Compur Monitors Statox 501 User manual

Statox 501 Messköpfe / Sensor Heads
HRC / ARE / LCIR / MCIR / CO2
Bedienungsanleitung / Manual

2
Statox 501 Ex Messkopf
Statox 501 Ex Sensor Head
Bedienungsanleitung
Manual
Inhaltsverzeichnis
Contents
1.
Sicherheitshinweise
1.
Safety Instructions
2.
Systemkomponenten
2.
System Components
3.
Montage
3.
Installation
4.
Elektrischer Anschluss
4.
Electrical Connection
4.1
Anschluss an Statox 502/503 Control Module
4.1
Connection to a Statox 502/503 Control Module
5.
Kalibrierung / Justierung
5.
Calibration
6.
Sensorwechsel
6.
Sensor Replacement
7.
Technische Daten
7.
Technical Data
8.
Konformitätserklärung
8.
Declaration of Conformity
1.
Sicherheitshinweise
1.
Safety Instructions
Die Sensoren sind explosionsgeschützt ausgeführte Be-
triebsmittel der Gruppe II Kategorie 2 zur Messung von
explosiven Gasen und Dämpfen bzw. CO2. Sie weisen
damit ein hohes Sicherheitsmaß auf und sind für den
Einsatz in Zone 1 und Zone 2 geeignet.
Der Anschluss und die Installation des Sensors müssen
unter Beachtung der Zündschutzart Ex db eb IIC T6 Gb
gemäß den einschlägigen Errichtungsvorschriften von
einem unterwiesenen Fachmann erfolgen.
Der Sensor ist für den Anbau an Gehäuse der
Zündschutzart Erhöhte Sicherheit „e“ verwendbar. Dabei
sind die Anforderungen nach 4.3 und 4.4 von EN 60079-
7:2015 einzuhalten. Die Verlegung und der Anschluss
der Aderleitungen des Sensors muss nach 4.2.3, 4.6.2
und 4.9 von EN 60079-7:2015 mechanisch geschützt
und entsprechend der Temperaturbeständigkeit der
Leitungen (76°C) erfolgen.
Der Sensor ist gegen Selbstlockern gesichert in den
Ex e Klemmenkasten einzuschrauben.
Der Sensor darf nur unter den angegebenen Umge-
bungsbedingungen betrieben werden. Widrige Umge-
bungsbedingungen können zur Beschädigung des
Sensors und damit zu einer evtl. Gefährdung des
Benutzers führen. Dies können insbesondere korrosive
Gase (auch halogenierte KW) und bei Pellistoren auch
Silikone sein.
Die vorgeschriebenen Umgebungsbedingungen,
insbesondere der angegebene Temperaturbereich, sind
einzuhalten.
Der Austausch des Sensors in explosionsfähiger
Atmosphäre darf nicht unter Spannung erfolgen!
Beachten Sie die Vorschriften für den Umgang mit
elektrostatisch gefährdeten Bauteilen.
Nichtbeachtung der vorgenannten Punkte stellt eine
Gefahr für Menschen und Sachwerte dar.
The sensors are an explosion-proof safety equipment
certified for group II category 2. Their intended use is the
measurement of explosive gases and vapors respectively
CO2. Designed with increased safety they are applicable
in zone 1 and zone 2.
Please observe the safety relevant guidelines concerning
both the type of protection Ex db eb IIC T6 Gb and the
characteristic values of the sensor. The installation must
be done by trained personnel only.
The sensor is designed to be attached to a housing with
protection concept increased safety “e”.
Please observe the relevant requirements according EN
60079-7:2015, 4.3 and 4.4. The sensor connections
should be mechanically protected and comply with their
temperature specifications (76°C). Relevant guidelines
are noted in EN 60079-7:2015, 4.2.3, 4.6.2, and 4.9.
The sensor must be fastened securely to the Ex e
terminal box wall.
The equipment must be used in the specified
environmental conditions only. Adverse conditions might
damage the device and thus endanger the user. These
might be the presence of corrosive gases (including
halogenated hydrocarbons) and, in particular for
pellistors, silicone.
Please observe all operating conditions. In particular, the
temperature range for the device must not be exceeded.
Do not replace the sensor prior to de-energizing, when a
potentially explosive atmosphere is present.
Please observe precautions for handling electrostatic
sensitive devices.
Improper use or adverse conditions might damage the
device and thus endanger the user.

3
2.
Systemkomponenten
2.
System Components
Die 501 Ex Messköpfe sind zum direkten Anschluss an
ein Statox 502 oder 503 Control Modul geeignet. Sie
werden ausschließlich im Spannungsmodus betrieben.
Folgende Messkopftypen stehen zur Verfügung:
Messkopf Ex HRC (High Response Components) zur
Detektion von Methan.
Messkopf Ex ARE (All Related to Ethylene) zur
Detektion von Gasen und Dämpfen außer Methan.
Messkopf Ex LCIR (Low Cost Infrarot) zur Detektion von
Methan mittels Infrarot-Technologie.
Messkopf Ex MCIR (Multi Component Infrarot) zur
Detektion von Kohlenwasserstoffen außer Methan.
Messköpfe Ex LCIR CO2zur Detektion von CO2mit den
Messbereichen 0-10 Vol% und 0-100 Vol%.
Die Messköpfe bestehen aus:
1Wärmetönungssensor (Pellistor) oder IR-Sensor
2Messkopfgehäuse aus Aluminium bzw. GFK
3Schraubklemmen für Versorgung und
Signalübertragung.
The 501 Ex sensor heads must be connected directly to a
Statox 502 or 503 Control Module. They operate in voltage
mode exclusively!
These types of sensor heads are available:
Sensor head Ex HRC (High Response Components) for
the detection of methane.
Sensor head Ex ARE (All Related to Ethylene) for the
detection of gases and vapors other than methane.
Sensor head Ex LCIR (Low Cost Infrared) for the
detection of methane with infrared technology.
Sensor head Ex MCIR (Multi Component Infrared) for the
detection of hydrocarbons other than methane.
Sensor heads Ex LCIR CO2for the detection of CO2with
measuring ranges 0-10 %Vol and 0-100 %Vol.
The sensor heads consist of:
1Catalytic sensor (pellistor) or IR sensor
2Aluminum sensor head housing resp. GRP.
3Contact terminals for power supply and signal
transmission.
1 2 345
5a
4a
3a
12345
5a
3a
2a
2a
1a
80 52
125
113
Aussenmaß
overall dimension
Bohrplan
drilling schematics
4a
1a
125
Aussenmaß
overall dimension
Bohrplan
drilling schematics
5a
4a
3a
2a
1a
nc
nc
blau / blue
schwarz / black
rot / red
5a
4a
3a
2a
1a
nc
nc
rot / red
gelb / yellow
blau / blue
Messköpfe HRC/ARE/LCIR/MCIR / Sensor Heads HRC/ARE/LCIR/MCIR Messkopf LRC / Sensor Head LRC
113
52
80
Bild 1 / Picture 1: Statox 501 Ex Messkopf / Statox 501 Ex Sensor head
3.
Montage
3.
Installation
Die Messköpfe werden mit 2 Schrauben Ø 4 mm an der
Wand befestigt und zur Vermeidung von EMV-Einflüssen
über ein engmaschig geschirmtes Kabel mit einem Statox
Control Modul verbunden.
Bei der Verkabelung sind die einschlägigen Ex- oder
VDE- Vorschriften zu beachten!
Angeschlossene Leitungen müssen zur Montage oder
Demontage spannungsfrei sein!
Die Einbaulage ist Sensor nach unten (+/- 15°).
Der Sensor ist zusammen mit dem Gehäuse so zu mon-
tieren, dass er gegen mechanische Beschädigungen und
widrige Umgebungsbedingungen geschützt ist.
Abgehende Leitungen sollten gegen mechanische Be-
schädigung und Korrosion sowie chemische Einwirkung-
en und Beeinträchtigungen durch Wärme geschützt sein.
Hinweise hierzu finden Sie in der DIN EN 60079-14.
The sensor heads are designed for wall mounting via 2
screws Ø 4 mm. They are connected via shielded cable to
a Statox Control Module to avoid any electromagnetic
interference.
Please observe your local regulations for installations of
electric apparat uses in classified areas.
During installation the power supply must be disconnected!
Install the sensor head with the sensor looking downwards
(+/- 15°).
The sensor and the housing must be protected against
mechanical damage and adverse environmental conditions.
Cables should be protected against mechanical damage,
corrosion, chemicals and heat.
Please refer to the relevant literature; e.g. DIN EN 60079-
14.
3
2
1
Dimensions in mm!

4
4.
Elektrischer Anschluss
4.
Electrical Connection
Verwenden Sie engmaschig geschirmte Leitungen mit
Querschnitt 0,75 mm2, z.B. Typ Ölflex 415 CP3 X 0.75.
Die Messköpfe können im 3-Drahtanschluss oder im
5-Drahtanschluss betrieben werden.
3-Drahtanschluss: Bei Leitungslängen bis 750 m
und geringen Temperaturschwankungen. Der
Spannungsabfall an der Leitung kann durch die Wahl
eines Betriebsprogrammes mit höherer Versorgungs-
spannung ausgeglichen werden. Messen Sie die
Versorgungsspannung am Messkopf an den Klemmen 2
(+) und 4 (-). Ist die gemessene Spannung um mehr als
0,1 V niedriger als in der Programmliste angegebenen,
stellen Sie am Control Modul ein Betriebsprogramm mit
einer entsprechend höheren Versorgungsspannung ein.
Prüfen Sie am Messkopf noch einmal die Versorgungs-
spannung auf den richtigen Wert.
Ist kein geeignetes Programm verfügbar, wechseln Sie
auf 5-Drahtanschluss.
5-Drahtanschluss: Bei Leitungslängen über 750 m
oder großen Schwankungen der Umgebungstemperatur.
Mit den beiden zusätzlichen Senseleitungen kompensiert
das Control Modul alle leitungs- und temperaturbedingten
Schwankungen der Messkopfversorgung selbstständig.
Die maximale Leitungslänge beträgt 3000 m.
Achtung:
Beachten Sie unbedingt die Bedienungsanleitung des
Control Moduls bei der Inbetriebnahme!
Wählen Sie vor dem Anschluss des Messkopfes das
entsprechende Betriebsprogramm. Ein falsch einge-
stelltes Betriebsprogramm kann zur Zerstörung des
Sensors führen!
Legen Sie den Schirm der Leitung nur einseitig auf!
Nach dem Anschluss muss eine Justierung mit
Prüfgas durchgeführt werden (siehe Kapitel 5).
Diese kann entfallen, wenn eine werksseitige
Linienkalibrierung bestellt wurde. Die Komponenten
sind dann entsprechend gekennzeichnet.
Der Messkopf darf nicht mit Konstantstrom betrieben
Werden. Dies kann zur Zerstörung des Sensors führen!
Use shielded cable with wire cross section 0,75 mm2, e.g.
type Oelflex 415 CP3 X 0.75. The sensor heads can be
operated in a three or a five - wire mode.
3-wire mode: for cable lengths up to 750 m and little
variations of ambient temperature. The voltage drop in the
cable can be compensated by selecting a program with
higher sensor supply voltage. Measure the supply voltage
at terminals 2 (+) and 4 (-). If the measured voltage is
more than 0.1 V lower than specified in the program list,
select a program with a sensor supply voltage, which is
higher than the active program. To determine the new
program add the value of the voltage drop to the existing
voltage and select a new program corresponding to the
resulting value (see program list of control module). Check
the sensor supply voltage again.
If no appropriate program is available, change to 5-wire
mode.
5-wire mode: in case of cable length above 750 m or
significant variations of ambient temperature.
Two additional sense wires measure the actual sensor
supply voltage. The control module will compensate supply
voltage variations automatically if required.
The maximum cable length is 3000 m.
Attention:
To start up, we recommend to observe the operating
instructions of the control module!
First select the appropriate operating program.
Selecting the wrong program may destroy the sensor!
Connect the cable shield to one side only in order to avoid
ground loops!
After the installation the sensor head must be
calibrated with span gas (see chapter 5) as far as it
has no ex-works line calibration. Ex-works-calibrated
components have labels with all relevant information on
them.
Never operate the sensor head in the constant current
mode. This may damage the sensor.
4.1
Anschluss an Statox 502/503 Control Module
4.1
Connection to a Statox 502/503 Control Module
Wählen Sie das entsprechende Betriebsprogramm am
Statox 502 oder Statox 503 Control Modul. Beachten Sie
dazu die Bedienungsanleitung des Control Moduls und die
dazugehörige Programmliste.
Messkopf HRC: Prog. Nr. 12
Messkopf ARE: Prog. Nr. 6
Messkopf LCIR: Prog. Nr. 12
Messkopf MCIR: Prog. Nr. 12
Messkopf für 0-10 Vol% CO2: Prog. Nr. 70
Messkopf für 0-100 Vol% CO2: Prog. Nr. 71
Schließen Sie nun den Messkopf an (siehe Bild 2).
Select the relevant program at the Statox 502 or Statox 503
control module. Observe the operating instructions of the
control module and the corresponding program list.
Sensor head HRC: prog. no. 12
Sensor head ARE: prog. no. 6
Sensor head LCIR: prog. no. 12
Sensor head MCIR: prog. no. 12
Sensor head CO20-10 % Vol.: prog. no. 70
Sensor head CO20-100 % Vol.: prog. no. 71
Then connect the sensor head (see pct.2).

5
Bild 2: Anschluss des Statox 501 Ex Messkopfes an ein Statox 502/503 Control Modul
Picture 2: Connection of the Statox 501 Ex Sensor head to a Statox 502/503 Control Module
Feld = Nicht-Ex oder Ex-Bereich Field = classified or non-classified area
Ex Messkopf Ex Sensor Head
5-Drahtanschluss, geschirmte Leitung 5x ≥ 0,75 mm² 5-wire mode, shielded cable 5x ≥ 0.75 mm²
3-Drahtanschluss, geschirmte Leitung 3x ≥ 0,75 mm² 3-wire mode, shielded cable 3x ≥ 0.75 mm²

6
5.
Kalibrierung / Justierung
5.
Calibration
Eine Justierung kann nur zusammen mit einem Control
Modul erfolgen (Linienkalibrierung) und ist in folgenden
Fällen erforderlich:
nach der Inbetriebnahme (Ausnahme: es wurde eine
werksseitige Linienkalibrierung bestellt)
nach einem Sensorwechsel
nach einem Wechsel des Betriebsprogramms
nach einem Wechsel des Control Moduls
in regelmäßigen Abständen gemäß Merkblatt T 021
bzw. T 023 der BG RCI.
Zur Kalibrierung wird benötigt:
ein Kalibrier/Durchflussadapter (Artikelnr. 569804) oder
ein Kalibrier/Diffusionsadapter (Artikelnr. 501047)
ein Reduzierventil mit festem Durchfluss 300 ml/min
(Art.nr. 556637) und ein Gasschlauch (Art.nr. 556710)
Prüfgas geeigneter Konzentration: siehe Programmliste
des Control Moduls. Bei Justierung mit Ersatzprüfgas
muss der Referenzfaktor berücksichtigt werden!
5.1 Justierung auf Gase
Vorgehensweise (siehe Bedienungsanleitung des Control
Moduls):
A calibration can only be done together with a control
module (linecalibration). It is required if the following
applies:
after installation (without ex works linecalibration)
after sensor replacement
after change of the operating program
after change of the control module
in regular intervals according to local safety regulations.
A calibration requires the following items:
calibration / flow adapter (Art.# 569804) or
calibration/diffusion adapter (Art.#. 501047)
pressure regulator valve with fixed flow 300 ml/min
(Art.# 556637) and gas tubing (Art.# 556710)
span gas with appropriate gas concentration (see control
module program list). Consider the reference factor
when using reference gas!
5.1 Calibration to Gases
Procedure (see control module manual):
Wählen Sie das Menü Justierroutine am Control
Modul.
Gleichen Sie den Nullpunkt in reiner Umgebungsluft
oder mit synthetischer Luft ab.
Geben Sie Kalibriergas auf (250 - 350 ml/min).
Geben Sie die Kalibriergaskonzentration in %UEG ein
(bei CO2in Vol%).
5.2 Justierung von ARE Sensoren mit Ersatzgas
Eine Justierung mit schwer flüchtigen Substanzen ist
aufwändig und fehleranfällig. Mit einem von Compur
Monitors ermittelten Referenzfaktor (muss mitbestellt
werden) kann die Kalibrierung mit einem Ersatzprüfgas
durchgeführt werden:
Führen Sie die Justierung wie unter 5.1 beschrieben
durch. Verwenden Sie dabei das auf dem
Sensoretikett aufgedruckte Ersatzprüfgas (z.B. Butan).
Multiplizieren Sie die Konzentration des Prüfgases mit
dem Referenzfaktor, der ebenfalls auf dem Sensor
aufgedruckt ist. Stellen Sie das Control Modul auf die
so ermittelte Konzentration ein.
5.3 Justierung von MCIR Sensoren mit Ersatzgas
Jedem MCIR Sensor liegt ein Beiblatt für die Justierung
mit möglichen Ersatzprüfgasen bei. Führen Sie die
Justierung wie unter 5.1 beschrieben mit dem
Ersatzprüfgas durch. Geben Sie die errechnete
Gaskonzentration am Control Modul ein.
Go to control module menu “Calibration Routine”
Adjust zero in clean air. If gas is present use synthetic
air.
Apply span gas (flow rate 250 - 350 ml/min).
Program span gas concentration in %L.E.L.
(in %Vol with CO2).
5.2 Calibration of ARE Sensors with Reference Gas
Calibration with low volatile substances is labor intensive
and tends to be inaccurate. Using a reference factor
determined by Compur Monitors (needs extra order), field
calibration can be done with a reference gas:
Calibrate the sensor as described in chapter 5.1.
Use the span gas mentioned on the sensor label
(e.g. butane).
Multiply the concentration of the span gas with the
reference factor also mentioned on the sensor label.
Program the control module to the resulting
concentration.
5.3 Calibration of MCIR Sensors with Reference Gas
An addendum for calibration with reference gas is
attached to each MCIR sensor.
Do the calibration with reference gas as described in
chapter 5.1.
Program the control module to the resulting concentration.

7
6.
Sensorwechsel
6.
Sensor Replacement
Die Sensoren können durch korrosive Gase, Alterung der
Komponenten oder Verschmutzung einen Empfindlich-
keitsverlust erleiden. Ist dieser nicht mehr durch eine
Neujustierung zu kompensieren, muss der Sensor
gewechselt werden.
Folgende Ersatzsensoren stehen zur Verfügung:
Statox 501 Sensor HRC: Art.nr. 556280
Statox 501 Sensor ARE: Art.nr. 561956
Statox 501 Sensor LCIR: Art.nr. 557110
Statox 501 Sensor MCIR: Art.nr. 557308
Statox 501 Sensor LCIR CO2100 Vol%: Art.nr. 531250
Statox 501 Sensor LCIR CO210 Vol%: Art.nr. 531500
Zum Sensorwechsel muss der Messkopf spannungsfrei
geschaltet werden! Öffnen Sie den Gehäusedeckel, lösen
Sie die Anschlussdrähte und schrauben Sie den Sensor
heraus. Den neuen Sensor in umgekehrter Reihenfolge
montieren. Um die Schutzart IP54 sicherzustellen, ist
zwischen Sensor und Gehäuse der beiliegende Viton
O-Ring vorzusehen. Der O-Ring muss auf ein Maß
zwischen 2,7 mm und 2,8 mm gestaucht sein.
Führen Sie anschließend eine Justierung des neuen
Sensors nach Kapitel 5 durch.
The sensors may loose sensitivity if exposed to corrosive
gases, because of component aging or contamination.
If a recalibration is no longer possible the sensor must be
replaced.
Listing of spare sensors:
Statox 501 Sensor HRC: Art.no. 556280
Statox 501 Sensor ARE: Art.no. 561956
Statox 501 Sensor LCIR: Art.no. 557110
Statox 501 Sensor MCIR: Art.no. 557308
Statox 501 Sensor LCIR CO2100 %Vol: Art.no. 531250
Statox 501 Sensor LCIR CO210 %Vol: Art.no. 531500
For sensor replacement disconnect sensor supply voltage!
Open the housing, loosen the sensor wires and unscrew
the sensor. Install the new sensor in reverse sequence.
To obtain protection class IP 54, the enclosed Viton O-ring
must be mounted between sensor and terminal box. The
O-ring should be compressed to 2.7- 2.8 mm thickness.
Calibrate the new sensor as specified in chapter 5.
7.
Technische Daten
7.
Technical Data
HRC
ARE
LCIR
MCIR
CO2
Typ / Type
5803 163
5803 363
Umgebungstemperatur / Ambient temperature
-20…+45°C
-20…+60°C
Betriebsspannung / Operating voltage
4.2 VDC
3.0 VDC
4.2 VDC
4.8 VDC
Leistung / Electrical power
≤ 1 W
≤ 0.425 W
Hersteller / Manufacturer
COMPUR Monitors GmbH & Co. KG, D-81539 München
Anwärmzeit / Warm-up time
60 s
Einsatzbereich / Operating environment
II 2 G
Explosionsschutz / Explosion protection
Ex db eb IIC T6 Gb
rel. Luftfeuchte / rel. Humidity
0 - 95 % (nicht kondensierend / not condensing)
Lagertemperatur / Storage temperature
0°C - 40°C
Druck / Pressure
800 - 1200 hPa
Schutzart / Protection class
IP 54

8
8.
Konformitätserklärung
8.
Declaration of Conformity
Die vorliegenden Informationen erfolgen nach bestem Wissen,
gelten jedoch nur als unverbindliche Hinweise auch in Bezug auf
etwaige Schutzrechte Dritter.
Die vorangegangenen technischen Daten und Anwendungs-
hinweise befreien den Anwender nicht von einer eingehenden
Prüfung unserer Produkte und Anwendungsvorschläge im
Hinblick auf ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und
Zwecke.
Die Anwendung der Produkte erfolgt außerhalb unserer
Kontrollmöglichkeiten und liegt daher ausschließlich im
Verantwortungsbereich des Kunden. Der Verkauf der Produkte
erfolgt nach der Maßgabe der allgemeinen Verkaufs- und
Lieferbedingungen der Compur Monitors GmbH & Co. KG,
München.
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provided only for comparision of products. The conditions under
which our products are used, are beyond our control. Therefore,
the user must fully test our products and/or information to deter-
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