Memosens CPS77E

摘要

产品标识

• 产品： Memosens CPS77E
• 类型： 用于 pH 测量的 ISFET 传感器
• 技术： Memosens 2.0

应用

• 卫生和无菌应用
• 食品和制药行业
• 生物技术
• 危险区域（0 区、1 区和 2 区），具有 ATEX、IECEx、CSA C/US、NEPSI、JPN Ex、INMETRO、UKCA 和 Korea Ex 等认证。

主要优势

• 防断裂结构。
• 根据 USP <87> 和 USP <88> Cl. VI 进行了生物相容性测试（体外和体内）。
• 可灭菌。
• 与 pH 玻璃电极相比，校准间隔更长。
• 温度变化时滞后更短。
• 暴露于高温后测量误差减小。
• 几乎无酸误差和碱误差。
• 集成 Pt1000 温度传感器用于补偿。
• Memosens 技术优势：
  • 通过非接触式感应信号传输实现最大过程安全性。
  • 数字数据传输确保数据安全。
  • 传感器数据（校准、负载、运行数据）保存在传感器中，便于使用和预测性维护。

测量原理

• 利用离子敏感场效应晶体管 (ISFET) 作为 pH 测量中玻璃电极的替代方案。
• ISFET 基于 MOS 晶体管原理，但用介质与栅极绝缘层之间的直接接触取代了金属栅极。
• 在硅衬底中形成导电沟道，允许电流在“源极”和“漏极”电极之间流动，该电流由介质中离子产生的栅极电位控制。
• 栅极绝缘层对 H⁺ 离子具有离子选择性，根据介质的酸度或碱度发生可逆的表面反应，从而控制场效应，进而实现 pH 测量。
• 栅源电压 (UGS) 与离子活度之间的关系遵循能斯特方程。

测量系统组件

一个完整的系统包括：

• ISFET 传感器 (Memosens CPS77E)
• Memosens 数据电缆（例如 CYK10）
• 变送器（例如 Liquiline CM44x、CM42）
• 安装支架（例如浸入式、流通式、可伸缩式、永久安装式）
• 可选：自动清洗和校准系统（例如 Liquiline Control CDC90）

通信与数据处理

• 采用 Memosens 技术的数字传感器必须连接到兼容 Memosens 的变送器。
• 传感器存储各种数据，包括：制造商详细信息、序列号、订货号、制造日期、校准数据、运行数据、传感器负载和历史记录。
• 这些数据可通过 Liquiline CM42/CM44x 或 Memobase Plus CYZ71D 等变送器查看。

可靠性

• 集成电子元件存储校准和运行数据，支持在实验室独立校准并快速更换传感器。
• 由于能够精确跟踪传感器负载和历史记录，因此可实现预测性维护。
• 数字传输具有抗干扰性，确保数据安全并可靠检测传感器或连接故障。

输入

• 测量变量： pH 值、温度
• 测量范围：
  • pH：0 至 14
  • 温度：–15 至 135 °C (5 至 275 °F)

性能特性

• 参考操作条件： 25 °C (77 °F)，1013 hPa (15 psi)
• 参比系统： Ag/AgCl 参比引线，液态 KCl 3M，无 AgCl 的桥接电解质。
• 滞后： 与玻璃电极相比，酸/碱误差更低。pH 1 至 13 之间的平均误差为 Δ pH 0.02（25 °C 时）。
• 重复性： ± 0.01 pH
• 响应时间：
  • 稳定时间（电压中断后，传感器在介质中）：3-5 分钟
  • 稳定时间（液膜中断后）：5-8 分钟
  • 稳定时间（干燥储存后）：最长 30 分钟
  • t<0xE2><0x82><0x90>（参考条件下缓冲液从 pH 4 变为 7）：< 5 秒。在极端温度变化下，集成温度传感器的响应可能较慢。

安装与调试

• 方向： ISFET 芯片应与介质流动方向成约 30-45° 角放置。
• ISFET 传感器不适用于研磨性介质。
• 可安装在任何位置；倒置安装可能存在参比系统进气泡的风险。
• 推荐安装角度：与介质流动方向成约 30-45° 角。
• 传感器在干燥条件下最长连续运行时间：6 小时。
• 安装扭矩： 使用 Endress+Hauser 安装支架时，用手拧紧至 3 Nm (2.21 lbf ft)。
• 卫生要求： 对于卫生应用，请使用经认证的过程安装支架，确保自排水安装，并避免死区。建议在 40 次 CIP 循环后更换传感器。

环境限制

• 环境温度范围： –15 至 50 °C (5 至 122 °F)。避免温度低于 –15 °C，以防止冻损。
• 储存温度： 0 至 50 °C (32 至 122 °F)。
• 光敏感性： 校准和操作期间避免阳光直射，因为 ISFET 芯片对光敏感。
• 防护等级： IP 68（25 °C 下，10 m 水柱，45 天）。
• 电磁兼容性 (EMC)： 符合 EN 61326-1、EN 61326-2-3 和 NAMUR NE21 标准。

过程限制

• 过程温度范围： –15 至 135 °C (5 至 275 °F)。在高温下运行，尤其是在强碱环境中，可能会缩短传感器使用寿命。
  • 区域 A：无问题。
  • 区域 B：使用寿命有限。
  • 区域 C：不建议使用。
• 过程压力范围： 0.8 至 11 bar (11.6 至 159.5 psi) 绝压。
• 电导率（最小值）： 50 μS/cm（参考条件下）。
• 压力-温度额定值：
  • 最大值：11 bar (160 psi) 绝压 / 100 °C (212 °F)
  • 可灭菌：4 bar (58 psi) 绝压 / 135 °C (275 °F)，持续 1 小时。

机械结构

• 尺寸： 提供 120 mm (4.72 in)、225 mm (8.86 in) 和 360 mm (14.17 in) 的安装长度。
• 重量： 根据长度不同，范围为 35 g (1.2 oz) 至 66 g (2.3 oz)。
• 材料：
  • 传感器杆：PEEK
  • 密封件：FFKM
  • O 型圈：FKM
  • 过程连接：PPS，玻璃纤维增强
• 抗断裂性： 高，得益于 PEEK 杆。
• 温度传感器： Pt1000（根据 DIN IEC 60751，A 级）。
• 插接头： Memosens 插接头（耐压至 16 bar 相对压力）。
• 过程连接： Pg 13.5
• 表面粗糙度： Ra < 0.76 µm (30 µin)。

附件

• 安装支架：Unifit CPA842、Cleanfit CPA875、Dipfit CPA111、Cleanfit CPA871、Cleanfit CPA450、Flowfit CPA250。
• 清洗和校准系统：Liquiline Control CDC90。
• 缓冲溶液：CPY20。
• 测量电缆：Memosens 数据电缆 CYK10、Memosens 实验室电缆 CYK20。
• 手持式仪表：Liquiline Mobile CML18。

证书与认证

• 当前证书和认证可在 www.endress.com 的相关产品页面上找到。

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官方数据手册 (PDF)

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