Sensore di ossigeno subacqueo AquapHOx APHOX-S-O2 pyroscience
INTRODUZIONE
L'APHOX-S-O2 è un sensore di ossigeno subacqueo. Combina la tecnica di rilevamento ottico dell'ossigeno di Pyro Science con un alloggiamento a pressione resistente alla corrosione e al biofouling. Il sensore può essere utilizzato per il funzionamento subacqueo fino a 50 m di profondità. Un sensore di temperatura NTC interno fornisce la compensazione automatica della temperatura del sensore di ossigeno. La comunicazione digitale è possibile tramite RS485-Modbus RTU. Inoltre, il sensore dispone di voltagUscite e (0-5 V) e corrente (4-20 mA). Queste interfacce consentono una facile integrazione nei sistemi personalizzati esistenti. Il sensore viene fornito con una calibrazione di fabbrica. Se necessario, l'utente può eseguire una semplice calibrazione a 1 punto o una calibrazione a 2 punti per una maggiore precisione a basse concentrazioni di ossigeno
A seconda dell’applicazione del cliente e del sistema esistente ci sono diversi scenari di utilizzo per il funzionamento:
Opzione A: Il software Pyro Developer Tool fornisce semplici impostazioni e procedure di calibrazione. Inoltre, ulteriori impostazioni avanzate forniscono il pieno controllo di tutte le funzionalità dell'APHOX-S-O2 (vedere capitolo 3.1). Per il collegamento al PC l'interfaccia digitale può essere convertita in USB tramite un cavo adattatore USB (cod. art. APHOX-S-USB)
Opzione B: APHOX-S-O2 è dotato di un'interfaccia RS485 standard con protocollo Modbus RTU, che supporta robusti sistemi bus con un massimo di 247 dispositivi su un singolo bus. Questo protocollo di comunicazione molto popolare consente una facile integrazione dell'APHOX-S-O2 in sistemi di terze parti (vedere capitolo 3.2).
Opzione C: L'APHOX-S-O2 dispone anche di 4 uscite analogiche (2x 0-5 V e 2x 2-20 mA). Configurazione delle uscite analogiche, sampla velocità di combustione e la calibrazione del sensore possono essere eseguite utilizzando lo strumento software Pyro Developer o il protocollo di comunicazione (vedere capitolo 3.3).
SPECIFICHE
Prestazioni analitiche
| Sensore ottico | Tappo a vite intercambiabile (articolo n. APHOX-S-OXCAP) | |
| Campo di misura Ottimo Massimo | % saturazione aria (a.s.) 0 250% a.s. 0 – 500% come |
mg/l (ppm) 0-22 mg/l 0-44 mg/l |
| Precisione al 95% p.a./8.8 mg/l dopo calibrazione a 2 punti dopo calibrazione di fabbrica* | ±1% come ±4% come |
±0.1 mg/l ±0.4 mg/l |
| Risoluzione al 95% p.a./8.8 mg/l | 0.25% a.s. | 0.025 mg/L |
| Limite di rilevamento dopo calibrazione a 2 punti dopo calibrazione di fabbrica* | 0.1% a.s. 2% a.s. |
0.01 mg/L 0.2 mg/L |
| Tempo di risposta‡ | < 15 secondi | |
| Deriva | <1% rel. / 3 mesi | |
| Massimo Sampla tariffa | Anno 1 | |
| Sensore di temperatura Risoluzione Precisione Tempo di risposta tipico | Termistore NTC per compensazione automatica della temperatura 0.01°C 0.1°C 20 s | |
- Le prestazioni analitiche del sensore calibrato in fabbrica sono valide solo per 6 mesi dopo l'acquisto del sensore.
- Tempi di risposta tipici per una variazione del segnale del 90%. Per i liquidi: misurato per la transizione dall'aria in una soluzione agitata di Na1SO2 all'3%.
Ambiente
| Intervallo di temperatura durante il funzionamento | Temperatura ambiente -5°C – 40°C |
| Intervallo di temperatura durante lo stoccaggio | Temperatura ambiente -10°C – 60°C |
| Massima pressione idrostatica | 5 bar (50 m) |
Interfaccia
| Energia | 12 V CC, 20 mA (+ consumo energetico dell'uscita analogica, se utilizzata) |
| Software | Strumento di sviluppo Pyro |
| Interfaccia digitale | Protocollo RS485 / Modbus-RTU PSUP ("modalità trasparente") |
| Uscite analogiche | 2x 0—5 V e 2×4-20 mA, 16 bit, liberamente configurabili |
Meccanico
| Dimensione | 20 x 226 millimetri |
| Peso in aria | 135 grammi |
| Materiale dell'alloggiamento | Lega di rame resistente alla corrosione e alle incrostazioni (CuNi10), policarbonato, POM |
| Tipo e lunghezza del cavo | Guaina in PUR schermata Cat5e, Ø7mm, resistente all'acqua di mare Lunghezza standard: 8 m, lunghezze personalizzate disponibili |
| Lunghezza massima del cavo | 55 metri |
INTERFACCE DI COMUNICAZIONE
Opzione A: funzionamento del sensore di ossigeno subacqueo con Pyro Developer Tool
Il software Pyro Developer Tool offre semplici impostazioni e procedure di calibrazione. Inoltre, ulteriori impostazioni avanzate forniscono il pieno controllo su tutte le funzionalità del modulo.
Requisiti di sistema: PC con Windows 7/8/10 e min. 1000 MB di spazio libero su disco.
Non collegare il cavo adattatore USB al PC prima che il software sia stato installato!
Il software installerà automaticamente i driver USB appropriati.
Fasi di installazione:
- Scarica lo strumento di sviluppo Pyro da APHOX-S-O2 – Pyro Science GmbH
- Decomprimere e avviare il programma di installazione e seguire le istruzioni.
- Collega APHOX-S-O2 al tuo PC Windows utilizzando il cavo adattatore USB.
- Avviare il software Pyro Developer Tool.
Per ulteriori informazioni sul software, fare riferimento al manuale Pyro Developer Tool disponibile presso APHOX-S-O2 – Pyro Science GmbH.
Cavo di interfaccia USB
Per il funzionamento di APHOX-S-O2 con un PC Windows è disponibile presso Pyro Science un cavo di interfaccia USB codificato (articolo n. APHOX-S-USB). Il cavo consente di comunicare con il modulo tramite il software Pyro Developer Tool. Sull'adattatore di montaggio del cavo APHOX-S-USB è presente un'etichetta che indica l'occupazione dei cavi.
Opzione B: interfaccia RS485-Modbus
L'interfaccia RS485 del modulo può essere collegata ad un bus standard Modbus RTU. Ad un unico bus composto dai 247 fili richiesti dall'interfaccia RS4 possono essere collegati fino a 485 dispositivi. Il protocollo Modbus è un popolare protocollo di comunicazione industriale caratterizzato dalla sua semplicità e robustezza. Le librerie Modbus sono disponibili praticamente per qualsiasi linguaggio di programmazione. Numerosi sistemi di registrazione dati supportano il protocollo Modbus.
Fare riferimento al capitolo 5 per le specifiche elettriche e l'assegnazione dei cavi dell'interfaccia Modbus RS485.
La configurazione RS485 è: 19200 Baud, 8 bit di dati, 1 bit di stop, parità pari.
Modbus-RTU
Un elemento essenziale del protocollo Modbus sono gli indirizzi e i registri degli slave. Ogni dispositivo Modbus possiede un indirizzo slave configurabile (intervallo 1-247) e un determinato insieme di registri, che contengono ad esempio numeri interi. Esistono registri di lettura-scrittura (ad esempio l'offset della temperatura) e registri di sola lettura (ad esempio il risultato di una misurazione della temperatura). Il protocollo Modbus RTU fornisce comandi che consentono a un "dispositivo master" (ad esempio, un PC o un PLC) di leggere o scrivere registri specifici da un dispositivo con uno specifico indirizzo slave.
L'interfaccia Modbus APHOX-S-O2 è compatibile con il protocollo Modbus RTU come descritto nella documentazione ufficiale “Specifica Modbus su linea seriale e guida all'implementazione V1.02” e “Specifica del protocollo applicativo Modbus V1.1b” fornita da Modbus Organization Inc. .( https://modbus.org ).
I dispositivi APHOX-S-O2 vengono consegnati con l'indirizzo slave 1.
Protocollo unificato della Piroscienza
Tutti i misuratori ottici di Pyro Science con firmware di generazione 4 (ovvero, versione firmware >= 4.0, introdotta nel 2020) sono conformi al cosiddetto Pyro Science Unified Protocol (PSUP). Questo protocollo di comunicazione si basa su registri e comandi specifici che vengono utilizzati per leggere e scrivere i registri. Tutti gli ulteriori dettagli, inclusa la mappa dei registri Modbus, possono essere trovati nel manuale di riferimento Pyro Science Unified Protocol disponibile per il download su Pyro Science websito qui:
APHOX-S-O2 – Pyro Science GmbH
Opzione C: lettura utilizzando le uscite analogiche
APHOX-S-O2 offre la lettura utilizzando uscite analogiche. Le impostazioni per le uscite analogiche possono essere regolate con il software Pyro Science Pyro Developer Tool o i protocolli di comunicazione.
| Uscita analogica | 2x 0-5 V, 2x 4-20 mA (16 bit ciascuno) |
Nel software Pyro Developer Tool è possibile selezionare il parametro di uscita e la corrispondente uscita analogica. Inoltre il cosiddetto “intervallo di trasmissione”, che rappresenta la sampL'intervallo delle misurazioni fornite sulle uscite analogiche deve essere regolato.
Per ulteriori informazioni, fare riferimento al manuale del software Pyro Developer Tool (vedere collegamento nel capitolo 3.1).
Secondo il protocollo di comunicazione Modbus-RTU le uscite analogiche possono essere regolate scrivendo i corrispondenti registri Modbus. Per ulteriori informazioni sui registri Modbus di lettura e scrittura fare riferimento al protocollo di comunicazione PSUP, che spiega anche i registri Modbus. In alternativa, i registri possono essere regolati con i comandi Pyro Science se il modulo Modbus è in modalità trasparente. Fare riferimento al protocollo di comunicazione PSUP per ulteriori informazioni su come scrivere e leggere i registri di Pyro Science (vedere collegamento nel capitolo 3.2.2).
ISTRUZIONI PER LA MANIPOLAZIONE
Questo capitolo fornisce istruzioni generali per utilizzare con successo APHOX-S-O2.
Per informazioni approfondite, in particolare sulle impostazioni e sulla calibrazione del sensore, fare riferimento al rispettivo manuale del sensore di ossigeno disponibile all'indirizzo APHOX-S-OXCAP-Pyro Science GmbH
Collegamento del tappo a vite del sensore
Il sensore viene fornito con un cappuccio del sensore precalibrato installato (articolo n. APHOX-S-OXCAP).
Per sostituire il cappuccio del sensore, togliere il cappuccio di protezione dell'APHOX-S-O2, svitare il vecchio cappuccio del sensore e avvitare manualmente il nuovo cappuccio. Non applicare una forza eccessiva né utilizzare strumenti per installare il cappuccio, poiché ciò potrebbe danneggiare il sensore. Prima della calibrazione e della misurazione, rimettere il cappuccio protettivo. L'assemblaggio è mostrato nella Figura 1.
Taratura dei sensori di ossigeno
Il sensore di ossigeno può essere calibrato con un metodo di calibrazione a 1 punto o opzionale a 2 punti. Per il primo punto di calibrazione, il sensore può essere calibrato in acqua satura d'aria o in aria ambiente (calibrazione superiore). Facoltativamente, il sensore può essere calibrato in acqua deossigenata (calibrazione 0%) per eseguire una calibrazione a 2 punti.
Calibrazione a 1 punto: Calibrazione in acqua satura di aria o all'aria ambiente Calibrazione in acqua satura di aria
- Per la calibrazione in acqua satura d'aria, è molto importante che l'acqua sia effettivamente saturata d'aria al 100%. Riempire una quantità adeguata di acqua in una fiaschetta. Far circolare l'aria nell'acqua con una pietra porosa collegata a una pompa ad aria (disponibile come attrezzatura commerciale per acquari ittici) per circa 10 minuti. In alternativa, riempire d'acqua la beuta lasciando più del 50% di aria nello spazio di testa, chiuderla con un coperchio e agitare energicamente la beuta per circa 1 minuto. Aprire brevemente il coperchio per ventilare lo spazio della testa con aria fresca. Richiudetelo e agitate la beuta per 1 altro minuto
- Immergere il sensore nel liquido e inserire tutti i parametri richiesti nel software o nei registri per eseguire la calibrazione del sensore.
Calibrazione all'aria ambiente
- Per la calibrazione all'aria ambiente, mettere il sensore in contatto con l'aria ambiente. Immettere tutti i parametri richiesti nel software o nei registri per eseguire la calibrazione del sensore. Per il parametro di umidità richiesto è possibile utilizzare le misurazioni di un sensore di umidità esterno o i dati di un servizio meteorologico.
Calibrazione a 2 punti: calibrazione aggiuntiva in acqua deossigenata
- Si consiglia una calibrazione allo 0% in condizioni ambientali <50% a.s. o per ottenere la massima precisione possibile del sensore.
- Per la calibrazione allo 0%, utilizzare le capsule di calibrazione allo 0% (articolo n.: OXCAL) di Pyro Science secondo il manuale del sensore di ossigeno. Immergere APHOX-S-O2 nella soluzione ed eseguire la calibrazione allo 0% inserendo tutti i parametri richiesti nel software o scrivendo i registri.
NON utilizzare a questo scopo acqua salata (ad esempio acqua di mare), ma acqua demineralizzata. L'acqua salata impedisce la corretta dissoluzione del riducente e può portare a una falsa calibrazione del sensore allo 0%.
DIMENSIONI MECCANICHE E CONNETTORE ELETTRICO
L'assegnazione dei cavi è la seguente:
| Nome | Colore filo | Funzione |
| Scudo | nero | Schermatura del cavo |
| Terra | blu | Terra |
| RS485A | arancia | Dati RS485 A |
| Modello RS485B | arancione/bianco | Dati RS485 B |
| Vcc | Blu/bianco | Volume di fornituratage |
| U1 | marrone | Volume analogicotage uscita 1 (0-5V) |
| U2 | Marrone/bianco | Volume analogicotage uscita 2 (0-5V) |
| I1 | verde | Uscita corrente analogica 1 (4-20 mA) |
| I2 | Verde/bianco | Uscita corrente analogica 2 (4-20 mA) |
AVVERTENZE E LINEE GUIDA DI SICUREZZA
In caso di problemi o danni, scollegare il dispositivo e contrassegnarlo per impedirne qualsiasi ulteriore utilizzo. Consulta Pyro Science per un consiglio! All'interno del dispositivo non sono presenti parti riparabili. Si prega di notare che l'apertura della custodia annullerà la garanzia.
Seguire le leggi e le linee guida appropriate per la sicurezza in laboratorio, come le direttive CEE per la legislazione sulla tutela del lavoro, la legislazione nazionale sulla tutela del lavoro, le norme di sicurezza per la prevenzione degli incidenti e le schede tecniche di sicurezza dei produttori delle sostanze chimiche utilizzate durante le misurazioni e delle capsule tampone Pyro Science.
Maneggiare i sensori con cura soprattutto dopo aver rimosso il cappuccio protettivo! Previene lo stress meccanico sulla fragile punta di rilevamento! Evitare forti piegature del cavo in fibra! Previeni gli infortuni con i sensori ad ago!
I sensori non sono destinati a scopi medici o militari o ad altre applicazioni critiche per la sicurezza. Non devono essere utilizzati per applicazioni sugli esseri umani; non per esami in vivo su esseri umani, né per scopi diagnostici sull'uomo o per scopi terapeutici. I sensori non devono essere portati a diretto contatto con alimenti destinati al consumo umano.
Il dispositivo ed i sensori devono essere utilizzati solo da personale qualificato, seguendo le istruzioni per l'uso e le linee guida di sicurezza del manuale.
Maneggiare il dispositivo con estrema cura se si sospetta che sia stato allagato durante l'implementazione. Di conseguenza potrebbe essersi accumulata una pressione interna. Puntare sempre il lato sensore del dispositivo lontano da persone e beni materiali e allentare con attenzione il connettore Subcon per alleviare la potenziale pressione interna prima di inviare lo strumento a Pyro Science per l'assistenza.
Tenere i sensori e il dispositivo fuori dalla portata dei bambini!
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Documenti / Risorse
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