPG 202 können bis zu zwei Transmitter betrieben und deren Druckwerte angezeigt werden. Das DPG 202 besitzt eine USB-Schnittstelle zum Anschluss an einen PC. Die Signale der aktiven DigiLine Messröhren können auch direkt in einen PC oder eine SPS eingelesen und mithilfe der Software DokuStar Plus dargestellt und verarbeitet werden.
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Abbildung 5.9: Anwendungskonzepte DigiLine
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Optional sind Versionen der DigiLine Transmitter mit Schnittstellen für die Feldbusstandards Profibus-DP und DeviceNet erhältlich. Dies ermöglicht die einfache und problemlose Integration dieser Vakuummeter in die Feldbussysteme von Anlagensteuerungen mit allen bekannten Vorteilen der sparsamen Verkabelung und schnellen Inbetriebnahme.
Eine weitere Option stellen die DigiLine Transmitter mit zusätzlichem Analogausgang und Schaltpunkten dar. Über den Analogausgang kann zum Beispiel eine lokale Druckanzeige für einen Transmitter realisiert werden, der in eine zentrale Steuerung eingebunden ist. Die Schaltpunkte ermöglichen fest verdrahtete Sicherheitsfunktionen unabhängig von der Software des Steuerrechners.
Die aktiven DigiLine Messröhren bieten folgende Vorteile:
Aktive DigiLine Transmitter mit Einzelsensoren gibt es als Piezo-Membran System CPT 200 (2.000 – 1 hPa) und als Pirani System PPT 200 (1.000-10-4 hPa).
Folgende Transmitter mit Kombisensoren sind in der DigiLine Baureihe verfügbar:
Eine weitere Option stellen die DigiLine Transmitter mit zusätzlichem Analogausgang und Schaltpunkten dar. Über den Analogausgang kann zum Beispiel eine lokale Druckanzeige für einen Transmitter realisiert werden, der in eine zentrale Steuerung eingebunden ist. Die Schaltpunkte ermöglichen fest verdrahtete Sicherheitsfunktionen unabhängig von der Software des Steuerrechners.
Die aktiven DigiLine Messröhren bieten folgende Vorteile:
- Druckbereich 5 · 10-10 bis 2.000 hPa deckt den gesamten Vakuumbereich ab
- Komponenten sind frei kombinierbar
- Sichere Datenübertragung durch digitale Signale
- Übertragung numerischer Druckwerte erspart Kennlinien und Umrechnungen
- Feldbusschnittstellen Profibus-DP und DeviceNet
- Daten mit Software DokuStar Plus direkt im PC auswertbar
- Fernsteuerung für einfache Justierung
- Schutzart IP54 und DIN M12 Steckverbinder für zuverlässigen Betrieb in rauen Umgebungen
Aktive DigiLine Transmitter mit Einzelsensoren gibt es als Piezo-Membran System CPT 200 (2.000 – 1 hPa) und als Pirani System PPT 200 (1.000-10-4 hPa).
Folgende Transmitter mit Kombisensoren sind in der DigiLine Baureihe verfügbar:
- Piezo/Pirani-Kombination RPT 200. Bedingt durch die Druckunabhängigkeit des Wärmeleitungseffektes beim Pirani-Vakuummeter wird bei Drücken p > 10 hPa mit einem Membran-Vakuummeter gemessen. So erhält man eine gute Genauigkeit im gesamten Messbereich von 1.200 bis 1 · 10-4 hPa und kann Prozesse wie die Kammerbelüftung damit exakt steuern.
- Pirani/Kaltkathoden-Kombination MPT 200. Diese Kombination deckt den Druckbereich 1.000 bis 5 · 10-9 hPa ab. Über den mit dem Pirani-Sensor gemessenen Druck wird die Gasentladung des Kalt-kathodensensors gestartet. Mit Hilfe dieses Verfahrens wird versehentliches Einschalten der Kaltkathode bei zu hohem Druck und damit Verschmutzung vermieden.
- Pirani/Bayard-Alpert-Kombination HPT 200. Es wird ein Druckbereich von 1.000 bis 5 · 10-10 hPa abgedeckt. Die Drucküberwachung durch den Pirani–Sensor schützt den Heißkathodensensor vor Betrieb bei zu hohem Druck und verhindert ein Durchbrennen der Heißkathode. Damit werden sehr lange Standzeiten der Kathode erreicht.
5.3.2 ActiveLine
Die Familie der ActiveLine umfasst drei Steuergeräte und acht aktive Messröhren mit analogem Spannungsausgang 0 – 10 Volt. Alle Transmitter verfügen über den gleichen Steckverbinder und können daher mit demselben Messkabel an den Steuergeräten betrieben werden. Messkabel in Standardlängen von 1 m bis 50 m sind verfügbar.Die aktiven Piezo-Messröhren APR decken mit sechs Typen fünf Messbereiche von 5,5 MPa (55 bar) bis 10 Pa (0,1 mbar) ab.
Die kapazitiven Membran-Vakuummeter CMR gibt es sowohl als temperaturkompensierte als auch als temperaturgeregelte Variante in jeweils fünf Bereichen von 1100 hPa – 10-5 hPa. Mit den verschieden Nennwerten (Full Scale = F.S.) ergeben sich folgende Abstufungen:
- 1.000 hPa F.S. Druckbereich 1.100 bis 10-1 hPa
- 100 hPa F.S. Druckbereich 110 bis 10-2 hPa
- 10 hPa F.S. Druckbereich 11 bis 10-3 hPa
- 1 hPa F.S. Druckbereich 1,1 bis 10-4 hPa
- 0,1 hPa F.S. Druckbereich 0,11 bis 10-5 hPa
Diese Transmitter von Pfeiffer Vacuum mit Keramiktechnologie haben sich in vielen, insbesondere auch korrosiven Anwendungen bewährt.
Speziell für den Einsatz in der Mikrotechnologie mit den dort gebräuchlichen Einheiten Torr und mTorr werden die kapazitiven Membran-Vakuummeter CCR mit Nennwerten in Torr angeboten:
- 1.000 Torr F.S. Druckbereich 1.332 bis 10-1 hPa
- 100 Torr F.S. Druckbereich 133 bis 10-2 hPa
- 10 Torr F.S. Druckbereich 13,3 bis 10-3 hPa
- 1 Torr F.S. Druckbereich 1,33 bis 10-4 hPa
- 0,1 Torr F.S. Druckbereich 0,13 bis 10-5 hPa
Die CCR Baureihe besitzt D-Sub Steckverbinder und ist bezüglich der Versorgungs- und Ausgangsspannungen mit anderen marktüblichen kapazitiven Transmittern kompatibel. Durch diese Besonderheiten können sie jedoch nicht mit den ActiveLine Steuergeräten betrieben werden.
Zwei aktive Pirani-Messröhren TPR für den Feinvakuumbereich 1.000 hPa bis 5 · 10-5 hPa und drei aktive Kaltkathodenmessröhren IKR mit Messbereichen von 10-2 bis 5 · 10-11 hPa runden die Modellpalette der ActiveLine Transmitter mit Einzelsensor ab.
Die Pirani-Transmitter TPR können auch an Pumpstandsteuergeräte DCU von Turbopumpständen angeschlossen werden und ermöglichen so ohne zusätzliches Steuergerät eine Druckanzeige.
Im Sensor der aktiven Heißkathoden-Messröhre IMR 265 sind die Elektroden (Anode, Kathode, Kollektor) mit sehr kleinen Abständen zueinander aufgebaut. So hat man schon bei Drücken pp < 10-2 hPa Molekularströmung und kann dort Ionenströme messen. Ein weiterer Vorteil liegt in der im Vergleich zum Bayard-Alpert-Aufbau geringeren Verschmutzungsempfindlichkeit dieses Transmitters, der daher sehr gut für die Steuerung von Vakuumprozessen geeignet ist, die vorwiegend im unteren Feinvakuumbereich ablaufen.
Die folgenden aktiven Messröhren mit Kombisensoren stehen zur Verfügung:
- Kapazitiver Membran/Pirani-Transmitter PCR 280 für den Druckbereich von 1.500 bis 5 · 10-4 hPa; eine Verbindung des effizienten Pirani-Sensors mit einem im Grobvakuum akkuraten Membransensors
- Pirani/Kaltkathoden-Transmitter PKR 251 und 261 für den Druckbereich 1.000 bis 5 · 10-9 hPa; die ideale Kombination robuster Sensoren für eine breite Palette von Vakuumanwendungen
- Pirani/Bayard-Alpert-Transmitter PBR 260 für den Druckbereich von 1.000 bis 5 · 10-10 hPa; die bestmögliche Druckmessung im Hoch- und Ultrahochvakuumbereich verbunden mit der Sicherheit der Glühkathode durch den Pirani-Sensor
Die Transmitter der ActiveLine bieten folgende Vorteile:
Abdeckung des gesamten Vakuumbereichs
- Drei Steuergeräte TPG 261, TPG 262 und TPG 256 A mit 1, 2 oder 6 Messkanälen für alle Anforderungsprofile
- Steuergeräte mit automatischer Transmittererkennung vermeiden Installationsfehler
- Jede Messröhre kann mit jedem Steuergerät betrieben werden
- Leichte Verkabelung infolge des für alle Transmitter gleichen Standardkabels
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Abbildung 5.10: Anwendungskonzepte ActiveLine
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5.3.3 ModulLine
Die ModulLine Baureihe umfasst drei passive Pirani Messröhren TPR für den Druckbereich von 1.000 bis 8 · 10-4 hPa und drei Kaltkathodenmessröhren IKR für den Druckbereich von 5 · 10-3 bis 10-11 hPa. Da die Messröhren keine Elektronik enthalten, sind sie zum Ein satz an Orten mit ionisierender Strahlung geeignet. Dafür steht eine große Auswahl an Kabeln zur Verfügung, die es ermöglichen das Steuergerät in großer Entfernung vom Einsatzort der Messröhre aufzustellen.Als Steuergerät dient das TPG 300 mit folgenden Merk malen:
- Modularer Aufbau für unterschiedliche Messkarten
- Zwei Messkarten können eingesteckt werden und zusätzlich eine RS-232/485 Schnittstellenkarte mit Relaisausgängen
- Anschluss von bis zu vier Messröhren
- Feldbusanbindung möglich
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Abbildung 5.11 Steuergerät TPG 300 für ModulLine Sensoren
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