Resistance thermometer TR12 and thermocouple TC12 Ignition ... · The model TR12-B (resistance thermometer) and model TC12-B (thermocouple) electrical thermometers are comprised of

Operating instructionsBetriebsanleitung

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Models TR12-B-xDxx, TC12-B-xDxx

Resistance thermometer TR12 and thermocouple TC12Ignition protection type Ex d flameproof

Widerstandsthermometer TR12 und Thermoelemente TC12Zündschutzart druckfeste Kapselung Ex d

Models TR12-M-xDxx, TC12-M-xDxx

Ex d BVS 07 ATEX E 071 X IECEx BVS 11.0042X

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WIKA operating instructions models TR12, TC12

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Betriebsanleitung Typen TR12, TC12 Seite 33 - 48

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Contents

1. Safety instructions 42. General information 53. Dimensions and mounting 64. Specifications and electrical connection 115. Maintenance and service 116. General information on explosion protection 127. Safety-related instructions for the different variants 138. Calculation examples, self-heating at the sensor tip 169. Disposal 18Appendix 1: EC-type examination certificate 19Appendix 2: WIKA housings and equipment list 27Appendix 3: IECEx declaration of conformity 28Appendix 4: EC declaration of conformity 32

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WIKA operating instructions models TR12, TC12 3

Contents

InformationThis symbol provides you with information, notes or tips.

WARNING!This symbol warns you against actions that can cause injury to people or damage to the instrument.

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1. Safety instructions

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1. Safety instructions

For all work on the temperature measuring instrument, please observe national safety and accident prevention regulations and the safety regulations indicated in these operating instructions.

Using the instrument for purposes other than those described in the following instructions is considered contrary to its designated use and must therefore be avoided.

If faults cannot be eliminated, the instrument must be taken out of operation and prevented from being accidentally put back into service.

Before installation, commissioning and operation the user must ensure that the appropriate thermometer is selected, with regard to scale range and performance and the appropriate wetted material (corrosion) for the respective application‘s specific measuring conditions.

Non-observance of the respective regulations can cause serious injuries and/or damage to the equipment.

For hazardous media such as oxygen, acetylene, flammable or toxic gases or liquids, and refrigeration plants, compressors, etc., in addition to all standard regulations, the appropriate existing codes or regulations must also be followed.

Residual media in the dismounted temperature measuring instrument can result in a risk to personnel, the environment and equipment. Sufficient precautionary measures must be taken.

Repairs may only be carried out by the manufacturer. The instrument must not be interfered with or changed.

Subject to technical modifications.

Further important safety instructions can be found in the individual chapters of these instructions.

Avoid putting mechanical stress on the electrical connections and on the enclosures.All connections must only be opened when the instrument is depressurised and has cooled down.

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2. General information11

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2. General information

2.1 Product description, design TR12The model TR12-B (resistance thermometer) and model TC12-B (thermocouple) electrical thermometers are comprised of a module (TR12-M, TC12-M) which is built into a certified Ex d housing. The module is made up of a spring-loaded measuring insert (TR12-A, TC12-A) built into a neck tube. The measuring insert acts in conjunction with the neck tube as a flameproof joint. The measuring insert (TR12-A, TC12-A) is replaceable.

The active measuring component of the measuring insert is manufactured from a welded tube or from mineral-insulated cable, optionally in combination with ceramic-insulated thermocouple wires. The sensor is embedded in ceramic powder, heat-resistant potting compound, cement compound or thermally conductive paste.

If the temperature sensor is designed as a grounded thermocouple, the thermocouple is joined directly to the sheath. Designs with a diameter smaller than 3 mm and with grounded thermocouples should be considered as galvanically connected with earth potential.

The connection side of the measuring insert consists of a transition sleeve with connected connection wires.

Alternatively, the thermometer can be built into other certified housings (see Appendix 2 "WIKA housings and equipment list").

There are 3 different variants available: Variant 1: The thermometer is fitted with an enclosure certified with an ignition protection

type of "flameproof", in which the terminal block is fitted.

Variant 2: The thermometer is fitted with an enclosure certified with an ignition protection type of "flameproof", in which an electronic assembly is fitted.

Variant 3: The thermometer is fitted with certified equipment (transmitter) with an ignition protection type of "flameproof".

The thermometer is marked with II 2G Ex d IIC Gb and is suitable for Zone 1.

The models TR12-B or TC12-B thermometer in variants 1 and 2 are built into an Ex d certified connection head or series 1/4000, 5/6000 or 7/8000 WIKA connection enclosure. These enclosures and covers are made from stainless steel or aluminium. The cover is optionally available with a glass window.

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2. General information / 3. Dimensions and mounting

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TR12-B, TC12-BVariant 1

TR12-B, TC12-BVariant 2

TR12-B, TC12-B Variant 3

Thread

2.2 Designated useResistance thermometers from these model ranges must be installed with a thermowell (minimum wall thickness: 1 mm). The designs of the thermowells can be selected as desired, but the operational process data (temperature, pressure, density and flow rate) must be taken into account.Possible sensor measuring ranges:Model TR12: -200 … +600 °CModel TC12: -40 ... +1200 °C

The thermometers described above are designed and manufactured using state-of-the-art technology. All components undergo strict quality inspections during production.

Check instruments for any damage that may have been caused by transport. Should there be any obvious damage, please inform the transport company and WIKA without delay.

The following mounting and operating information has been compiled with care. However, it is not possible to consider all potential application situations.

3. Dimensions and mounting3.1 The following are the technical descriptions of the three different variants with

the possible markings:TR12-M, TC12-MModule

Thread

Thread Thread Thread

T4

T3

T1

Tundefined

T4: (-50)-40 °C < Ta < +85 °CT3: (-50)-40 °C < Ta < +150 °CT1: (-50)-40 °C < Ta < +300 °C

Legend: Connection head Neck tube Connection to thermowell

Measuring insert Terminal block Transmitter (option) Field transmitter

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3. Dimensions and mounting11

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Variant 1:The thermometer is built into a certified enclosure, with an ignition protection type of "flameproof", in which a terminal block has been fitted. If the thermometer is marked with II 2G Ex d IIC T1-T6 Gb, then it is designed for use in zone 1. If the thermometer is marked with II 1/2 G Ex d IIC T1-T6 Ga/Gb, then it is designed for use with a thermowell at the partition to zone 0.

Variant 2:The thermometer is built into a certified enclosure, with an ignition protection type of "flameproof", in which an electronic assembly has been fitted. If the thermometer is marked with II 2G Ex d IIC T1-T6 Gb, then it is designed for use in zone 1. If the thermometer is marked with II 1/2 G Ex d IIC T1-T6 Ga/Gb, then it is designed for use with a thermowell at the partition to zone 0.

Variant 3:The thermometer is fitted to certified equipment (transmitter) with an ignition protection type of "flameproof". The thermometer is marked with II 2G Ex d IIC Tx Gb, and is designed for use with a thermowell in zone 1. For any potential usage at the partition to zone 0 with a thermowell, the approvals and conditions for the transmitter must be considered.

3.2 Neck tube versionfabricated neck tube(neck tube welded)

"nipple-union-nipple"neck tube tapered

threadparallel thread with counter nut

Legend: Neck tube Thread to the thermowell Measuring insert Thread to the connection

head

A(U2) Insertion length (tapered thread)

A(L1) Insertion length (parallel thread)

NL Nominal lengthN (MH) Neck length

tapered thread

parallelthread

tapered thread

parallelthread

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Compression fittingparallelthread

tapered thread

3.3 Housing- and connection headsThe dimensions of the housing- and connection heads are given in the respective data sheet.

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3. Dimensions and mounting

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3.4 Tightening torques

Connection head, selectable (example)

Only ever screw in, or unscrew, the instrument via the spanner-flats and to the prescribed torque using an appropriate tool.

The correct torque depends on the dimensions of the connection thread and the gasket used (form/material).

When screwing in or unscrewing the instrument, do not use the connection head as contact surface.

When screwing in the instrument, please observe that the threads are not skewed.

Thread Tightening torques in NmConnection head materialAluminium Stainless steel

1/2 NPT 32 353/4 NPT 36 40M20 x 1.5, with counter nut 1) 23 25M24 x 1.5, with counter nut 1) 27 30

1) only for versions with non-divisible neck tube

Tightening torques between connection head and neck tube

Tightening torques for connection to thermowell

Tightening torques for connection to neck tubeThread Tightening torques in NmR 1/2 1) 50 ... 60

1) only for versions with "nipple-union-nipple" neck tube

Thread Tightening torques in Nm1/2 NPT 353/4 NPT 40G 1/2 B 35G 3/4 B 40M14 x 1.5 25 ... 30M18 x 1.5 35M20 x 1.5 35 ... 40M27 x 2 40 ... 45

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3. Dimensions and mounting11

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3.5 Removal and installation of the measuring insertDuring the replacement of the measuring insert, the surfaces of the flameproof joint must not be damaged. Scratches, grooves, dents, bumps etc. are not permissible. The joint lengths and the joint widths of the flameproof joint must not be changed.

Before removing the measuring insert, fully disconnect the electrical connections to the terminal block or transmitter.

After that, the neck tube can be loosened and unscrewed from the head.

Removed measuring insert with neck tube:

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3. Dimensions and mounting

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To disconnect the measuring insert from the neck tube, loosen the M16 screw at the top end of the neck tube

and unscrew it.

The installation of the measuring insert is carried out in the reverse order (clean the measuring insert prior to installation).The hexagonal crimped tip of the measuring insert is guided by the screw-in of the hexagonal socket screw. Tightening torque of the screw: 12 ... 14 Nm

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4. Technical data and electrical connection / 5. Maintenance and ...11

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4. Technical data and electrical connection

4.1 Variant 1For the electrical specifications (e.g. connection diagrams, tolerance values, etc.) please refer to the data sheets TE 60.17 (for TR12) and TE 65.17 (for TC12).

4.2 Variant 2For the electrical specifications (e.g. connection diagrams, tolerance values, etc.) please refer to the relevant operating instructions and/or data sheet for the built-in head-mounted transmitter.

4.3 Variant 3For the electrical specifications (e.g. connection diagrams, tolerance values, etc.) please refer to the relevant operating instructions and/or data sheet for the built-in Ex d field transmitter.

4.4 Variant 1 and 2 Junction between Ex d cable gland and connection head

M20 x 1.5 thread: Tightening torques 12 Nm½ NPT thread: Tightening torques 30 Nm

Junction between cable and Ex d cable glandScrew the male nut tightly into the adapter (use appropriate tools!)

During installation, take care to Avoid distorting the cable sheath when tightening the male nut. Avoid cutting too deep into the cable sheath. Use suitable cable. Be careful of the clamping zone of the cable gland.

5. Maintenance and service

The thermometers described here are completely maintenance-free! We do, however, recommend regular calibration.The transition point between the measuring wire and the bare wires is potted against moisture ingress with a 2-component adhesive.

The bare wires have a cross-section of approx. 0.22 mm², are 150 mm long and are colour-coded dependent upon the sensor type. The measuring insert is secured against twisting.

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6. General information on explosion protection

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6. General information on explosion protection

The requirements of the 94/9/EC (ATEX) directive must be followed. Additionally the specifications of the respective national regulations concerning Ex-usage (e.g. EN/IEC 60079-10 and EN/IEC 60079-14) apply.

The responsibility for classification of zones lies with the plant operator and not the manufacturer/supplier of the equipment.

The plant operator guarantees, and is solely responsible, that all thermometers in use are identifiable with respect to all safety-relevant characteristics. Damaged thermometers may not be used.

For the installation of the thermometer, only components (e.g. cables, cable glands, etc.) permitted for "flameproof" may be used.

For earthing the conductive screen, follow the specifications of EN/IEC 60079-14. When using a transmitter/digital display, note and follow:

- The contents of these operating instructions and those of the transmitter/digital display- The relevant regulations for installation and use of electrical systems- The regulation and guidelines regarding explosion protection

The certified flameproof thermometer should only be fitted to housing- or connection heads certified with a "flameproof" ignition protection type.

Certified and listed field cases (variant 3) should only be fitted and installed by a specialist trained to the latest technology.

For fitting, the permitted flameproof joints for electrical equipment for gas hazardous areas are contained in EN/IEC 60079-1. Flameproof joints (section 5.3) for parallel threads (in accordance with table 3), must be ≥ 5 mm for housing volumes < 100 cm³ and ≥ 8 mm for housing volumes > 100 cm³. There must be ≥5 threads engaged.Flameprooof joints (section 5.3) for tapered threads (in accordance with table 3), must have ≥ 5 available threads on each part. There must be ≥3.5 threads engaged.These specifications for flameproof joints must be adhered to, without fail, when fitting and during operation.

The direct threaded connection of the thermometer to the connection head or housing must not be twisted or opened. Any alignment of the housing may only be made using the optional, detachable neck tube.

The temperature resistance of the connecting cable must match the permissible operating temperature of the housing.For ambient temperatures above 60 °C, heat-resistant connecting cable must be used.

No batteries may be built in to the flameproof housing. No capacitor may be fitted within the flameproof enclosure that has a residual energy of

≥0.02 mJ at the end of the time required to open the housing. The housing must not be opened during operation. After the power supply has been switched off, a waiting time of 2 minutes must be observed before the housing is opened.

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6. General information on explosion protection / 7. Safety-related ...11

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Mounting within metallic enclosures:The housing must be grounded against electromagnetic fields and electrostatic discharge. It does not have to be connected separately to the equipotential bonding system. It is sufficient if the metallic thermowell has a solid and secured contact with the metallic vessel or its structural components or pipelines, so long as these components are connected to the equipotential bonding system.

Fitting in non-metallic vessels: All electrically-conductive thermometer components within the hazardous area must be provided with equipotential bonding.

Neither repairs nor structural modifications are permitted, and any would void the guarantee and the respective certification.

The manufacturer shall not be responsible for constructional modifications after delivery of the instruments.

7. Safety-related instructions for different variants

7.1 Variant 1: ATEX/IECEx Ex d housings or connection heads (with connection terminals, without transmitter). Evaluation of the resistance or the thermoelectric potential between electronics outside of the hazardous area.

7.1.1 Use in zone 1, marking II 2G Ex d IIC T1-T6 GbThe flameproof housing or the connection head is in zone 1 (or zone 2). The sensor is in zone 1. In the case of a separation of Ex-zones, a thermowell (from corrosion-resistant steel, min. wall thickness 1 mm) must be used. In this case, no power limitation is needed, since no failure source can occur from the evaluation electronics.

7.1.2 Use at the partition to zone 0, marking II 1/2G Ex d IIC T1-T6 Ga/GbThe flameproof housing or connection head is in zone 1 or zone 2. The sensor is within a thermowell (min. wall thickness 1 mm) which extends into zone 0 via a process connection.The thermometer should therefore be operated with a power-limiting circuit. Pmax: 2 WUmax: 30 VA power supply with Ex-ia circuitry fulfills these conditions, but is not required if the limits can be achieved through other measures. The responsibility rests with the operator.

7.1.3 Temperature class classification, ambient temperaturesFor all WIKA connection heads, the following ambient temperature range applies: (-50) 1) -40 … +80 °C1) The value in brackets applies only for specific low-temperature designs

The permissible ambient temperatures for third-party products can be taken from the relevant approvals and/or data sheets.

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7. Safety-related instructions for different variants

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There is no heating in the connection head with variant 1. However, an impermissible heat reflux from the process which can exceed the operating temperature of the housing or the temperature class, must be prevented through suitable heat insulation or a suitably long neck tube.

7.2 Variant 2:ATEX/IECEx Ex d housing or connection head with built-in head-mounted transmitter. The evaluation is made via a current (4 … 20 mA), voltage (2 … 10 V) or field bus signal, which is generated from a head-mounted transmitter.

7.2.1 Use in zone 1, marking II 2G Ex d IIC T1-T6 GbThe flameproof housing or the connection head is in zone 1 (or zone 2). The sensor is in zone 1. In the case of a separation of Ex-zones, a thermowell (from corrosion-resistant steel, min. wall thickness 1 mm) must be used. In this case, no power limitation is needed, since no failure source can occur from the evaluation electronics.

7.2.2 Use at the partition to zone 0, marking II 1/2G Ex d IIC T1-T6 Ga/GbThe flameproof housing or connection head is in zone 1 (or zone 2). The sensor is within a thermowell (min. wall thickness 1 mm) which extends into zone 0 via a process connection.The thermometer should therefore be operated with a power-limiting circuit. Pmax: 2 WUmax: 30 VA power supply with Ex-ia circuitry fulfills these conditions, but is not required if the limits can be achieved through other measures. The responsibility rests with the operator.

WIKA recommends realising the power limitation through a suitable fuse in the 4 ... 20 mA current loop of the head-mounted transmitter. In the event of a failure, the head-mounted transmitter will circuit will be interrupted through the fuse tripping.

Example for calculating the fuse for a maximum power at the sensor of 0.8 Watt:The internal resistance of thermocouples is significantly lower than the thermal resistance of a Pt100 sensor, so the much less-favourable case for a resistance thermometer has been calculated.Pmax = (1.7 x Is)² x RwIs = fuse ratingPmax = maximum power at sensor = 0.8 WRw = resistance of the sensors (temperature dependant) at 450 °C = 264.18 Ω in accordance with DIN EN 60751 for Pt100.

The following defines the fuse rating:Is = sqrt (Pmax / Rw) / 1.7Is = sqrt (0.8 W / 265 Ω) / 1.7Is = 32.32 mAThis results in a rated current for a fuse link = 32 mA

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7. Safety-related instructions for different variants11

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Notes for fuse calculation: The next smallest fuse value, in accordance with IEC 60127, must always be chosen. The breaking capacity must be matched, by sensible engineering, to the voltage supply. Usual values for such fuse links lie between AC 20 A and AC 80 A rated breaking capacity.

For a maximum power at the sensor of 0.5 W the following value is given: Is = sqrt (0.5 W / 265 Ω) / 1.7Is = 25.55 mAThis results in a rated value for a fuse link = 25 mA

When using multiple sensors and simultaneous operation, the sum of the individual powers must not exceed the value of the maximum permissible power.Internal resistance of Ø 6 mm TC measuring inserts: approx. 1.2 Ω/mInternal resistance of Ø 3 mm TC measuring inserts: approx. 5.6 Ω/mThese measured values are valid for room temperature.

7.2.3 Temperature class classification, ambient temperaturesA heating in the connection head can occur with variant 2 through faulty electronics. The permissible ambient temperatures depend on the housing used and any additionally-fitted head-mounted transmitter.

For all WIKA connection heads with built-in WIKA temperature transmitters, the following interrelation is valid: The temperature increase on the surface of the connection head or housing is less than 25 K if the following conditions are observed: power supply UB maximum DC 30 V when the transmitter is operated in a current limit of 22.5 mA.

This yields the following temperature class classification:Temperature class Ambient temperatureT6 (-50) 1) -40 … +55 °CT5 (-50) 1) -40 … +75 °CT4, T3, T2, T1 (-50) 1) -40 … +85 °C

The temperature class is dependent upon the user application and the ambient temperature.

1) The value in brackets applies only for specific low-temperature designs

The permissible ambient temperatures for third-party products can be seen from the relevant approvals and/or data sheets. However, an impermissible heat reflux from the process which can exceed the operating temperature of the housing or the temperature class, must be prevented through suitable heat insulation or a suitably long neck tube.

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7. Safety-related instructions for different variants / 8. Calculation ...

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7.3 Variant 3:ATEX/IECEx Ex d certified temperature transmitter.The evaluation is carried out over a current (4 … 20 mA), voltage (0 … 10 V) or field bus signal, which is generated from an ATEX/IECEx Ex d certified temperature transmitter.

7.3.1 Use in zone 1, marking II 2G Ex d IIC GbThe flameproof housing or the connection head is in zone 1 (or zone 2). The sensor is in zone 1. In the case of a separation of Ex-zones, a thermowell (from corrosion-resistant steel, min. wall thickness 1 mm) must be used. In this case, no power limitation is needed, since no failure source can occur from the evaluation electronics.

The main marking for models TR12-B and TC12-B are found on the certified connection housing or Ex d field transmitter. The TR12-M and TC12-M modules are marked through a foil plate on the neck tube.For a possible use at the partition to zone 0 with a thermowell, the approvals and conditions of the relevant Ex d field transmitter must be followed.

7.3.2 Temperature class classification, ambient temperaturesFor the measuring insert with neck tube, the following ambient temperature range applies: (-50) 1) -40 … +85 °C1) The value in brackets applies only for specific low-temperature designs

The permissible ambient temperatures of the certified Ex d field transmitter must be taken form the respective operating instructions or data sheets. Through deviations in temperature ranges, limitations can occur.

7.4 Use in methane atmospheresAs a result of the higher Minimum Experimental Safe Gap (MESG) and Minimum Ignition Current (MIC) of Methane, the instrument can also be used in hazardous gas atmospheres caused by this.

8. Calculation examples for self-heating at the thermowell tip

The self-heating at the thermowell tip depends upon the sensor type (TC/RTD), the measuring insert diameter and the thermowell design. The table below shows the possible combinations. The heating at the sensor tip of the bare measuring insert is clearly higher; the representation of this value was omitted on the grounds of the required assembly with a thermowell. From the table it is obvious that the thermocouples generate a much lower self-heating than resistance thermometers.

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8. Calculation examples for self-heating at the thermowell tip11

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Thermal resistance [Rth in K/W]Sensor type RTD TCMeasuring insert diameter 3.0 -

< 6.06.0 - ≤ 8.0

3.0 - < 6.0

6.0 - ≤ 8.0

With fabricated thermowell(straight and tapered)(e.g. TW30, TW35, TW40)

60 37 15 5

With solid material thermowell (straight and tapered) (e.g. TW10, TW15, TW20, TW25, TW30)

22 16 10 3

Built into a blind bore(minimum wall thickness 5 mm)

22 16 10 3

8.1 Example calculation for variant 2 with RTD sensorUse at the partition to zone 0, marking II 1/2 G Ex d IIC T1-T6 Ga/Gb power-limited circuit, through fuse, with 32 mA .

Calculate the maximum permissible temperature Tmax at the thermowell tip for the following combination:Ø 6 mm RTD measuring insert with built-in head-mounted transmitter, assembled with solid material thermowell.

Tmax is obtained by adding the temperature of the medium and the self-heating. The self-heating depends on the supplied power Po and the thermal resistance Rth. The calculated supplied power, Po, comes from the chosen standard value for the fuse and is only realised at the sensor tip.It thus gives the following formula: Tmax = Po x Rth + TMTmax = Surface temperature (max. temperature at the thermowell tip)Po = 0.8 W (fuse with 32 mA, a complete short-circuit of the transmitter is assumed)Rth = Thermal resistance [K/W]TM = Temperature of the medium

Example: Resistance thermometer RTDDiameter: 6 mmTemperature of the medium TM = 150 °CSupplied power: Po = 0.8 W Temperature Class T3 (200 °C) must not be exceeded

Thermal resistance [Rth in K/W] from table = 16 K/WSelf-heating: 0.8 W x 16 K/W = 12.8 KTmax = TM + self-heating: 150 °C + 12.8 °C = 162.8 °CAs safety margin for type-examined instrument (for T6 to T3), an additional 5 °C must be subtracted from the 200 °C; hence 195 °C would be permissible. This means that in this case temperature class T3 is not exceeded.

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8. Calculation examples for self-heating at the ... / 9. Disposal

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Additional informationTemperature class for T3 = 200 °CSafety factor for type-tested instruments (for T6 to T3) *1 = 5 K Safety factor for type-tested instruments (for T1 to T2) *1 = 10 K Safety factor for applications for instrument category 1 (zone 0) *2 = 80 % finds no application here.

*1 EN 50014: 1997 section 23.4.6.1*2 EN 1127-1: 1997 section 6.4.2

8.2 Example calculation for variant 2 with TC sensorUnder the same conditions it gives a lower value for the self-warming, since the supplied power is not only converted at the probe tip, but rather over the entire length of the measuring insert.

Thermal resistance [Rth in K/W] from table = 3 K/WSelf-heating: 0.8 W x 3 K/W = 2.4 KTmax = TM + self-heating: 150 °C + 2.4 °C = 152.4 °CAs safety margin for type-examined instrument (for T6 to T3), an additional 5 °C must be subtracted from the 200 °C; hence 195 °C would be permissible. This means that in this case temperature class T3 is not exceeded.In this example it is clear that the self-heating here is almost negligible.

9. Disposal

Dispose of instrument components and packaging materials in accordance with the relevant country-specific waste disposal regulations for the delivery destination.

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Appendix 1: EC-type examination certificate11

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Appendix 1: EC-type examination certificate

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Appendix 2: WIKA housings and equipment list11

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Appendix 3: IECEx declaration of conformity

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Appendix 3: IECEx declaration of conformity

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Appendix 3: IECEx declaration of conformity11

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Appendix 3: IECEx declaration of conformity / Appendix 4: EC ...

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Inhalt

1. Sicherheitshinweise 342. Allgemeines 353. Abmessungen und Montage 364. Technische Daten und elektrischer Anschluss 415. Wartung und Service 416. Hinweise zum Explosionsschutz allgemein 427. Sicherheitstechnische Hinweise für die verschiedenen

Varianten 438. Berechnungsbeispiele, Eigenerwärmung an der

Sensorspitze 479. Entsorgung 48Anlage 1: EG-Baumusterprüfbescheinigung 19Anlage 2: WIKA-Gehäuse- und Geräteliste 27Anlage 3: IECEx-Konformitätserklärung 28Anlage 4: EG-Konformitätserklärung 32

WIKA Betriebsanleitung Typen TR12, TC12 33

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Inhalt

InformationDieses Zeichen gibt Ihnen Informationen, Hinweise oder Tipps.

WARNUNG!Dieses Symbol warnt Sie vor Handlungen, die Schäden an Personen oder am Gerät verursachen können.

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1. Sicherheitshinweise

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1. Sicherheitshinweise

Beachten Sie bei allen Arbeiten an dem Temperaturmessgerät die natio-nalen Sicherheits- und Unfallverhütungsvorschriften und die nachfolgen-den Sicherheitshinweise in dieser Betriebsanleitung.

Ein anderer Betrieb als der in der folgenden Anleitung beschriebene ist bestim-mungswidrig und muss deshalb ausgeschlossen werden.

Können Störungen nicht beseitigt werden, ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und gegen versehentliche Inbetriebnahme zu schützen.

Beachten Sie unbedingt vor Montage, Inbetriebnahme und Betrieb, dass das richtige Temperaturmessgerät hinsichtlich Messbereich, Ausführung und aufgrund der spezifischen Messbedingungen der geeignete messstoffberührte Werkstoff (Korrosion) ausgewählt wurde.

Bei Nichtbeachten entsprechender Vorschriften können schwere Körperverlet-zungen und/oder Sachschäden auftreten.

Bei gefährlichen Messstoffen wie z. B. Sauerstoff, Acetylen, brennbaren oder giftigen Stoffen, sowie bei Kälteanlagen, Kompressoren etc. müssen über die gesamten allgemeinen Regeln hinaus die jeweils bestehenden einschlägigen Vorschriften beachtet werden.

Messstoffreste an ausgebauten Temperaturmessgeräten können zur Gefährdung von Menschen, Umwelt und Einrichtung führen. Ausreichende Vorsichtsmaßnah-men sind zu ergreifen.

Reparaturen dürfen nur vom Hersteller durchgeführt werden. Eingriffe und Änderungen am Gerät sind unzulässig.

Technische Änderungen vorbehalten.

Weitere wichtige Sicherheitshinweise befinden sich in den einzelnen Abschnitten dieser Anleitung.

Mechanische Belastungen der elektrischen Anschlüsse und der Gehäu-se sind zu vermeiden.Alle Anschlüsse dürfen nur im drucklosen und abgekühlten Zustand geöffnet werden.

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2. Allgemeines


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2. Allgemeines

2.1 Produktbeschreibung, Aufbau TR12Die elektrischen Thermometer Typ TR12-B (Widerstandsthermometer) bzw. Typ TC12-B (Thermoelement) bestehen aus einem Modul (TR12-M, TC12-M) welches an ein Ex d zertifiziertes Gehäuse angebaut ist. Das Modul besteht aus einem federnd gelager-tem Messeinsatz (TR12-A, TC12-A) eingebaut in ein Halsrohr. Der Messeinsatz wirkt in Verbindung mit diesem Halsrohr als zünddurchschlagsicherer Spalt. Der Messeinsatz (TR12-A,TC12-A) ist auswechselbar.

Der messaktive Teil des Messeinsatzes ist hergestellt aus einem angeschweißten Röhrchen oder aus mineralisolierter Leitung, optional in Kombination mit keramikisolierten Thermodrähten. Der Sensor ist eingebettet in Keramikpulver, hitzebeständiger Vergussmas-se, Zementkitt oder Wärmeleitpaste.

Wenn der Temperatursensor als geerdetes Thermoelement ausgeführt ist, ist das Thermo-paar direkt mit dem Mantel verbunden. Ausführungen mit Durchmesser kleiner 3 mm und geerdete Thermoelemente sind als galvanisch mit Erdpotential verbunden zu betrachten.

Die Anschlussseite des Messeinsatzes besteht aus einer Übergangshülse mit verbunde-nen Anschlusslitzen.

Alternativ können die Thermometer an andere zertifizierte Gehäuse (siehe Anlage 2 „WIKA-Gehäuse- und Geräteliste“) angebaut werden.

Es sind 3 verschiedene Varianten verfügbar: Variante 1: Das Thermometer ist angebaut an ein bescheinigtes Leergehäuse in der

Zündschutzart „Druckfeste Kapselung“, in dem eine Klemmleiste eingebaut ist.

Variante 2: Das Thermometer ist angebaut an ein bescheinigtes Leergehäuse in der Zündschutzart „Druckfeste Kapselung“, in dem eine Elektronik eingebaut ist.

Variante 3: Das Thermometer ist angebaut an ein bescheinigtes Betriebsmittel (Transmitter) in der Zündschutzart “Druckfeste Kapselung”.

Das Thermometer ist gekennzeichnet mit II 2G Ex d IIC Gb und ist für Zone 1 geeignet.

Die Thermometer Typen TR12-B oder TC12-B in den Varianten 1 und 2 sind an Ex d zertifizierte Anschlussköpfe bzw. Anschlussgehäuse der Serien 1/4000, 5/6000 oder 7/8000 von WIKA angebaut. Diese Gehäuse und Deckel sind aus CrNi-Stahl oder Aluminium. Der Deckel ist optional mit einem Glasfenster versehen.

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2. Allgemeines / 3. Abmessungen und Montage


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2.2 Bestimmungsgemäßer GebrauchWiderstandsthermometer dieser Typenreihen müssen mit einem Schutzrohr (Mindestwand-stärke: 1 mm) verbaut werden. Die Bauformen der Schutzrohre ist beliebig auswählbar, jedoch sind die operativen Prozessdaten (Temperatur, Druck, Dichte und Strömungsge-schwindigkeit) zu berücksichtigen. Mögliche Sensormessbereiche:Typ TR12: -200 … +600 °CTyp TC12: -40 ... +1200 °C

Die oben beschriebenen Thermometer werden nach den neuesten Erkenntnissen konstru-iert und gefertigt. Alle Komponenten unterliegen während der Fertigung strengen Qualitäts-kriterien.

Geräte auf eventuell aufgetretene Transportschäden überprüfen. Sind offen-sichtliche Schäden vorhanden, teilen Sie dies bitte dem Transportunternehmen und WIKA unverzüglich mit.

Die nachfolgenden Einbau- und Betriebshinweise haben wir mit Sorgfalt zusammengestellt. Es ist jedoch nicht möglich, alle erdenklichen Anwendungsfälle zu berücksichtigen.

3. Abmessungen und Montage3.1 Nachfolgend die technische Beschreibung der drei unterschiedlichen Varianten

mit den möglichen Kennzeichnungen:TR12-B, TC12-BVariante 1

TR12-B, TC12-BVariante 2

TR12-B, TC12-B Variante 3

Gewinde

TR12-M, TC12-MModul

Gewinde

Gewinde Gewinde Gewinde

T4

T3

T1

Tunbestimmt

T4: (-50)-40 °C < Ta < +85 °CT3: (-50)-40 °C < Ta < +150 °CT1: (-50)-40 °C < Ta < +300 °C

Legende: Anschlusskopf Halsrohr Anschluss zum Schutzrohr

Messeinsatz Klemmsockel Transmitter (Option) Feldtransmitter

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3. Abmessungen und Montage


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Variante 1: Das Thermometer wird an ein bescheinigtes Leergehäuse in der Zündschutzart "Druckfeste Kapselung", in dem eine Klemmleiste eingebaut ist, angebaut. Ist das Thermometer mit II 2G Ex d IIC T1-T6 Gb gekennzeichnet, ist es für den Einsatz in der Zone 1 vorgesehen. Ist das Thermometer mit II 1/2 G Ex d IIC T1-T6 Ga/Gb gekennzeichnet, ist es für den Einsatz an der Trennwand zu Zone 0 mit einem Schutzrohr vorgesehen.

Variante 2: Das Thermometer wird an bescheinigte Leergehäuse in der Zündschutzart "Druckfeste Kapselung", in dem eine Elektronik eingebaut ist, angebaut. Ist das Thermometer mit II 2 G Ex d IIC T1-T6 Gb gekennzeichnet, ist es für den Einsatz in der Zone 1 vorgesehen vorge-sehen. Ist das Thermometer mit II 1/2 G Ex d IIC T1-T6 Ga/Gb gekennzeichnet, ist es für den Einsatz an der Trennwand zu Zone 0 mit einem Schutzrohr vorgesehen.

Variante 3: Das Thermometer wird an bescheinigte Betriebsmittel (Transmitter) in der Zündschutzart "Druckfeste Kapselung" angebaut. Das Thermometer ist mit II 2G Ex d IIC Tx Gb gekenn-zeichnet, es ist für den Einsatz in der Zone 1 mit einem Schutzrohr vorgesehen. Für einen etwaigen Einsatz an der Trennwand zu Zone 0 mit einem Schutzrohr sind die Zulassungen und Bedingungen der jeweiligen Transmitter zu beachten.

3.2 Halsrohrausführungen

Legende: Halsrohr Gewinde zum Schutzrohr Messeinsatz Gewinde zum Anschlusskopf

A(U2) Einbaulänge (konisches Gewinde)

A(L1) Einbaulänge (zylindrisches Gewinde)

NL NennlängeN(MH) Halslänge

konisches Gewinde

zylindrischesGewinde

konisches Gewinde

zylindrischesGewinde

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KlemmverschraubungzylindrischesGewinde

konisches Gewinde

3.3 Gehäuse- und AnschlussköpfeDie Abmessungen der Gehäuse- bzw. Anschlussköpfe dem jeweiligen Datenblatt entnehmen.

nicht teilbares Halsrohr(Halsrohr verschweißt)

teilbares Halsrohr(Nipple-Union-Nipple) konisches

Gewinde

zylindrisches Gewinde mit Kontermutter

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3.4 Anzugsdrehmomente

Anschlusskopf, wählbar (Beispiel)

Gewinde Anzugsdrehmomente in NmWerkstoff AnschlusskopfAluminium CrNi-Stahl

1/2 NPT 32 353/4 NPT 36 40M20 x 1,5 mit Kontermutter 1) 23 25M24 x 1,5 mit Kontermutter 1) 27 30

1) nur bei Ausführungen mit nicht teilbarem Halsrohr

Anzugsdrehmomente zwischen Anschlusskopf und Halsrohr

Anzugsdrehmomente für Anschluss zum Schutzrohr

Anzugsdrehmomente für Anschluss zum HalsrohrGewinde Anzugsdrehmomente in NmR 1/2 1) 50 ... 60

1) nur bei Ausführungen mit teilbarem Halsrohr

Gewinde Anzugsdrehmomente in Nm1/2 NPT 353/4 NPT 40G 1/2 B 35G 3/4 B 40M14 x 1,5 25 ... 30M18 x 1,5 35M20 x 1,5 35 ... 40M27 x 2 40 ... 45

Das Gerät nur über die Schlüsselflächen mit einem geeigneten Werkzeug und dem vorgeschriebenen Drehmoment ein- bzw. ausschrauben.

Das richtige Drehmoment ist abhängig von der Dimension des Anschlussgewindes sowie der verwendeten Dichtung (Form/Werkstoff).

Zum Ein- bzw. Ausschrauben nicht den Anschlusskopf als Angriffsfläche verwenden. Beim Einschrauben beachten, dass die Gewindegänge nicht verkantet werden.

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3.5 Aus- und Einbau des MesseinsatzesBeim Austausch des Messeinsatzes dürfen die Oberflächen des zünddurchschlagsicheren Spaltes nicht beschädigt werden. Kratzer, Riefen, Dellen, Beulen usw. sind nicht zulässig. Die Spaltlängen und Spaltweiten des zünddurchschlagsicheren Spaltes dürfen nicht verän-dert werden.

Vor dem Ausbau des Messeinsatzes die elektrischen Verbindun-gen zum Anschlusssockel oder Transmitter vollständig lösen.

Danach kann das Halsrohr vom Kopf gelöst und herausgeschraubt werden.

Ausgebauter Messeinsatz mit Halsrohr:

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Zum Ausbau des Messeinsatzes aus dem Halsrohr die M16-Schraube am oberen Ende des Halsrohres lösen

und herausschrauben.

Der Einbau des Messeinsatzes wird in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen (Messeinsatz vor der Montage reinigen).Das sechseckig gecrimpte Ende des Messeinsatzes wird beim Einschrauben der Innensechskantschraube geführt. Anzugsdrehmoment der Schraube: 12 ... 14 Nm

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4. Technische Daten und elektrischer Anschluss / 5. Wartung und ...


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4. Technische Daten und elektrischer Anschluss

4.1 Variante 1Die elektrischen Daten (z. B. Anschlussschaltbilder, Grenzabweichungen etc.) dem Daten-blatt TE 60.17 (für TR12) und TE 65.17 (für TC12) entnehmen.

4.2 Variante 2Die elektrischen Daten (z. B. Anschlussschaltbilder, Grenzabweichungen etc.) der jewei-ligen Betriebsanleitung bzw. dem jeweiligen Datenblatt des eingebauten Kopftransmitters entnehmen.

4.3 Variante 3Die elektrischen Daten (z. B. Anschlussschaltbilder, Grenzabweichungen etc.) der jeweili-gen Betriebsanleitung bzw. dem jeweiligen Datenblatt des angebauten Ex d-bescheinigten Feldtransmitters entnehmen.

4.4 Variante 1 und 2 Verbindung zwischen Ex d-Kabelverschraubung und Anschlusskopf

Gewinde M20 x 1,5: Anzugsdrehmomente 12 NmGewinde ½ NPT: Anzugsdrehmomente 30 Nm

Verbindung zwischen Kabel und Ex d-KabelverschraubungDie Druckschraube fest in das Zwischenstück einschrauben (geeignete Werkzeuge verwenden!)

Bei der Montage beachten Wegfließen des Kabelmantels bei fest angezogener Druckschraube vermeiden. Übermäßig tiefe Einschneidungen im Kabelmantel vermeiden. Geeignete Kabel verwenden. Klemmbereich der Kabelverschraubung beachten.

5. Wartung und Service

Die hier beschriebenen Thermometer sind absolut wartungsfrei! Wir empfehlen aber eine regelmäßige Kalibrierung.Die Übergangsstelle Messleitung/Anschlusslitzen sind mit einem 2-Komponenten-Kleber feuchtigkeitsdicht vergossen.

Die Anschlusslitzen haben einen Querschnitt von ca. 0,22 mm², sind 150 mm lang und sind je nach Sensortyp farblich gekennzeichnet. Der Messeinsatz ist gegen Verdrehen gesichert.

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6. Hinweise zum Explosionsschutz allgemein


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6. Hinweise zum Explosionsschutz allgemein

Die Anforderungen der Richtlinie 94/9/EG (ATEX) müssen beachtet werden. Zusätzlich gelten die Angaben der jeweiligen Landesvorschriften bezüglich Ex-Einsatz (z. B. EN/IEC 60079-10 und EN/IEC 60079-14).

Die Verantwortung über die Zoneneinteilung unterliegt dem Anlagenbetreiber und nicht dem Hersteller/Lieferanten der Betriebsmittel.

Der Betreiber der Anlage stellt in eigener Verantwortung sicher, dass vollständige und im Einsatz befindliche Thermometer bezüglich aller sicherheitsrelevanten Merkmale identifi-zierbar sind. Beschädigte Thermometer dürfen nicht verwendet werden.

Bei der Installation der Thermometer, sind nur Bauteile (z. B. Leitungen, Kabelverschrau-bungen etc.) zulässig, die für druckfeste Kapselung geeignet sind.

Für die Erdung leitender Schirme die Bedingungen nach EN/IEC 60079-14 beachten. Beim Einsatz eines Transmitters/Digitalanzeige beachten:

- Der Inhalt dieser und der zum Transmitter/Digitalanzeige gehörenden Betriebsanleitung- Die einschlägigen Bestimmungen für Errichtung und Betrieb elektrischer Anlagen- Die Verordnung und Richtlinien für den Explosionsschutz

Die druckfest bescheinigten Thermometer dürfen nur an bescheinigte Gehäuse- oder Anschlussköpfe der Zündschutzart druckfeste Kapselung angebaut werden.

Bescheinigte und gelistete Feldgehäuse (Variante 3) dürfen nur von einer eingewiese-nen Fachkraft nach dem Stand der Technik montiert und installiert werden.

Die für die Montage zulässigen Gewindespalte für elektrische Betriebsmittel für gasex-plosionsgefährdete Bereiche sind in der EN/IEC 60079-1 enthalten. Gewindespalte (Abs. 5.3) zylindrischer Gewinde (nach Tabelle 3), müssen bei Gehäusevolumen < 100 cm³ ≥ 5 mm und bei Gehäusevolumen > 100 cm³ ≥ 8 mm betragen. Es müssen sich ≥ 5 Gewindegänge im Eingriff befinden.Gewindespalte (Abs. 5.3) konischer Gewinde (nach Tabelle 3), müssen an jedem Teil ≥ 5 vorhandene Gewindegänge haben. Es müssen sich ≥ 3,5 Gewindegänge im Eingriff befinden.Diese Angaben der Gewindespalte müssen bei der Montage und im Betrieb zwingend eingehalten werden.

Die direkte Schraubverbindung des Thermometers zum Anschlusskopf oder Gehäuse darf nicht verdreht oder geöffnet werden. Eine Ausrichtung des Gehäuses kann nur über das optional teilbare Halsrohr erfolgen.

Die Temperaturbeständigkeit der Anschlussleitung muss dem zulässigen Betriebstem-peraturbereich der Gehäuse entsprechen.Bei Umgebungstemperaturen über 60 °C sind wärmebeständige Anschlussleitungen zu verwenden.

Es dürfen keine Batterien bzw. Zellen in das druckfeste Gehäuse eingebaut werden. Es dürfen keine Kondensatoren in das druckfeste Gehäuse eingebaut werden, die

eine verbleibende Energie von ≥0,02 mJ nach der Zeit aufweisen, die zum Öffnen des Gehäuses notwendig ist. Während des Betriebes darf das Gehäuse nicht geöffnet werden. Nach dem Abschalten der Betriebsspannung eine Wartezeit von 2 Minuten vor dem Öffnen des Gehäuses einhalten.

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6. Hinweise zum Explosionsschutz allg. / 7. Sicherheitstechnische ...


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Montage in metallischen Behälter:Das Gehäuse muss gegen elektromagnetische Felder und elektrostatische Aufladung geerdet werden. Es muss nicht gesondert an das Potentialausgleichsystem angeschlos-sen werden. Es ist ausreichend, wenn das metallische Schutzrohr festen und gesicher-ten Kontakt mit dem metallischen Behälter oder dessen Konstruktionsteilen oder Rohrleitungen hat, insofern diese Bauteile mit einem Potentialausgleichsystem verbun-den sind.

Montage in nichtmetallische Behälter: Alle in den explosionsgefährdeten Bereich ragenden elektrisch leitenden Thermometer-komponenten müssen mit einem Potentialausgleich versehen werden.

Reparaturen sowie bauliche Veränderungen sind nicht zulässig und führen zur Erlöschung der Garantie und der jeweiligen Zulassung.

Bauliche Veränderungen nach Auslieferung der Geräte obliegen nicht in der Verantwor-tung des Herstellers.

7. Sicherheitstechnische Hinweise für die verschiedenen Varianten

7.1 Variante 1: ATEX/IECEx Ex d Gehäuse oder Anschlusskopf (mit Anschlussklemme, ohne Transmitter). Auswertung des Widerstandes oder der Thermospannung mittels einer Elektronik außer-halb des explosionsgefährdeten Bereichs.

7.1.1 Einsatz in Zone 1, Kennzeichnung II 2G Ex d IIC T1-T6 GbDas druckfeste Gehäuse oder der Anschlusskopf befindet sich in Zone 1 (oder Zone 2). Der Sensor befindet sich in Zone 1. Im Fall einer Zonentrennung muss ein Schutzrohr (aus korro-sionsbeständigem Stahl, Wandstärke min. 1 mm) verwendet werden. In diesem Fall ist keine Leistungsbegrenzung erforderlich, da keine Fehlerbetrachtung der Auswerteelektronik erfolgt.

7.1.2 Einsatz an der Trennwand zur Zone 0, Kennzeichnung II 1/2G Ex d IIC T1-T6 Ga/Gb

Das druckfeste Gehäuse oder der Anschlusskopf befindet sich in Zone 1 (oder Zone 2). Der Sensor befindet sich innerhalb eines Schutzrohres (Wandstärke min. 1 mm) welches über einen Prozessanschluss in Zone 0 hineinragt.Das Thermometer ist deshalb mit einer leistungsbegrenzenden Schaltung zu betreiben.Pmax: 2 WUmax: 30 VEine Speisung mit Ex-ia-Stromkreisen erfüllt diese Bedingungen, jedoch ist sie nicht notwendig, wenn die Begrenzung durch andere Maßnahmen erreicht wird. Die Verantwor-tung dafür obliegt dem Betreiber.

7.1.3 Temperaturklasseneinteilung, UmgebungstemperaturenFür alle WIKA-Anschlussköpfe gilt folgender Umgebungstemperaturbereich: (-50) 1) -40 … +80 °C1) Der Wert in Klammern gilt nur für spezielle Tieftemperaturausführungen

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Die zulässigen Umgebungstemperaturen der Fremdfabrikate müssen aus den jeweiligen Zulassungen oder Datenblättern entnommen werden.

Eine Erwärmung im Anschlusskopf findet bei Variante 1 nicht statt. Jedoch ist ein unzulässi-ger Wärmerückfluss aus dem Prozess, welcher die Betriebstemperatur des Gehäuses oder die Temperaturklasse überschreitet, durch geeignete Wärmeisolierung oder ein entspre-chend langes Halsrohr zu verhindern.

7.2 Variante 2:ATEX/IECEx Ex d Gehäuse oder Anschlusskopf mit eingebautem Kopftransmitter.Die Auswertung erfolgt über ein Strom- (4 … 20 mA), Spannung- (2 … 10 V) oder Feldbus-signal, welches von einem Kopftransmitter erzeugt wird.

7.2.1 Einsatz in Zone 1, Kennzeichnung II 2G Ex d IIC T1-T6 GbDas druckfeste Gehäuse oder der Anschlusskopf befindet sich in Zone 1 (oder Zone 2). Der Sensor befindet sich in Zone 1. Im Fall einer Zonentrennung muss ein Schutzrohr (aus korrosionsbeständigem Stahl, Wandstärke min. 1 mm) verwendet werden. In diesem Fall ist keine Leistungsbegrenzung erforderlich, da keine Fehlerbetrachtung der Auswerteelektro-nik erfolgt.

7.2.2 Einsatz an der Trennwand zur Zone 0, Kennzeichnung II 1/2G Ex d IIC T1-T6 Ga/Gb

Das druckfeste Gehäuse oder der Anschlusskopf befindet sich in Zone 1 (oder Zone 2). Der Sensor befindet sich innerhalb eines Schutzrohres (Wandstärke min. 1 mm) welches über einen Prozessanschluss in Zone 0 hineinragt.Das Thermometer ist deshalb mit einer leistungsbegrenzenden Schaltung zu betreiben.Pmax: 2 WUmax: 30 VEine Speisung mit Ex-ia-Stromkreisen erfüllt diese Bedingungen, jedoch ist sie nicht notwendig wenn die Begrenzung durch andere Maßnahmen erreicht wird. Die Verantwor-tung dafür obliegt dem Betreiber. WIKA empfiehlt mittels einer angepassten Vorsicherung im 4 ... 20 mA Stromkreis des Kopftransmitters die Leistungsbegrenzung zu realisieren. Im Fehlerfall des Kopftransmitters wird der Stromkreis durch Auslösen der Vorsicherung unterbrochen.

Beispiel zur Berechnung der Vorsicherung für eine maximale Leistung am Sensor von 0,8 Watt: Der Innenwiderstand von Thermoelementen ist deutlich geringer als der Warmwiderstand eines Pt100-Sensors, deshalb wird der deutlich ungünstigere Fall für das Widerstandsther-mometer berechnet.Pmax = (1,7 x Is)² x RwIs = SicherungsnennstromPmax = maximale Leistung am Sensor = 0,8 WRw = Widerstand des Sensors (temperaturabhängig) bei 450 °C = 264,18 Ω nach DIN EN 60751 für Pt100.

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Daraus ergibt sich folgender Sicherungsnennstrom:Is = sqrt (Pmax / Rw) / 1,7Is = sqrt (0,8 W / 265 Ω) / 1,7Is = 32,32 mADaraus resultiert ein Bemessungsstrom für einen G-Sicherungseinsatz = 32 mA

Hinweis zur Sicherungsberechnung: Es muss immer der nächst kleinere Sicherungswert gemäß IEC 60127 gewählt werden. Das Ausschaltvermögen muss ingenieurmäßig vernünftig an die Spannungsversorgung angepasst werden. Übliche Werte für solche G-Sicherungseinsätze liegen zwischen AC 20 A und AC 80 A Bemessungsausschaltvermögen.

Für eine maximale Leistung am Sensor von 0,5 W ergibt sich folgender Wert: Is = sqrt (0,5 W / 265 Ω) / 1,7Is = 25,55 mADaraus resultiert ein Bemessungsstrom für einen G-Sicherungseinsatz = 25 mA

Bei der Verwendung von Mehrfachsensoren und zeitgleichem Betrieb darf die Summe der Einzelleistungen den Wert der maximal zulässigen Leistung nicht überschreiten.Innenwiderstand von TC-Messeinsätzen Ø 6 mm: ca. 1,2 Ω/mInnenwiderstand von TC-Messeinsätzen Ø 3 mm: ca. 5,6 Ω/mDiese Messwerte gelten für Raumtemperatur.

7.2.3 Temperaturklasseneinteilung, UmgebungstemperaturenEine Erwärmung im Anschlusskopf kann bei Variante 2 durch eine fehlerhafte Elektronik stattfinden. Die zulässigen Umgebungstemperaturen richten sich nach den eingesetzten Gehäusen und dem zusätzlich eingebautem Kopftransmitter.

Für alle WIKA-Anschlussköpfe mit eingebauten WIKA-Temperatur-Transmittern gilt folgender Zusammenhang: Die Temperaturerhöhung auf der Oberfläche des Anschlusskopfes oder Gehäuses beträgt weniger als 25 K wenn folgende Bedingungen eingehalten werden: Hilfsenergie UB maximal DC 30 V wenn der Transmitter in der Strom-begrenzung von 22,5 mA betrieben wird.

Hieraus ergibt sich folgende Temperaturklasseneinteilung.Temperaturklasse UmgebungstemperaturT6 (-50) 1) -40 … +55 °CT5 (-50) 1) -40 … +75 °CT4, T3, T2, T1 (-50) 1) -40 … +85 °C

Der Temperaturklasse ist abhängig von der Anwenderapplikation und der Umgebungstem-peratur.

1) Der Wert in Klammern gilt nur für spezielle Tieftemperaturausführungen

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Die zulässigen Umgebungstemperaturen der Fremdfabrikate müssen aus den jeweiligen Zulassungen oder Datenblättern entnommen werden. Ein unzulässiger Wärmerück-fluss aus dem Prozess welcher die Betriebstemperatur des Transmitters oder Gehäuses überschreitet, ist durch geeignete Wärmeisolierung oder ein entsprechend langes Halsrohr zu verhindern.

7.3 Variante 3: ATEX/IECEx Ex d bescheinigte Temperaturtransmitter.Die Auswertung erfolgt über ein Strom- (4 … 20 mA), Spannung- (0 … 10 V) oder Feldbus-signal, welches von einem ATEX/IECEx Ex d-bescheinigten Temperatur-Transmitter erzeugt wird.

7.3.1 Einsatz in Zone 1, Kennzeichnung II 2G Ex d IIC GbDas druckfeste Gehäuse oder der Anschlusskopf befindet sich in Zone 1 (oder Zone 2). Der Sensor befindet sich in Zone 1. Im Fall einer Zonentrennung muss ein Schutzrohr (aus korrosionsbeständigem Stahl, Wandstärke min. 1 mm) verwendet werden. In diesem Fall ist keine Leistungsbegrenzung erforderlich, da keine Fehlerbetrachtung der Auswerteelektro-nik erfolgt.

Die führende Kennzeichnung Typ TR12-B, TC12-B befindet sich auf dem bescheinigten Anschlussgehäuse bzw. Ex d-Feldtransmitter. Die Module TR12-M und TC12-M sind durch ein Folienschild auf dem Halsrohr gekenn-zeichnet.Für einen etwaigen Einsatz an der Trennwand zu Zone 0 mit einem Schutzrohr sind die Zulassungen und Bedingungen der jeweiligen Ex d-Feldtransmitter zu beachten.

7.3.2 Temperaturklasseneinteilung, UmgebungstemperaturenFür den Messeinsatz mit Halsrohr gilt folgender Umgebungstemperaturbereich: (-50) 1) -40 … +85 °C1) Der Wert in Klammern gilt nur für spezielle Tieftemperaturausführungen

Die zulässigen Umgebungstemperaturen der bescheinigten Ex d-Feldtrans-mitter müssen aus den jeweiligen Betriebsanleitungen oder Datenblättern entnommen werden. Durch abweichende Temperaturbereiche können sich Einschränkungen ergeben.

7.4 Verwendung in Methan-Atmosphären Aufgrund der höheren Grenzspaltweite (MESG) und Mindestzündstrom (MIC) von Methan können die Geräte auch in dadurch verursachte explosionsfähige Gasatmosphären einge-setzt werden.

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8. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der ...


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8. Berechnungsbeispiele für die Eigenerwärmung an der Schutzrohrspitze

Die Eigenerwärmung an der Schutzrohrspitze hängt ab vom Sensortyp (TC/RTD), dem Messeinsatzdurchmesser und der Bauart des Schutzrohres. Die nachstehende Tabelle zeigt die möglichen Kombinationen. Die Erwärmung an der Sensorspitze des blanken Messeinsatzes ist deutlich höher, auf die Darstellung dieser Werte wurde aufgrund des notwendigen Zusammenbaus mit einem Schutzrohr verzichtet. Aus der Tabelle ist ersicht-lich, dass Thermoelemente eine deutlich geringere Eigenerwärmung erzeugen als Wider-standsthermometer.

Wärmewiderstand [Rth in K/W]Sensortyp RTD TCMesseinsatzdurchmesser 3,0 -

< 6,06,0 - ≤ 8,0

3,0 - < 6,0

6,0 - ≤ 8,0

Mit mehrteiligem Schutzrohr (gerade und verjüngt) (z. B. TW30, TW35, TW40)

60 37 15 5

Mit Vollmaterialschutzrohr (gerade und verjüngt) (z. B. TW10, TW15, TW20, TW25, TW30)

22 16 10 3

Eingebaut in ein Sackloch(Mindestwandstärke 5 mm)

22 16 10 3

8.1 Beispielsberechnung für die Variante 2 mit RTD-SensorEinsatz an der Trennwand zur Zone 0, Kennzeichnung II 1/2 G Ex d IIC T1-T6 Ga/Gb Leistungs-begrenzende Schaltung durch Vorsicherung mit 32 mA .

Gesucht wird die maximale mögliche Temperatur Tmax an der Schutzohrspitze für nachfol-gende Kombination:RTD-Messeinsatz Ø 6 mm mit eingebautem Kopftransmitter, zusammengebaut mit Vollma-terialschutzrohr.Tmax ergibt sich aus der Addition der Mediumstemperatur sowie der Eigenerwärmung. Die Eigenerwärmung hängt ab von der zugeführten Leistung Po und dem Wärmewiderstand Rth. Die rechnerisch zugeführte Leistung Po ergibt aus dem gewählten Normwert für die Vorsicherung und wird nur an der Fühlerspitze umgesetzt.Es ergibt sich daher folgende Formel: Tmax = Po x Rth + TMTmax = Oberflächentemperatur (max. Temperatur an der Schutzrohrspitze)Po = 0,8 W (Vorsicherung mit 32 mA, es wird ein vollständiger Kurzschluss des Transmit-

ters angenommen)Rth = Wärmewiderstand [K/W]TM = Mediumstemperatur

Beispiel: Widerstandsthermometer RTDDurchmesser: 6 mmMediumstemperatur: TM = 150 °CZugeführte Leistung: Po = 0,8 W Temperaturklasse T3 (200 °C) darf nicht überschritten werden

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8. Berechnungsbeispiele für die ... / 9. Entsorgung


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Wärmewiderstand [Rth in K/W] aus Tabelle = 16 K/WEigenerwärmung: 0,8 W x 16 K/W = 12,8 KTmax = TM + Eigenerwärmung: 150 °C + 12,8 °C = 162,8 °CAls Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T6 bis T3) müssen von den 200 °C noch 5 °C subtrahiert werden, es wären 195 °C zulässig. Somit wird in diesem Fall die Temperaturklasse T3 nicht überschritten.

Zusatzinformation:Temperaturklasse für T3 = 200 °CSicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T6 bis T3) *1 = 5 KSicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T1 bis T2) *1 = 10 KSicherheitsabstand für Anwendungen der Gerätekategorie 1 (Zone 0) *2 = 80 % findet hier keine Anwendung.*1 EN 50014: 1997 Abs. 23.4.6.1*2 EN 1127-1: 1997 Abs. 6.4.2

8.2 Beispielsberechnung für die Variante 2 mit TC-SensorUnter den gleichen Bedingungen ergibt sich ein geringerer Wert für die Eigenerwärmung, da sich die zugeführte Leistung nicht nur an der Fühlerspitze umsetzt, sondern über die gesamte Länge eines Messeinsatzes.

Wärmewiderstand [Rth in K/W] aus Tabelle = 3 K/WEigenerwärmung: 0,8 W x 3 K/W = 2,4 KTmax = TM + Eigenerwärmung: 150 °C + 2,4 °C = 152,4 °CAls Sicherheitsabstand für baumustergeprüfte Geräte (für T6 bis T3) müssen von den 200 °C noch 5 °C subtrahiert werden, es wären 195 °C zulässig. Somit wird in diesem Fall die Temperaturklasse T3 nicht überschritten.In diesem Beispiel wird deutlich dass hier die Eigenerwärmung fast vernachlässigbar ist.

9. Entsorgung

Entsorgen Sie Gerätekomponenten und Verpackungsmaterialien entsprechend den einschlägigen landesspezifischen Abfallbehandlungs- und Entsorgungsvorschriften des Anliefergebietes.

WIKA global

Europe

AustriaWIKA MessgerätevertriebUrsula Wiegand GmbH & Co. KG1230 ViennaTel. (+43) 1 86916-31Fax: (+43) 1 86916-34E-mail: [email protected]

BelarusWIKA BelarusUl. Zaharova 50BOffice 3H220088 MinskTel. (+375) 17-294 57 11Fax: (+375) 17-294 57 11E-mail: [email protected]

BeneluxWIKA Benelux6101 WX EchtTel. (+31) 475 535-500Fax: (+31) 475 535-446E-mail: [email protected]

BulgariaWIKA Bulgaria EOODBul. „Al. Stamboliiski“ 2051309 SofiaTel. (+359) 2 82138-10Fax: (+359) 2 82138-13E-mail: [email protected]

CroatiaWIKA Croatia d.o.o.Hrastovicka 1910250 Zagreb-LuckoTel. (+385) 1 6531034Fax: (+385) 1 6531357E-mail: [email protected]

FinlandWIKA Finland Oy00210 HelsinkiTel. (+358) 9-682 49 20Fax: (+358) 9-682 49 270E-mail: [email protected]

FranceWIKA Instruments s.a.r.l.95610 Eragny-sur-OiseTel. (+33) 1 343084-84Fax: (+33) 1 343084-94E-mail: [email protected]

GermanyWIKA Alexander WiegandSE & Co. KG63911 KlingenbergTel. (+49) 9372 132-0Fax: (+49) 9372 132-406E-mail: [email protected]

ItalyWIKA Italia Srl & C. Sas20020 Arese (Milano)Tel. (+39) 02 9386-11Fax: (+39) 02 9386-174E-mail: [email protected]

PolandWIKA Polska S.A.87-800 WloclawekTel. (+48) 542 3011-00Fax: (+48) 542 3011-01E-mail: [email protected]

RomaniaWIKA Instruments Romania S.R.L.Bucuresti, Sector 5Calea Rahovei Nr. 266-268Corp 61, Etaj 1Tel. (+40) 21 4048327Fax: (+40) 21 4563137E-mail: [email protected]

RussiaZAO WIKA MERA127015 MoscowTel. (+7) 495-648 01 80Fax: (+7) 495-648 01 81E-mail: [email protected]

SerbiaWIKA Merna Tehnika d.o.o.Sime Solaje 1511060 BelgradeTel. (+381) 11 2763722Fax: (+381) 11 753674E-mail: [email protected]

SpainInstrumentos WIKA, S.A.C/Josep Carner, 11-1708205 Sabadell (Barcelona)Tel. (+34) 933 938630Fax: (+34) 933 938666E-mail: [email protected]

SwitzerlandMANOMETER AG6285 HitzkirchTel. (+41) 41 91972-72Fax: (+41) 41 91972-73E-mail: [email protected]

TurkeyWIKA Instruments IstanbulBasinc ve Sicaklik Ölcme CihazlariIth. Ihr. ve Tic. Ltd. Sti.Bayraktar Bulvari No. 1734775 Şerifali-Yukarı Dudullu - IstanbulTel. (+90) 216 41590-66Fax: (+90) 216 41590-97E-mail: [email protected]

UkraineTOV WIKA PryladM. Raskovoy Str. 11, APO 20002660 KyivTel. (+38) 044 496-8380Fax: (+38) 044 496-8380E-mail: [email protected]

49

1141

9904

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WIKA global

United KingdomWIKA Instruments LtdMerstham, Redhill RH13LGTel. (+44) 1737 644-008Fax: (+44) 1737 644-403E-mail: [email protected]

North America

CanadaWIKA Instruments Ltd.Head OfficeEdmonton, Alberta, T6N 1C8Tel. (+1) 780 46370-35Fax: (+1) 780 46200-17E-mail: [email protected]

MexicoInstrumentos WIKA Mexico S.A. de C.V.01210 Mexico D.F.Tel. (+52) 55 50205300Fax: (+52) 55 50205300E-mail: [email protected]

USAWIKA Instrument CorporationLawrenceville, GA 30043Tel. (+1) 770 5138200Fax: (+1) 770 3385118E-mail: [email protected]

WIKA Instrument CorporationHouston Facility950 Hall CourtDeer Park, TX 77536Tel. (+1) 713-475 0022Fax: (+1) 713-475 0011E-mail: [email protected]

Mensor Corporation201 Barnes DriveSan Marcos, TX 78666Tel. (+1) 512 3964200-15Fax: (+1) 512 3961820E-mail: [email protected]

South America

ArgentinaWIKA Argentina S.A.Buenos AiresTel. (+54) 11 47301800Fax: (+54) 11 47610050E-mail: [email protected]

BrazilWIKA do Brasil Ind. e Com. Ltda.CEP 18560-000 Iperó - SPTel. (+55) 15 34599700Fax: (+55) 15 32661650E-mail: [email protected]

ChileWIKA Chile S.p.A.Coronel Pereira 72Oficina 101Las CondesSantiago de ChileTel. (+56) 2 3651719www.wika.cl

Asia

ChinaWIKA International Trading (Shanghai) Co., Ltd.A2615, NO.100, Zunyi RoadChangning DistrictShanghai 200051Tel. (+86) 21 538525-72Fax: (+86) 21 538525-75E-mail: [email protected]. wika.com.cn

WIKA Instrumentation (Suzhou) Co., Ltd.81, Ta Yuan Road,SND, Suzhou 215011Tel. (+86) 512 6878 8000Fax: (+86) 512 6809 2321E-mail: [email protected]. wika.com.cn

IndiaWIKA Instruments India Pvt. Ltd.Village Kesnand, WagholiPune - 412 207Tel. (+91) 20 66293-200Fax: (+91) 20 66293-325E-mail: [email protected]

JapanWIKA Japan K. K.Tokyo 105-0023Tel. (+81) 3 543966-73Fax: (+81) 3 543966-74E-mail: [email protected]

KazakhstanTOO WIKA Kazakhstan050050 AlmatyTel. (+7) 727 2330848Fax: (+7) 727 2789905E-mail: [email protected]

KoreaWIKA Korea Ltd.#569-21 Gasan-dongSeoul 153-771 KoreaTel. (+82) 2 869 05 05Fax: (+82) 2 869 05 25E-mail: [email protected]

MalaysiaWIKA Instrumentation (M) Sdn. Bhd.47100 Puchong, SelangorTel. (+60) 3 80 63 10 80Fax: (+60) 3 80 63 10 70E-mail: [email protected]

SingaporeWIKA Instrumentation Pte. Ltd.569625 SingaporeTel. (+65) 68 44 55 06Fax: (+65) 68 44 55 07E-mail: [email protected]

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WIKA global

TaiwanWIKA Instrumentation Taiwan Ltd.Pinjen, TaoyuanTel. (+886) 3 420 6052Fax: (+886) 3 490 0080E-mail: [email protected]

ThailandWIKA Instrumentation Corporation (Thailand) Co., Ltd.850/7 Ladkrabang Road, LadkrabangBangkok 10520Tel. (+66) 2 326 6876-80Fax: (+66) 2 326 6874E-mail: [email protected]

Africa / Middle East

EgyptWIKA Near East Ltd.El-Serag City Towers-Tower#2 - Office#67-Nasr City CairoTel. (+20) 2 22733140Fax: (+20) 2 22703815E-mail: [email protected]

NamibiaWIKA Instruments Namibia (Pty) Ltd.P.O. Box 31263PioniersparkWindhoekTel. (+26) 4 6123 8811Fax: (+26) 4 6123 3403E-mail: [email protected]

South AfricaWIKA Instruments (Pty.) Ltd.Gardenview,Johannesburg 2047Tel. (+27) 11 62100-00Fax: (+27) 11 62100-59E-mail: [email protected]

United Arab EmiratesWIKA Middle East FZEJebel Ali, DubaiTel. (+971) 4 8839-090Fax: (+971) 4 8839-198E-mail: [email protected]

Australia

AustraliaWIKA Australia Pty. Ltd.Rydalmere, NSW 2116Tel. (+61) 2 88455222Fax: (+61) 2 96844767E-mail: [email protected]

New ZealandWIKA Instruments LimitedUnit 7 / 49 Sainsbury RoadSt Lukes - Auckland 1025Tel. (+64) 9 8479020Fax: (+64) 9 8465964E-mail: [email protected]

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Subject to technical modifications.Technische Änderungen vorbehalten.

WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KGAlexander-Wiegand-Strasse 3063911 Klingenberg • GermanyTel. (+49) 9372/132-0Fax (+49) 9372/132-406E-Mail [email protected]

52 WIKA operating instructions models TR12, TC12

Documents

Resistance thermometer TR12 and thermocouple TC12 Ignition ... · The model TR12-B (resistance thermometer) and model TC12-B (thermocouple) electrical thermometers are comprised of