THE PROBE

LEVEL MONITOR

SEOJIN INSTECH CO., LTD.

서울 특별시 성동구 성수 2가 317-18  (우) 133-122

TEL : (02) 462-1512   FAX : (02) 466-6445

- 목     차 -

** INTRODUCTION (개요 및 제품 소개)

** INSTALLATION (설    치)

· 주위 환경                                             1

· 설치 위치                                             2

· 취부 방법                                             2

· Sanitary (위생 설비에의 설치)                         3

· 내부 결선                                             4

** OPERATION (작    동)                         6

· 가동 시작                                             6

· 조     정                                             6

· 동작 상태                                             8

** ADJUSTMENT (세부 조정)                      8

· 조정, 접근 방법                                       10

· 불  감  대                                            11

· 측정 반응 속도                                        12

· 경보 기능                                             13

· 안전 차단 기능                                        14

· 단     위                                              14

** HART COMMUNICATION                       15

· 일반 사항                                              15

· Online Menu                                           15

** SUPLEMENT (부    록)                          16

** TROUBLESHOOTING (응급 조치 요령)            16

** HART COMMUNICATION ONLINE MENU         17

** MAINTENANCE (정    비)                        18

** TEFZEL                                         18

** PATENTS (특허 출원 등록)                       18

** SPECIFICATION (사    양)                        19

** INTRODUCTION (개요 및 제품 소개)

※ PROBE는 이 교육용 Manual에 설명되어 있는 방식대로 사용해야 할 것이다.

PROBE는 Sensor와 Controller가 일체형으로 구성된 초음파식 Level 측정 감지기이다.

이 제품은 개방된 Tank와 밀폐된 Tank의 액체 Level을 측정할 수 있고, Sensor의 감지 부위가

Tefzel로 되어 있어 각 산업 분야, 특히 화학 및 식품 분야에 폭넓게 사용되고 있다.

Sensor에는 초음파 Transducer와 온도 보상 Sensor가 내장되어 있다.

PROBE의 측정 원리는 최초 Transducer에서 초음파 Pulse를 발사하여 측정물에 맞고 반사되어

되돌아오는 음파를 다시 Transducer가 수신하여 시간을 측정하는데, 이 때 그 시간이란 Sensor     가 음파를 발신하여 반사파가 수신될 때까지의 시간을 말한다. 이 시간을 거리로 환산하여 Level

과 mA 출력값으로 표시하는데, 이 값들은 내장된 온도 보상 Sensor를 이용하여 주위 온도에 따

른 음속 변화를 자동 보정하여 거리로 환산한 값에 상응하는 값이다.

PROBE는 주위의 기계음, 전기음 등과 같이 수신파에 영향을 줄 수 있는 Fault 신호를 자동으로

Filltering 하는 기능을 가지고 있다.

** INSTALLATION (설   치)

< 주위 환경 >

PROBE는 Cover의 규격상으로 정해진 일정한 온도 범위 이내의 장소에 설치해야 하며, 적합한

측정물이 있는 곳에 설치해야 한다.

전면 Cover를 열면 결선 상태와 Display 상태를 볼 수 있고, Programming을 실행할 수 있다.

특히 PROBE는 고전압, 고전류가 흐르는 곳, Contactors와 SCR Control Drives가 있는 곳은 반드

시 피해서 설치해야 한다.

< 설치 위치 >

PROBE에서 발사되는 음파의 음통로가 깨끗한        음파의 음통로에 장애가 되는 거친 벽면,

곳에 액체의 표면과 수직이 되도록 설치.             사다리, Pipe 등이 있는 곳은 피해야 한다.

< 취부 방법 >

※ PROBE는 예상되는 최고 Level보다 적어도 25cm 이상 높은 곳에 설치해야 한다.

Threaded

PROBE는 감지 부위의 상부에 취부용 Screw가 있는데 이것은 다음의 3가지 규격으로 구성되어

있다.  →  2″NPT,  2″BSP,  PF 2.

※ 취부용 구멍 안에 PROBE를 넣기 전에 취부용 Screw가 손상되지 않도록 하여야 하며,

그 구멍에도 PROBE의 Screw와 맞는 규격 및 Type의 Screw를 만들어야 한다.

PROBE는 3″ANSI, DIN 65PN10, JIS 10K3B 등의 규격으로 되어 있는 Flange를 선택하여 사용

할 수 있다.

Sanitary (위생 설비에의 설치)

※ PROBE는 예상되는 최고 Level보다 적어도 25cm 이상 높은 곳에 설치해야 한다.

>> PROBE는 Tank의 위생용 페럴(보일러관 등의

접합부 보강을 위한 쇠테)의 상부에 취부한다.

>> 감지 부위를 Clamp로 단단하게 조인다.

>> Nut를 이용하여 더욱 세게 고정시킨다.

>> 위의 장비들(Clamp, Adjusting Nut)은 PROBE와

함께 공급이 가능하다.

※ 위생용 페럴의 옆면이 거칠고 흠이 있을 때 이것을 부드럽게 다듬어야 한다.

* 4″FDA 위생용 페럴의 승인 도면. (식품 또는 제약 회사에서 주로 사용)

< 내부 결선 >

※ 설치는 반드시 자격이 있는 사람이 해야 하며 현장의 상황에 맞도록 정해진 규정에

따라 해야 한다.

※ 분리 구간의 배선과 배관에서 결선 방법은 정해진 표준에 따라야 하며 전기적인 규칙에

따라야 한다

>>  Cover가 닫힌 상태에서, 양쪽 옆의 Cable

투입구 중 요구되는 쪽의 Cable Entry를

제거한다.

>>  Cover 전면의 Bolt를 풀어 Cover를 연다.

>>  PROBE에 Cable을 투입한다.

>>  mA 출력과 전원 및 Relay Cable을 연결한다.

>>  Cover를 닫는다.

>>  Bolt를 1.1 ∼ 1.7 N-m(10 ∼15 in-lb)의 힘으로 조인다.

※ Cover가 금속 재료가 아니므로 연결된 배관에 접지 처리를 하지 않는다.

배관 연결 재료 및 패킹용 마개는 IP65 / NEMA 4 / CSA Type 4(outdoor) 등의 승인된

규격으로 사용해야 한다.

모든 결선은 적어도 250V를 알맞게 절연시켜서 해야 한다.

dc 단자는 IEC-1010-1 Annex H에 상응하는 SELV source로부터 전원을 공급받을 수 있다.

** OPERATION (작   동)

< 가동 시작 >

PROBE가 적합하게 설치되었으면(측정 범위 0.25∼5m인 곳에 설치) 전원을 공급하라.

PROBE의 초기 Display 상태 :

그리고 Run mode로 들어가서, Transducer 표면에서부터 측정물 Level까지의 거리를 측정하여

부여된 단위에 따라 측정 지시값을 화면에 표시한다.

실제의 값과 Display되는 값이 차이가 난다면, Operation Status 부분을 참조하라.

< 조   정 >

mA 출력의 조정은 정해진 Span 구간에서의 측정물 Level에 따라 비례(4-20mA) 또는 반비례

(20-4mA)로 선택하여 설정할 수 있다.

조   정 : 운용 방식

Tank에서(또는 목표물에서) 요구되는 거리에 상응하는 조정값을 입력하기 위해서는 "4"와 "20"

Key를 동시에 누른다. 이 때 이미 저장되어 있는 값들은 공장 출하시 미리 입력되어 있는 값들

이다. 조정을 할 때는 두 개의 Key를 동시에 한번 눌러 C 4 (4mA 지점)에 맞는 값을 입력하는

데 그 값을 조절하기 위해서는 "4"(수치를 내릴 때)와 "20"(수치를 올릴 때) Key를 사용하여야

한다. 정확한 수치를 입력한 다음 Run 상태가 될 때까지 기다렸다가 다시 두 개의 Key를 동시에

두번 눌러 C 20 (20mA 지점)에 맞는 값을 입력한다.

그 값을 조절하는 것은 위에서와 동일하다.

모든 조정이 끝났을 때, PROBE는 6초 후 자동으로 Run 상태가 된다.

측정값은 PROBE의 Sensor 부위의 표면으로부터 감지되는 값을 정해진 지시 단위에 따라 표시한

것이다.

※ 조정할 때는 측정 반응 속도를 무시한다.

< 동작 상태 >

화면의 일부분에 표시되는 기호는 사용자가 PROBE의 현재 동작 상태를 한 눈에 알 수 있게

한다. 그 기호는 사용자가 정확한 위치 선정 및 설치를 하여 PROBE가 최적의 측정 상태가 될 수

있도록 하는데 큰 도움이 된다.

기호는 현재의 작동 상태를 표시하는 것으로 세가지 형태로 모양이 변한다.

□Waiting' 기호가 표시된 후 ?가 나타나면 LOE / FAULT 상태를 가리키는 것이다.

명확한 Echo 신호를 다시 수신하게 되면 □Good' 상태를 나타내는 기호가 표시된다.

Troubleshooting(응급 처치 요령)을 참조하라.

** ADJUSTMENT (세부 조정)

PROBE에서는 몇가지 작동에 관한 세부 조정을 할 수 있다.

세부 조정 모드로 들어가기 위해서는 요구되는 조정 Parameter가 나올 때까지 "4"와 "20" Key를

동시에 누른다. 이미 저장되어 있는 값은 공장 출하시 미리 셋팅되어 있는 값이다.

이 조정 Parameter에 들어가 있는 동안에는 그 값을 "4"와 "20" Key를 번갈아 눌러서 변경시킬

수 있다.

모든 값의 변경이 끝난 후, 6초 동안 기다리면 다시 Run 상태로 되돌아 간다.

< 조 정, 접근 방법 >

4mA와 20mA 출력 지점의 조정값은 Tank 내의 측정물 또는 목표물에 대해 지시되는 Level에 따

라 선정할 수 있으며, 임의의 값으로 선정할 수는 없다. 이 방식은 또한 운용 방식(8 Page 참조)

에 의해 얻어지는 출력 Level을 미세하게 조정할 수 있다.

저장되어 있는 조정값을 변경시키기 위해서는 'C 4' 또는 'C 20'이 표시되도록 해야 한다.

조정값은 "20" Key를 누르면 증가되고, "4" Key를 누르면 감소된다. 요구되는 값으로 접근했을

때, Key를 누르는 것을 멈춘다.

표시 화면은 6초 후 자동으로 Run 상태로 되돌아간다.

4 mA 조정

20 mA 조정

※ 요구되는 값을 더 빠르게 얻고자 할 때는, 세부 조정을 하는 동안 Key를 계속 누르고 있어라.

불감대 (Blanking)

불감대는 Echo의 수신 주기동안 Transducer의 정면 지역에 발생하는 여진이나 실제 Echo의 신호

를 방해하는 거짓 Echo에 의한 신호를 제거하기 위해 사용된다.

불감대는 Sensor 표면에서부터 바깥쪽으로 측정된다. 고려되는 최소 불감대 값은 0.25m(0.82ft)

이며 연장할 필요가 있을 경우 증가시킬 수도 있다.

저장된 불감대 값을 변경시키려면 "bl"이 표시되는 mode로 들어가라. 불감대 거리를 늘릴 때는

"20" Key를 누르면 되며, 값을 줄일 때는 "4" Key를 누르면 된다. 원하는 불감대 거리가 표시되

었을 때, Key를 누르는 것을 멈춘다.

표시 화면은 6초 후 자동으로 Run 상태로 되돌아간다.

※ 요구되는 값을 더 빠르게 얻고자 할 때는, 세부 조정을 하는 동안 Key를 계속 누르고 있어라.

< 측정 반응 속도 >

측정 반응 속도의 조정은 사용자가 원하는 대로 작동 Parameter의 입력값을 선정할 수 있다.

측정 반응 속도  :  이것은 PROBE가 측정 Level의 변화율에 맞게 반응하도록 하는 기능이다.

만약 PROBE가 Level 변화율에 대해 빨리 반응하지 못한다면, 저장값을 "1"에

서 "2"로 바꾸어 조정하라. 그래도 PROBE가 변화율에 대한 반응이 느리다면,

저장값을 옵션 사항인 "3"으로 바꾸어라.  Level 적용에서 너무 빠르게 하는

것은 좋지 않으므로 되도록이면 옵션 선택은 피하는 것이 좋다.

교반기 식별 기능  :  회전하는 교반기 날개와 측정물 표면을 식별한다.

FILTER  :  자연적인 음향 또는 인위적인 음향 그리고 전기적인 소음의 영향으로 인해 발생하는

거짓 Echo와 실제로 측정물 표면에 맞고 돌아온 실제 Echo를 식별한다.

안전 차단 Timer  :  Echo의 손실 또는 동작상의 결함이 시작되었을 때부터 안전 차단 기능에

의해 영향을 받을 때까지의 시간을 설정한다.

SP	측정 반응 속도	교반기 식별	FILTER	안전 차단 Timer
1 ∇	1 m / min (3.3 ft/min)	ON	ON	10 min
2	5 m / min (16.4 ft/min)	ON	ON	3 min
3	즉시 반응	OFF	OFF	3 min
4	0.03 m / min (0.1 ft /min)	ON	ON	10 min

∇  공장 출하시 미리 셋팅되어 있는 값.

측정 반응 속도를 바꾸려면, "SP"이 표시되는 mode로 들어가라.

"20" Key를 누름으로써 1→2→3→4의 순으로 선택할 수 있으며, "4" Key를 누름에 따라 반대로

4→3→2→1의 순으로 선택할 수 있다. 원하는 선정값이 화면에 표시되면 Key를 누르는 것을

멈춘다. 표시 화면은 6초 후 자동으로 Run mode로 돌아간다.

측정 반응 속도

현재 선택값 (예. 1 m / min)

2번째 선택값 (예. 5 m / min)

2번째 선택값으로 선정됨.

< 경보 기능 >

경보 기능 조정에서는 다음의 기능 중에서 하나를 선택하여 Relay에 부여한다.

0 = Echo의 손실 / 경보 기능의 결함. (공장 출하시 미리 셋팅되어 있음.)

Relay는 일반적인 동작 중에는 접점이 떨어져 있다. (안전 차단 기능 참조.)

= 경보 기능 사용.

입력된 값이 0이 아닐 경우, 이 값은 PROBE의 Sensor 표면에서부터 고려되는 셋팅점이 된

다. Relay는 경보 지점 이내에 측정물이 도달했을 때 접점이 붙는다.

조정 거리 중 Tank 내에 비어있는 거리의 5%에 해당하는 Hysterisis(신호의 강도가 증가

또는 감소할 경우에 시스템의 장치가 이에 늦게 반응하는 것) 구간이 있다.

경보 기능 또는 셋팅 지점을 바꾸려면, "AL"이 표시되는 mode로 들어간다. 셋팅 지점을 증가시

킬 때는 "20" Key를 누르고, 감소시킬 때는 "4" Key를 누른다. 원하는 값이 표시되었을 때, Key

를 누르는 것을 멈춘다. 표시 화면은 6초 후 다시 Run mode로 되돌아간다.

경보 기능 모드.

저장된 기능. (예. LOE / fault)

셋팅 지점 조절. (예. 1.36 m)

원하는 셋팅 지점으로 값을 감소시킴.

새로운 경보기능 셋팅 지점의 입력값.

※ 요구되는 값을 더 빠르게 얻고자 할 때는, 세부 조정을 하는 동안 Key를 계속 누르고 있어라.

< 안전 차단 기능 >

Echo의 손실 또는 작동상의 결함이 나타나 'Waiting' 시간이 경과하면, 화면상으로 ? 기호가 나

타나며 곧바로 다음의 안전 차단 기능 중 하나의 영향을 받는다.

FLS	default	mAp	mAi	reading
1	full	22	4	hold
2	empty	4	22	hold
3 ∇	hold	hold	hold	hold

p = proportional span. (span에 비례.)

i = inversely proportional span.

∇ = factory default. (공장 출하시의 셋팅값.)

Fail-safe 선택값을 변경시키려면, 'FLS'가 표시되는 mode로 들어간다.

"20" Key를 누름으로써 1→2→3의 순으로 선택할 수 있으며, "4" Key를 누름에 따라 반대로

3→2→1의 순으로 선택할 수 있다. 원하는 선정값이 화면에 표시되면 Key를 누르는 것을 멈춘

다. 표시 화면은 6초 후 자동으로 Run mode로 돌아간다.

현재의 선택값. (예. full)

2번째 선택값. (예. empty)

2번째 선택값으로 선정.

< 단  위 >

측정 지시값의 단위는 다음 중에서 선택할 수 있다.

1 = metres, m (공장 출하시의 셋팅값)

2 = feet, ft

선택된 단위는 불감대와 경보 셋팅 값에도 적용된다. 단위를 바꾸려면 'Un'이 표시되는 mode로

들어간다. "20" Key를 누름으로써 1→2의 순으로 선택할 수 있으며, "4" Key를 누름에 따라 반대

로 2→1의 순으로 선택할 수 있다. 원하는 선정값이 화면에 표시되면 Key를 누르는 것을 멈춘

다. 표시 화면은 6초 후 자동으로 Run mode로 돌아간다.

현재의 선택값. (예. m)

2번째 선택값. (예. ft)

2번째 선택값으로 선정..

** HART COMMUNICATION

(optional)

< 일반 사항 >

사용자가 HART COMMUNICATION Protocol의 적용법과 그 규칙을 아는 것은 매우 일반적인 일

이다. 만일, 그렇지 않다면 HART COMMUNICATION 본사에 연락한다. (512-794-0369 U.S.A.)

사용 상표 Code    :  >>  제조자 확인 Code = 88

>>  제조자 상표 Code = 200

>>  사용 상표 Code = 22728

현장 설치 안내    :   >>  현장 설비 종류 = C

>>    정전 용량 번호(CN) = 1

기           타   :   >>    Multidrop mode가 지원된다.

>>     burst mode는 지원되지 않는다.

< ONLINE MENU >

부록 부분에 있는 HART PROBE COMMUNICATION의 ONLINE MENU는 Rosemount 社의 휴대용

Communicator(Model 275)와 Milltronics 社의 장비를 함께 사용하여 Programming을 할 때를 대

비하여 배열해 놓은 것이다.

** SUPPLEMENT (부    록)

< 측정 주기 간격 >

PROBE는 거리를 측정하기 위하여 Transducer에서 초음파 Pulses를 연속적으로 발사한다.

측정 주기의 간격은 유효한 전류의 연결에 따라 결정된다. (반비례로)

측정 주기 간격이 증가하면, 전류 연결값이 감소한다.

** TROUBLESHOOTING (응급 조치 방범)

확실한 Echo 신호를 받을 때까지 기다린다.  예상되는 원인으로는 :

>> 측정물이 Sensor 표면에 너무 가깝게 접근했을 때.

>> PROBE를 100% Level 지점과 너무 가깝게 설치했을 때.

>> PROBE가 액체 표면과 수직으로 설치되지 않았을 때.

>> 측정물 Level이 너무 빨리 변할 때.

>> 측정의 범위를 벗어났을 때.

>> 액체 표면에 거품이 심할 때.

>> PROBE 설치 위치에 매우 심한 진동이 있을 때.

>> 측정물 Level이 불감대 거리 내로 들어 왔을 때.

이 때는 위에 열거된 예상 원인들을 조사해서 제거해야 한다.

'Waiting' 기호가 표시되면 ADJUSTMENT (세부 조정) / 측정 반응 속도 부분을 참조하라.

** TEFZEL

TEFZEL은 지금까지 개발된 고분자 화학 물질 중 화학적 부식성에 가장 강한 신소재로 FLUOR

-POLYMER 계열이다. 특수한 화학 물질에 PROBE를 적용시킬 경우, 전문가의 의견을 참고하거나

재료별 내부식성 도표를 참고하기 바라며, 가능한 한 (주) 서진 인스텍에 문의 및 조사 의뢰를

하기 바란다.

참고적으로 TEFZER와 TEFLON은 세계적인 고분자 화학 회사인 DuPont 社의 등록 상표명이며 잘

알려져 있는 TEFLON(P.T.F.E)에 비해 TEFZEL이 훨씬 화학적 내부식성이 강하다.

** PATENTS (특허 출원 등록)

Instrument Housing Design  :        >>  Canada   :	70345

>>  U. S. A.  :	07/858/707

>>  Germany  :	M92022723

>>  U. K.     :	2021748

>>  France     :	921873

>>  Japan     :	966217

Electronics  /  Sensor      :        >>  U. S. A.   :	5,267,219

5,339,292

>>  U. K.      :	2,260,059

>>  영국, 캐나다, 유럽, 아프리카, 호주 등의

나라에 특허 출원권이 등록되어 있다.

** SPECIFICATIONS (사  양)

POWER :                     >>  18 ∼ 30 V dc, 0.2 A max

Environmental :               >>  location :   >> indoor / outdoor

>>  altitude :   >>  2000 m max

>>  ambient temperature :  >> continuous : -40* ∼ 60℃

(-40 ∼ 140◁)

* -20℃(-5◁) if metal mounting.

>>  relative humidity :  >> suitable for outdoor

(Type 4X / NEMA 4X / IP65 enclosure)

>>  installation category :  >> Ⅱ

>>  pollution degree :  >> 4

Range :                       >>  series 861 : 0.25 ∼ 5 m (0.8 ∼ 16.4 ft)

(liquids only)                      series 862 : 0.25 ∼ 8 m (0.8 ∼ 26.2 ft)

Beam Angle :                 >>  10°at -3 dB boundary

Memory :                     >>  non-volatile EEPROM, no battery required

Programming :                >>  2 tactile keys

Temperature Compensation :  >>   built-in compensate over the operating range

Display :                     >>  liquid crystal

>>  three 9 mm(0.35″) digits for reading of distance

between sensor face and material

>>  multisegment graphic for operation status

Output :                     >>    mA :     >>  range :  4 - 20 mA

>>  span : proportional or inversely proportional

>>  accuracy : 0.25% of full scale

>>  resolution : 3 mm (0.125″)

>>  loading : 750 ohms max at 24 V dc supply

>>  Relay :    >>  1 normally closed contact rated at 5 A at

250 V ac non-inductive or 24 V dc

>>  fault on power, application or device failure

>>  Communication (optional) : >>  HART protocol 5.2

Construction :      >> combined sensor and electronics package

>> sensor housing : >> material : >> Tefzel

>> mounting : >> threaded : >> 2″NPT, 2″BSP PF2

>> flanged : >> flange adapter, threaded Probe

3″ANSI, DIN 65PN10 & JIS 10K 3B

>> sanitary(series 861 only) : >> 4″FDA approved sanitary ferrule

with integral sealing ring c/w 304

stainless steel clamp

>> electronics housing : >> material : >> PVC

>> access : >> hinged lid

>> 22mm(0.87″)dia. 'knock out' for

conduit entrance, 2 places

>>  6screw terminal block for

2.5mm2 (14ga) solid wire/1.5mm2

(16ga) stranded wire max

>> clamp : >> material : >> 304 stainless steel

>> adjustment : >> 11 mm(7/16″) hex nut

Enclosure :         >> Rating :   >>  IP 65 / NEMA 4 / CSA Type 4

>> Weight :  >> 1.7 Kg (3.7 lb)

>> approvals : >> CE ▼, FM CSA NRT/C

▼ EMC performence available on request

* PROBE 2WIRE TYPE에 대하여

3 Wire Type과 2 Wire Type은 내부 결선과 제품 사양만이 조금의 차이가 있을 뿐, 내부 결선 외 의 Installation(설치방법), Operation(작동), Adjustment(세부조정) 등은 모두가 동일하다.

** 내 부 결 선

>> Cover가 닫힌 상태에서, 양쪽 옆의 Cable

투입구 중 요구되는 쪽의 Cable Entry를

제거한다.

>> Cover 전면의 Bolt를 풀어 Cover를 연다.

>> PROBE에 Cable을 투입한다.

>> mA 출력과 전원을 Loop 형태로 연결한다.

>> Cover를 닫는다. Bolt를 1.1 ~ 1.7 N-m(10 ~ 15 in~b)의 힘으로 조인다.

SYSTEM DIAGRAM

** SPECIFICATIONS(제 품 사 양)