חיישני UV וחיישני VIS ל-PLC

אי-הוודאות בכיול המצוינת לעיל היא אי-הוודאות המורחבת של הכיול (k = 2, רמת ביטחון של כ-95%) והיא חלה על מקור הכיול ועל תנאי הכיול. בשימוש בפועל אי-הוודאות במדידה גדולה יותר: אי-התאמה ספקטרלית במקור הקרינה שבו נעשה שימוש בפועל, טמפרטורת החיישן, הזדקנות מאז הכיול, וכן המרחק וההתאמה למקור הקרינה - כל אלה מתווספים אליה. כיצד מרכיבים אלה משתלבים לכלל תקציב אי-הוודאות מוסבר במאמר אי-הוודאות במדידת UV.

החיישן מחובר באמצעות מחבר M12 בעל חמישה פינים עם כבל ממוגן; האלקטרוניקה נמצאת בתוך החיישן, כך שניתן להאריך את הכבל ללא שגיאות מדידה. עם 4–20 mA זרם המדידה זורם בלולאת שני חוטים לכניסה האנלוגית של הבקר, ועם 0–10 V או 0–2 V המתח נמדד יחסית לאדמה. מתח ההזנה הוא 24 V, 12 V, 5 V או ±5 V בהתאם לגרסה, עם צריכת זרם מתחת ל-15 mA; טמפרטורת ההפעלה היא 0 עד 60 °C.

באפליקציות בעלות עצמת קרינה גבוהה, כגון מנורות UV LED בעוצמה של כמה W/cm², המסנן והמפזר מתבלים בהקרנה רצופה ומתלכלכים בתהליכים מאובקים. הסטטר האלקטרוני פותח את החיישן רק לצורך המדידה ומגן עליו בשאר הזמן. כך ניתן להאריך את מרווחי הכיול במכונה, והקריאה נשארת השוואתית במשך חודשים. ללא סטטר, Opsytec מומלץ על כיול מחדש כל 12 חודשים.

0–10 V הוא הפתרון הפשוט ביותר עבור קטעים קצרים בתוך הארון, אך הוא רגיש לאורך הכבל, לירידת מתח ולהפרעות. 4–20 mA הוא התקן התעשייתי למרחקים ארוכים ולסביבות רועשות: הזרם נשאר קבוע לאורך הכבל, ואפס חי בנקודה של 4 mA מאפשר להבחין בין ניתוק חוט לבין קריאה של אפס. RS-485 וממשקים דיגיטליים נוספים מעבירים את הערך ללא המרת D/A, מאפשרים חיבור של כמה חיישנים על אותו אפיק (bus), ונושאים סטטוס, מספר סידורי ומידע כיול לצד הקריאה. לחיבורים חדשים עם דרישות אבחון, הפתרון הדיגיטלי הוא הבחירה הראשונה; 4–20 mA נשאר הפתרון האנלוגי החזק ביותר.

שבעה תחומים ספקטרליים: UVC 200–280 nm, UVB 280–315 nm, UVA 315–400 nm, UVA+ 330–455 nm, UVBB 230–400 nm, VISB 400–480 nm ו-VIS 380–780 nm עם משקל V(λ). בנוסף שלושה תחומי מדידה: 0–100 mW/cm², 0–200 mW/cm² ו-0–5000 mW/cm². אות היציאה, מתח ההזנה ותחום המדידה נבחרים בהתאם למשימת המדידה ולבקר; ניתן לספק תחומי מדידה וספקטרום מותאמים לצרכי הלקוח וכן בתי חיישן מיוחדים.

באמצעות מכשיר הפאנל RM-32, שאליו מחובר חיישן ה-PLC ישירות. הוא מציג את עצמת הקרינה הנופלת הנוכחית בתצוגה בת 3½ ספרות ופולט אותות אזהרה והתראה הניתנים לכיוונון דרך שני מגעי ממסר. למשימות בקרה קטנות, זה מחליף לחלוטין את החיבור לבקר לוגי מתוכנת.

באמצעות סטטר אלקטרוני שחושף את החיישן רק לצורך המדידה. מומלץ להשתמש בכך למדידות ייחוס תקופתיות ובמיוחד בעצמות קרינה גבוהות מאוד, כי גם הלכלוך וגם הזדקנות החיישן מתקדמים מהר יותר במקרים אלו. באופן כללי, החיישנים מכוילים בעקיבות מטרולוגית ל-PTB, ניתנים לכיול מחדש, ויציבים לאורך זמן הודות לבחירת החומרים.

לכניסה אנלוגית, חיישן ה-PLC עם 4–20 mA, 0–10 V או 0–2 V, המוזן ב-24 V, 12 V, 5 V או ±5 V וצורך פחות מ-15 mA. אם רוצים שמצב הכיול יגיע לצד הקריאה, הבחירה היא PLC.D עם RS-485, ועבור התקנות Ethernet - PLC.net עם Modbus TCP. תחום המדידה נבחר בהתאם למקור הקרינה, לא בהתאם לסוג המערכת: 0–100, 0–200 או 0–5000 mW/cm².

כן, בתנאי שהקריאה מגיעה מהר מספיק וללא עמימות. חיישן ה-PLC האנלוגי מספק את הערך המיידי המכויל כ-4–20 mA או 0–10 V לכניסה אנלוגית; מכך הבקר מכוונן את הספק המנורה, ערך העמעום או קצב ההזנה. איכות הבקרה תלויה במחזור: עם אזור הקרנה קצר ומהירות מסוע גבוהה, קצב דגימה איטי מדי יחמיץ את השיא ויזלזל במנת הקרינה. יש להגדיר ערך סף תחתון ועליון גם לעצמת הקרינה וגם למנת הקרינה.

תעודת הכיול מציינת את חוסר הוודאות המורחב עם k = 2; לחיישני PLC זה עומד בדרך כלל על 4.5–6.0 %. בשימוש בפועל, חוסר הוודאות במדידה גדול יותר, כי חוסר התאמה ספקטרלי במקור בו נעשה שימוש בפועל, טמפרטורת החיישן, הזדקנות וגיאומטריית המדידה מצטרפים אליו. כיצד אלה משתלבים לתקציב חוסר וודאות מוסבר בעמוד חוסר וודאות במדידת UV.

מספר ההזמנה של חיישן PLC מורכב מארבע ספרות: PLC [S][V][A][M]. שתי דוגמאות:

• PLC1111 - חיישן UVC, הזנה 24 V, אות יציאה 0–10 V, טווח מדידה 0–100 mW/cm²
• PLC3222 - חיישן UVA, הזנה 12 V, אות יציאה 0–2 V, טווח מדידה 0–200 mW/cm²

היקף האספקה: חיישן PLC ותעודת כיול יצרן. נשמח אם תציינו את הדגם הנדרש בעת ביצוע ההזמנה.

מיקום [S] במספר ההזמנה PLC [S][V][A][M].

מיקום [V] במספר ההזמנה PLC [S][V][A][M].

מיקום [A] במספר ההזמנה PLC [S][V][A][M].

מיקום [M] במספר ההזמנה PLC [S][V][A][M].

לצורך מדידות התייחסות תקופתיות, השאטר המופעל חשמלית מגן על החיישן מפני זיהום, ובעצמת קרינה גבוהה מאוד - גם מפני הזדקנות. הפעלה ב-24 V, מידות 130 x 80 x 75 mm.

למשימות בקרה קטנות ניתן להפעיל את חיישן ה-PLC על גבי מד הפאנל RM-32: הוא מציג את עצמת הקרינה הנופלת על גבי תצוגה דיגיטלית בת 3½ ספרות ומוציא אותות אזהרה והתראה הניתנים לכיוון באמצעות שני מגעי ממסר.

בגרסאות עם קצה כבל פתוח אין מחבר; צבעי החוטים נשארים זהים.

בגרסאות עם קצה כבל פתוח אין מחבר; צבעי החוטים נשארים זהים.

החיישן ממוקם בלולאת הזרם: PIN 1 ו-PIN 2 מוליכים את ההזנה, PIN 3 ו-PIN 4 את המוליך החוזר. מכשיר המדידה או כניסת ה-PLC ממוקמים בקו החוזר וקוראים את זרם הלולאה. בגרסאות עם קצה כבל פתוח אין מחבר; צבעי החוטים נשארים זהים.

חיבור בלולאת הזרם, הזנה של 7.5 עד 36 V DC.

כבלי החיבור זמינים עם מחבר M12 מסוג שקע (נקבה) או תקע (זכר). שני התרשימים מציגים את פני החיבור, כך שהמגעים מופיעים כתמונת מראה זה לזה. חריץ ההתמצאה (Keyway) קובע את הכיוון הנכון.

מחבר M12 מסוג שקע, 5 פינים – מבט על פני החיבור.

מחבר M12 מסוג תקע, 5 פינים – מבט על פני החיבור.