Gebrauchsanleitung
inkl. EU-Konformitätserklärung

TripleGauge®
BCG450, BCG450-PN, BCG450-SD,
BCG450-SE, BCG450-SP
Bayard-Alpert Pirani Capacitance Diaphragm Gauge

tina40d1-f(2024-02)

1

Inhalt2

Produktidentifikation
Gültigkeit
Bestimmungsgemäßer Gebrauch
Funktion
Marken445
55

1 Sicherheit
1.1 Verwendete Symbole
1.2 Personalqualifikation
1.3 Grundlegende Sicherheitsvermerke
1.4 Verantwortung und Gewährleistung

6
6
6
7
7

2 Technische Daten

8

3 Einbau
3.1 Vakuumanschluss
3.1.1 Elektronikeinheit abnehmen / aufsetzen
3.1.2 Optionales Baffle einbauen / ausbauen
3.2 Elektrischer Anschluss
3.2.1 Verwendung mit einem INFICON Vacuum Gauge Controller VGC40x /VGC50x3.2.2 Verwendung mit anderen Auswertegeräten
3.2.2.1 Messkabel anfertigen
3.2.2.2 Anfertigung zweier PROFINET-Schnittstellenkabel (BCG450-PN)
3.2.2.3 DeviceNet-Schnittstellenkabel anfertigen (BCG450-SD)
3.2.2.4 Anfertigung zweier EtherCAT-Schnittstellenkabel (BCG450-SE)
3.2.2.5 PROFIBUS-Schnittstellenkabel anfertigen (BCG450-SP)
3.2.3 Optionales 24 V (dc)-Netzteil verwenden (mit RS232C-Leitung)

14
14
17
18
19

4 Betrieb
4.1 Messprinzip, Messverhalten
4.2 Arbeitsweise der Messröhre
4.3 Inbetriebnahme
4.4 Degas
4.5 "Emission Control Mode"
4.6 Atmosphären- schaltfunktion
4.6.1 Funktionsbeschreibung
4.6.2 Atmosphärenschaltschwelle programmieren
4.6.3 Beschaltung des Relais "Atmosphärendruck erreicht" (BCG450)
4.7 Anzeige (BCG450)
4.8 RS232C-Schnittstelle
4.8.1 Funktionsbeschreibung
4.8.1.1 Sendestring
4.8.1.2 Empfangsstring
4.9 PROFINET-Schnittstelle (BCG450-PN)
4.9.1 Funktionsbeschreibung
4.9.2 Betriebsparameter
4.9.2.1 Betriebssoftware
4.10 DeviceNet-Schnittstelle (BCG450-SD)
4.10.1 Funktionsbeschreibung
4.10.2 Betriebsparameter
4.10.2.1 Betriebssoftware
4.10.2.2 Knotenadresse einstellen
4.10.2.3 Übertragungsrate einstellen
4.10.3 Status-Lampen
4.11 EtherCAT-Schnittstelle (BCG450-SE)
4.11.1 Funktionsbeschreibung
4.11.2 Betriebsparameter
4.11.2.1 Betriebssoftware
4.11.2.2 Spezifische Geräteadresse ändern
4.11.3 Status-Anzeige
4.12 PROFIBUS-Schnittstelle (BCG450-SP)
4.12.1 Funktionsbeschreibung
4.12.2 Betriebsparameter
4.12.2.1 Betriebssoftware
4.12.2.2 Geräteadresse einstellen
4.13 Schaltfunktionen (BCG450-PN, -SD, -SE, -SP)
4.13.1 Schaltfunktionen einstellen (BCG450-PN)
4.13.2 Schaltfunktionen einstellen (BCG450-SD, BCG450-SP)

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BCG450-xx.ga

4.13.3

Schaltfunktionen einstellen (BCG450-SE)49

5 Ausbau

50

6 Instandhaltung, Instandsetzung
6.1 Wartung
6.1.1 Messröhre reinigen
6.2 Messröhrenabgleich
6.3 Abgleich des Atmosphärensensors
6.4 Verhalten bei Störung
6.5 Sensor austauschen

52
52
52
52
52
54
56

7 Optionen

57

8 Ersatzteile57

9 Produkt lagern

57

10

Produkt zurücksenden

58

11

Produkt entsorgen

58

Anhang
A: Beziehung zwischen Messsignal und Druck
B: Gasartabhängigkeit
C: Literatur

59
59
60
62

EU-Konformitätserklärung

63

UKCA-Konformitätserklärung

64

Für Seitenverweise im Text wird das Symbol (→  XY) verwendet, für Verweise
auf andere Dokumente das Symbol (→  [Z]).

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

3

Produktidentifikation

Im Verkehr mit INFICON sind die Angaben des Typenschildes erforderlich. Tragen
Sie deshalb diese Angaben ein.

INFICON AG, LI-9496 Balzers

Model:PN:
SN:
V

Gültigkeit

W

Dieses Dokument ist gültig für Produkte mit den Artikelnummern
BCG450 (ohne Anzeige)353-550 (Vakuumanschluss DN 25 ISO-KF)
353-551 (Vakuumanschluss DN 40 CF-R)
353-561 (Vakuumanschluss DN 25 ISO-KF, mit Baffle)
BCG450 (mit Anzeige)353-552 (Vakuumanschluss DN 25 ISO-KF)
353-553 (Vakuumanschluss DN 40 CF-R)
BCG450-PN (mit PROFINET-Schnittstelle und Schaltfunktionen)
353-517 (Vakuumanschluss DN 25 ISO-KF)
353-518 (Vakuumanschluss DN 40 CF-R)
BCG450-SD (mit DeviceNet-Schnittstelle und Schaltfunktionen)
353-557 (Vakuumanschluss DN 25 ISO-KF)
353-558 (Vakuumanschluss DN 40 CF-R)
353-562 (Vakuumanschluss DN 25 ISO-KF, mit Baffle)
BCG450-SE (mit EtherCAT®-Schnittstelle und Schaltfunktionen)
Neue EtherCAT®-Version ETG.5003.2080 S (R) V1.3.0: Part 2080
353-598 (Vakuumanschluss DN 25 ISO-KF)
353-599 (Vakuumanschluss DN 40 CF-R)
Alte EtherCAT®-Version ETG.5003.2080 S (R) V1.0.0: Part 2080
353-592 (Vakuumanschluss DN 25 ISO-KF)
353-593 (Vakuumanschluss DN 40 CF-R)
BCG450-SP (mit PROFIBUS-Schnittstelle und Schaltfunktionen)
353-554 (Vakuumanschluss DN 25 ISO-KF)
353-556 (Vakuumanschluss DN 40 CF-R)
Sie finden die Artikelnummer (PN) auf dem Typenschild.
Nicht beschriftete Abbildungen entsprechen der Ausführung 353-552. Sie geltensinngemäß auch für die anderen Ausführungen.
Technische Änderungen ohne vorherige Anzeige sind vorbehalten.

4

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Bestimmungsgemäßer
Gebrauch

Die Messröhren BCG450, BCG450-PN, BCG450-SD, BCG450-SE und
BCG450-SP erlauben die Vakuummessung von Gasen im Druckbereich
5×10-10 … 1500 mbar.
Sie dürfen nicht für die Messung von leicht entzündbaren oder brennbaren Gasen
im Gemisch mit einem Oxidationsmittel (z. B. Luftsauerstoff) innerhalb der Explosionsgrenzen verwendet werden.
Die Messröhren können mit dem Vacuum Gauge Controller VGC401, VGC402,
VGC403, VGC501, VGC502, VGC503 oder mit einem kundeneigenen Auswertegerät / Controller betrieben werden.

Funktion

Dank der Kombination von drei Sensor-Technologien (Kapazitiver Membran-Sensor, Pirani-Sensor und Heißkathoden-Ionisations-Messsystem nach Bayard-Alpert(BA)) wird mit dieser Messröhre eine minimale Gasartabhängigkeit erreicht.
Der kapazitive Sensor misst gasartunabhängig zwischen 10 mbar und Atmosphärendruck. Unterhalb von 1 mbar arbeitet der Pirani-Sensor und das HeißkathodenIonisations-Messsystem (BA) mit geringer Gasartabhängigkeit.
Die Messröhrenelektronik sorgt in den Mischbereichen von 1 … 10 mbar und
5×10-3 … 2×10-2 für kontinuierliche Übergänge zwischen den Bereichen. Das
Messsignal ist über den gesamten Messbereich logarithmisch vom Druck abhängig.
Die Heißkathode wird (zum Schutz vor Durchbrennen) erst unterhalb der Schaltschwelle von 2.4×10-2 mbar vom Pirani-Messsystem eingeschaltet. Ausgeschaltet
wird sie, wenn der Druck 3.2×10-2 mbar übersteigt.
Der Messröhrenabgleich erfolgt automatisch. Ein manueller Nachabgleich ist nicht
erforderlich.
Eine Atmosphärenschaltfunktion erlaubt die Definition einer programmierbaren
Atmosphärenschaltschwelle.

Markentina40d1-f(2024-02)

DeviceNet™
TripleGauge®
EtherCAT®

BCG450-xx.ga

Open DeviceNet Vendor Association, Inc.
INFICON Holding AG
EtherCAT® ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizenziert durch die Beckhoff Automation GmbH,
Deutschland.

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1 Sicherheit
1.1 Verwendete Symbole

GEFAHR
Angaben zur Verhütung von Personenschäden jeglicher Art.

WARNUNG
Angaben zur Verhütung umfangreicher Sach- und Umweltschäden.

Vorsicht
Angaben zur Handhabung oder Verwendung. Nichtbeachten kann zu Störungenoder geringfügigen Sachschäden führen.

HinweisTip, Empfehlung

Das Ergebnis ist in Ordnung.

Das Ergebnis ist nicht erwartet.

Sichtkontrolle

Wartezeit, Reaktionsdauer

1.2 Personalqualifikation
Fachpersonal
Die in diesem Dokument beschriebenen Arbeiten dürfen nur durch Personen
ausgeführt werden, welche die geeignete technische Ausbildung besitzen undüber die nötigen Erfahrungen verfügen oder durch den Betreiber entsprechendgeschult worden sind.

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tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

1.3 Grundlegende
Sicherheitsvermerke•

Beachten Sie beim Umgang mit den verwendeten Prozessmedien die einschlägigen Vorschriften und halten Sie die Schutzmaßnahmen ein.
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen zwischen Werkstoffen (→  12) und
Prozessmedien.
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen (z. B. Explosion) der Prozessmedien
infolge Eigenerwärmung des Produkts.

•

Alle Arbeiten sind nur unter Beachtung der einschlägigen Vorschriften und Einhaltung der Schutzmaßnahmen zulässig. Beachten Sie zudem die in diesem
Dokument angegebenen Sicherheitsvermerke.

•

Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle Kontamination. Beachten Sie beim Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen
Vorschriften und halten Sie die Schutzmaßnahmen ein.

Geben Sie die Sicherheitsvermerke an alle anderen Benutzer weiter.

1.4 Verantwortung undGewährleistung

INFICON übernimmt keine Verantwortung und Gewährleistung, falls der Betreiberoder Drittpersonen•

dieses Dokument missachten•

das Produkt nicht bestimmungsgemäß einsetzen•

am Produkt Eingriffe jeglicher Art (Umbauten, Änderungen usw.) vornehmen•

das Produkt mit Zubehör betreiben, welches in den zugehörigen Produktdokumentationen nicht aufgeführt ist

Die Verantwortung im Zusammenhang mit den verwendeten Prozessmedien liegt
beim Betreiber.
Fehlfunktionen der Messröhre, die auf Verschmutzung oder Verschleiß zurückzuführen sind, sowie Verschleißteile (z. B. Heizfaden), fallen nicht unter die Gewährleistung.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

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2 Technische Daten
Messprinzip

Druckbereich
10 … 1500 mbar
1 …
10 mbar-2
2×10 …
1 mbar
5×10-3 … 2×10-2 mbar
5×10-10 … 5×10-3 mbar

Kapazitiver Membran-Sensor
Mischbereich
Wärmeleitung nach Pirani
Mischbereich
Heißkathoden-Ionisation (BA)

Messbereich

Messbereich (Luft, O2, CO, N2,)

5×10-10 … 1500 mbar, kontinuierlich

Genauigkeit
1×10-8 …
50 mbar50 … 950 mbar
950 … 1050 mbar

Wiederholbarkeit
Gasartabhängigkeit

Emission

Degas

Einschaltdruck
Ausschaltdruck
Emissionsstromp ≤7.2×10-6 mbar
7.2×10-6 mbar < p < 3.2×10-2 mbar
Emissionsstrom-Umschaltung
25 µA ⇒ 5 mA
5 mA ⇒ 25 µA
Degas-Emissionsstrom(p <7.2×10-6 mbar)
Steuereingangssignal
Dauer±15% des Messwertes±5% des Messwertes±2.5% des Messwertes(nach 10 Min. Stabilisierung)
5% des Messwertes im Bereich
10-8 … 10-2 mbar
(nach 10 min Stabilisierung)→ Anhang B
2.4×10-2 mbar
3.2×10-2 mbar
5 mA
25 µA
7.2×10-6 mbar
3.0×10-5 mbar

≈20 mA (Pdegas ≈4 W)
0 V/+24 V (dc), aktiv high(Steuerung über RS232C →  38)
max. 3 Min, danach selbsttätige Abschaltung. Ein weiterer Degas-Zyklus
kann erst nach einer Wartezeit von
30 Min. gestartet werden.

Im Degas-Betrieb liefert die BCG450 weiterhin Messwerte, die aber etwas größere
Toleranzwerte als bei Normalbetrieb aufweisen können.

Ausgangssignal

Ausgangssignal (Messsignal)
Messbereich
Beziehung Spannung-Druck
Fehlersignal

Minimale Lastimpedanz

8

0 … +10.13 V
0.774 … +10.13 V(5×10-10 … 1500 mbar)
logarithmisch, 0.75 V/Dekade(→ Anhang A)+0.1 V Membran-Sensor- oder
EEPROM-Fehler+0.3 V BA-Sensor-Fehler+0.5 V Pirani-Sensor-Fehler(→  54)
10 kΩ

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Anzeige (BCG450)

Darstellung

LCD-Matrix, 32×16 Pixels

Hintergrundbeleuchtung
Masse
Druckeinheiten (Druck p)

zweifarbig (rot/grün)
16.0 mm × 11.2 mm
mbar (ab Werk), Torr, Pa(Umstellen der Maßeinheit →  38)

Speisung

GEFAHRDie Messröhre darf nur an Speise- / Anzeigegeräte oder Steuerungenangeschlossen werden, die den Anforderungen der geerdeten Schutzkleinspannung entsprechen. Die Leitung zur Messröhre ist abzusichern (INFICON Vacuum Gauge Controller erfüllen diese Forderungen).
Versorgungsspannung an der
Messröhre
StromaufnahmeStandard
Degas
Emissionsstart (<200 ms)
Leistungsaufnahme
BCG450BCG450-PN
BCG450-SD
BCG450-SE
BCG450-SP
Sicherung vorzuschalten+24 V (dc) (+20 … +28 V (dc)) 1)
Rippel max. 2 Vpp≤0.5 A≤0.9 A≤1.4 A
≤18 W
≤21 W
≤20 W
≤21 W
≤20 W
1.25 AT (INFICON-Controller erfüllen
diese Forderung)

Die Messröhre BCG450-SD erfordert außerdem eine zusätzliche,
separate Speisung für die DeviceNet-Schnittstelle (→  24).
Versorgungsspannung am DeviceNetStecker (Pin 2 und Pin 3)+24 V (dc) (+11 … +25 V (dc))
Leistungsaufnahme<2 W
Die Messröhre ist gegen Verpolung dieser Versorgungsspannung geschützt.

Messkabelanschluss

Obwohl die Übertragung des Druckmesswertes bei den Messröhren
BCG450-PN, BCG450-SD, BCG450-SE und BCG450-SP normalerweise über den entsprechenden Bus erfolgt, wird in diesem Dokument
der Begriff "Messkabel" aus Kompatibilitätsgründen für alle
BCG450-Ausführungen beibehalten.

1)

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Gemessen am Messkabelstecker (Spannungsabfall auf dem Messkabel
berücksichtigen).
9

Anschluss elektrisch
BCG450BCG450-PN, -SD, -SE, -SP
Messkabel
Leitungslänge (Speisung 24 V 1))
Analog- und Feldbusbetrieb

RS232C-Betrieb
Messröhrenidentifikation

Schaltfunktionen

Schaltfunktionen
BCG450BCG450-SD, -SP
Einstellbereich

BCG450-SE
Einstellbereich

BCG450-PN
Einstellbereich

Relaiskontaktbelastung
Atmosphärenschaltfunktion
BCG450Relaiskontaktbelastung
BCG450-PN, -SD, -SE, -SP

Relaiskontaktbelastung

RS232C-Schnittstelle (BCG450)

Übertragungsrate
Datenformat

Anschlüsse (Messkabelstecker)
TxD (Transmit Data)
RxD (Receive Data)
Speisung Masse (GND)

D-Sub-Stecker ,15-polig, Stifte→  21→  22abgeschirmt, Anzahl Adern abhängig
von den verwendeten Funktionen, max.
15-polig plus Abschirmung≤35 m (0.25 mm² Leiterquerschnitt)≤50 m (0.34 mm² Leiterquerschnitt)≤100 m (1.0 mm² Leiterquerschnitt)≤30 m
42 kΩ Widerstand zwischen Pin 10 und
Pin 5 (Messkabelstecker)

Atmosphärenschaltfunktion, → unten
2 (Setpoint A und B)
1×10-9 mbar … 100 mbar
Schaltpunkte lokal mit Potenziometern
einstellbar, je ein potenzialfreier Arbeitskontakt (→  22, 47).
(Einstellen der Schaltfunktionen überFeldbus-Schnittstelle → jeweiliges Feldbus-Kapitel)2 (Setpoint A und B)
1×10-9 mbar … 100 mbar
einstellbar via EtherCAT-Schnittstelle(→  [2], [4]2 (Setpoint A und B)
1×10-9 mbar … 100 mbar
einstellbar via PROFINET-Schnittstelle(→  [5])≤60 V (dc), 0.5 A (dc)
Atmosphärenschaltschwelle überserielle Schnittstellen programmierbar(→  34)
Schaltschwelle über RS232 programmierbar. Relaiskontakt("Atmosphärendruck erreicht") auf dem
Messkabelstecker (Pin 1 und 4, →  21
und 36)≤30 V (ac) / (dc), 0.3 (ac) / (dc)
Schaltschwelle und Relaisfunktion"Atmosphärendruck erreicht" über Feldbusschnittstellen programmierbar(→  [1], [2], [3], [4], [5]).
≤60 V(dc), 0.5 A (dc) (wie SP A/B)

9600 Baudbinär
8 Data-Bits
ein Stop-Bit
kein Parity-Bit
kein HandshakePin 13
Pin 14
Pin 5

Funktion und Kommunikationsprotokoll der RS232C-Schnittstelle →  38
10

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

PROFINET-Schnittstelle(BCG450-PN)

Bezeichnung
Gültige Spezifikation, Datenformat,
KommunikationsprotokollÜbertragungsrate
Schnittstelle physikalischEthernet-Anschluss
Kabel
Kabellänge

DeviceNet-Schnittstelle(BCG450-SD)

Kommunikationsprotokoll, Datenformat→  [1], [7]CAN-Bus

Knotenadresse (MAC ID)(mit Schalter "ADDRESS, MSD, LSD"
einstellbar)
DeviceNet-Anschluss
Kabel
Kabellänge, Systemverdrahtung

125 kBaud
250 kBaud
500 kBaud (ab Werk)"P" (programmierbar 125 kBaud,
250 kBaud, 500 kBaud über DeviceNet(→  [1]))0 … 63dec (63dec ab Werk)"P" (programmierbar 0 … 63 überDeviceNet, →  [1])Micro-Style, 5-polig, Stifte
5-poliges, abgeschirmtes DeviceNetSpezialkabel (→  24 und  [7])gemäß DeviceNet-Spezifikationen(→  [9], [7])→  [11], [12]→  [13], [14]Übertragungsrate
Knotenadresse
Schnittstelle physikalisch

100 Mbps
eindeutige Identifizierung
100Base-Tx (IEEE 802.3)

Ethernet-Anschluss

2×RJ45, 8-polig, Buchsen<IN>: EtherCAT Eingang<OUT>: EtherCAT Ausgang
8-poliges abgeschirmtes Ethernet
Patchkabel (Qualität CAT5e oderhöher)≤100 mKabellänge

BCG450-xx.ga→  [9]Bezeichnung
Gültige Spezifikation, Datenformat,
Kommunikationsprotokoll
353-592, 353-592
353-598, 353-599

Kabel(2024-02)

2×RJ45, 8-polig, Buchsen<IN>: PROFINET Eingang<OUT>: PROFINET Ausgang
8-poliges abgeschirmtes Ethernet
Patchkabel (Qualität CAT5e oderhöher)≤100 mDeviceNetÜbertragungsrate (mit Schalter "RATE"
einstellbar)

tina40d1-f→  [5]100 Mbps
100Base-Tx (IEEE 802.3)

Bezeichnung
Gültige Spezifikation
Schnittstelle physikalischEtherCAT-Schnittstelle(BCG450-SE)

PROFINET

EtherCAT

11

PROFIBUS-Schnittstelle(BCG450-SP)

Bezeichnung
Gültige Spezifikation

PROFIBUS

Kommunikationsprotokoll, Datenformat
Schnittstelle physikalisch→  [3], [10]RS485Übertragungsrate≤12 MBaud (→  [3])Geräteadresse
lokal(mit hexadezimalen Schaltern"ADDRESS, MSD, LSD" einstellbar)
ab Werküber PROFIBUS("ADDRESS" Schalter auf >7Dhex(>125dec))

00 … 7Dhex (0 … 125dec)
5Chex

PROFIBUS-Anschluss
Kabel
Kabellänge, Systemverdrahtung

Werkstoffe, inneres Volumen(Gegen Vakuum)
Gehäuse, Halterungen,
AbschirmungenDurchführungen
Isolator
KathodeKathodenhalter
Pirani-Element
Sensor-Membran
Sensor-Kontaktierung
Inneres Volumen
DN 25 ISO-KF
DN 40 CF-R
Maximal zulässiger Druck12→  [10]00 … 7Dhex (0 … 125dec)
D-Sub, 9-polig, Buchsen
Abgeschirmtes PROFIBUS-Spezialkabel (→  26 und  [8])gemäß PROFIBUS Spezifikationen(→  [10], [8])Edelstahl
NiFe, vernickelt
Glas
Iridium, Yttriumoxid (Y2O3)
Molybdän
Wolfram, Kupfer
Keramik (Al2O3)
SnAg≈24 cm3≈34 cm3
5 bar (absolut)

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.gaUmgebung

Zulässige Temperaturen
Lagerung
Betrieb
Ausheizen
Relative Feuchte(Jahresmittel / an 60 Tagen)
Verwendung
Einbaulage
Verschmutzungsgrad
Schutzart

Abmessungen [mm]-20 … 70 °C
0 … 50 °C+80 °C (am Vakuumanschluss, Elektronikeinheit abgenommen, horizontale
Einbaulage)≤65 / 85% (nicht kondensierend)
nur in Innenräumen
Höhe bis 2000 m NN
beliebig
2
IP30

4-40UNC 2B

4-40UNC 2B

DN 25 ISO-KF
DN 40 CF-R

Messröhren mit DeviceNet-Anschlussstecker sind 14 mm länger.

Gewicht

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BCG450-xx.ga

353-550, 353-552, 353-561
353-551, 353-553
353-517, 353-554, 353-557, 353-562, 353-592, 353-598
353-518, 353-556, 353-558, 353-593, 353-599≈305 g≈565 g≈445 g≈710 g13

3 Einbau
3.1 Vakuumanschluss

GEFAHR
Ausströmendes Prozessmedium
Starke mechanische, chemische oder thermische Beanspruchungkann Lecks im Messsensor verursachen. Dies kann bei Überdruck im
Vakuumsystem zu Gefahren durch ausströmende Prozessmedien
führen.
• Starke mechanische, chemische oder thermische Beanspruchungund Überdruck im Vakuumsystem vermeiden.
•

Durch geeignete Maßnahmen (z. B. Gaszufuhr unterbrechen, Absaugung, Lecktest) sicherstellen, dass durch ausströmende Prozessmedien keine Gefahren oder Schäden entstehen.

GEFAHRÜberdruck im Vakuumsystem >1 barÖffnen von Spannelementen bei Überdruck im Vakuumsystem kannzu Verletzungen durch herumfliegende Teile und Gesundheitsschäden
durch ausströmendes Prozessmedium führen.
Spannelemente nicht öffnen, solange Überdruck im Vakuumsystemherrscht. Für Überdruck geeignete Spannelemente verwenden.

GEFAHRÜberdruck im Vakuumsystem >2.5 bar
Bei KF-Flanschverbindungen können elastomere Dichtungen (z.B.
O-Ringe) dem Druck nicht mehr standhalten. Dies kann zu Gesundheitsschäden durch ausströmendes Prozessmedium führen.
O-Ringe mit einem Außenzentrierring verwenden.

GEFAHRDie Messröhre muss galvanisch mit der geerdeten Vakuumkammer
verbunden sein. Die Verbindung muss den Anforderungen einer
Schutzverbindung nach EN 61010 entsprechen:•

CF-Vakuumanschlüsse entsprechen dieser Forderung•

Für KF-Vakuumanschlüsse ist ein elektrisch leitender Spannring
zu verwenden.

Vorsicht
Vakuumkomponente
Schmutz und Beschädigungen beeinträchtigen die Funktion der Vakuumkomponente.
Beim Umgang mit Vakuumkomponenten die Regeln in Bezug auf Sauberkeit und Schutz vor Beschädigung beachten.

14

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Vorsicht
Verschmutzungsempfindlicher Bereich
Das Berühren des Produkts oder von Teilen davon mit bloßen Händen
erhöht die Desorptionsrate.
Saubere, fusselfreie Handschuhe tragen und sauberes Werkzeug benutzen.
Die Einbaulage ist beliebig. Damit Kondensate und Partikel nicht in die
Messkammer gelangen, ist eine waagrechte bis stehende Einbaulage
zu bevorzugen. Den notwendigen Platzbedarf ersehen Sie aus dem
Maßbild (→  13).

Vorgehen•

Die Messröhre wird standardmäßig mit eingebautem Gitter ausgeliefert. Bei
potenziell verschmutzenden Anwendungen und zum Schutz der Elektroden vor
Licht und schnellen Ladungsträgern wird empfohlen, das optionale Baffle(→  57) einzubauen (→  18).

•

Der Sensor kann bis zu 80 °C (am Vakuumanschluss) ausgeheizt werden(horizontale Einbaulage). Dabei muss ab 50 °C die Elektronikeinheit entfernt(→  17) werden.

 Schutzkappe entfernen.

Schutzkappe wird bei Instandhaltungsarbeiten benötigt.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

15 Vakuumanschluss herstellen.
Wir empfehlen kein Vakuumfett zu verwenden.

Dichtung mit Zenterring

oder

Dichtung mit Zenterring
und Baffle (Option)

Bauen Sie die Messröhre so ein, dass für die Einstellarbeiten im eingebauten Zustand die Zugänglichkeit mit den vorgeschriebenen Werkzeugen gewährleistet ist (→  47).
Beachten Sie beim Einbau den Platzbedarf für das Ein-/ Ausstecken
und die zulässigen Biegeradien der Kabel.
Bei Messröhren mit Anzeige soll das Ablesen der Anzeige bequemmöglich sein.

16

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

3.1.1 Elektronikeinheit
abnehmen / aufsetzen
Benötigtes Werkzeug /Material•

Elektronikeinheit abnehmen

 Innensechskant-Gewindestift (1) seitlich an der Elektronikeinheit (2) lösen.

Innensechskantschlüssel SW 2.5

12 Elektronikeinheit ohne Drehbewegung abnehmen.

Elektronikeinheit aufsetzen

 Elektronikeinheit (2) auf den Sensor (3) aufsetzen (Orientierung der Nut (4)und der Steckerstifte beachten).

4

2

3

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga17 Elektronikeinheit bis zum Anschlag schieben und mit dem InnensechskantGewindestift arretieren.

3.1.2 Optionales Baffle
einbauen / ausbauen

Voraussetzung
Benötigtes Werkzeug /Material

Baffle einbauen

Bei stark verschmutzenden Prozessen und wenn die Messelektroden optisch gegen Licht und schnelle Ladungsträger geschützt werden müssen, empfiehlt es sich,das standardmäßig eingebaute Gitter durch das optionale Baffle (→  57) zu
ersetzen.
Messröhre ausgebaut (→  50).
•

Baffle (→  57)•

Spitze Pinzette•

Stift (z.B. Bleistift)•

Schraubendreher Nr. 1

 Das Gitter mit der Pinzette vorsichtig entfernen.

 Das Baffle sorgfältig auf den Sensoreingang legen.

18

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

 Das Baffle in der Mitte mit einem Stift vorsichtig hineindrücken bis es einrastet.

Baffle ausbauen

Das Baffle mit dem Schraubendreher vorsichtig entfernen.

3.2 Elektrischer Anschluss
3.2.1 Verwendung mit einem
INFICON Vacuum Gauge
Controller VGC40x /VGC50xFür den Betrieb mit einem INFICON Vacuum Gauge Controller VGC40x / VGC50x
wird ein entsprechendes Messkabel benötigt (www.inficon.com). Dieses Kabel
erlaubt die Speisung der Messröhre, das Übertragen von Messwerten undGerätezuständen sowie das Einstellen von Geräteparametern.

Vorsicht
Datenübertragungsfehler
Der Versuch, die Feldbusmessröhren BCG450-PN / -SD / -SE / -SP
mit einem Vacuum Gauge Controller VGC40x / VGC50x (RS232C) zu
betreiben, kann zu fehlerhaften Daten und Störungen der Datenübertragung führen.
Ein Betrieb der Feldbusmessröhren mit dem VGC40x / VGC50x(RS232C) ist nicht zulässig..

Benötigtes Material /Werkzeugetina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga•

Messkabel (www.inficon.com).

19

Vorgehen Kabeldose des Messkabels an der Messröhre anschließen und mit den
Schrauben sichern.

 Das andere Ende des Messkabels an das VGC40x / VGC50x anschließen
und sichern.

Die Messröhre kann jetzt zusammen mit einem INFICON Vacuum Gauge
Controller VGC40x / VGC50x in Betrieb genommen werden.

3.2.2 Verwendung mit anderen
Auswertegeräten

3.2.2.1 Messkabel anfertigen

Die Messröhre kann auch mit einem anderen Auswertegerät betrieben werden.
Die Feldbus-Messröhren BCG450-PN (PROFINET), BCG450-SD (DeviceNet),BCG450-SE (EtherCAT) und BCG450-SP (PROFIBUS) sind für einen Betrieb in
einem System bzw. Netzwerk vorgesehen, wobei die übergeordnete Steuerung(Master, Host) über die entsprechende Software und das richtige Kommunikationsprotokoll verfügen muss.

Obwohl die Übertragung des Druckmesswertes bei den Messröhren
BCG450-PN, BCG450-SD, BCG450-SE und BCG450-SP normalerweise über den entsprechenden Feldbus erfolgt, wird in diesem Dokument
der Begriff "Messkabel" aus Kompatibilitätsgründen für alle BCG450
Ausführungen beibehalten.
Dieses Kabel wird bei allen BCG450-Ausführungen zumindest für die
Stromversorgung der Messröhre und den Zugriff zu den Schaltfunktionen benötigt (→  22).

KabeltypAnzahl und Querschnitt der Adern im Messkabel hängen von der Betriebsart, denverwendeten Messröhrenfunktionen und der Kabellänge ab (→  9).

Vorgehen Kabeldose (D-Sub, 15-polig, Buchsen) öffnen.
 Messkabel vorbereiten und nach Schema der verwendeten Röhre in derKabeldose einlöten bzw. crimpen:

20

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Messkabelanschluss
BCG4501

Atmosphärendruckerreicht

4

TxD

13
RS232

RxD

14

Degas

7

Degas

2

-

Messsignal

-

12

+

42 kΩ

1.25 AT

8

Ident.

10515

Masse 24 V-Speisung
Erde (Gehäuse, Vakuumanschluss)

9

1

15

8

- - 24V

15-pol. D-Sub,
Buchsen,lötseitig

Elektrischer Anschluss
Pin 1
Pin 2
Pin 4
Pin 5
Pin 7
Pin 8
Pin 10
Pin 12
Pin 13
Pin 14
Pin 15

Relais "Atmosphärendruck erreicht" Arbeitskontakt (NO)Messsignalausgang
Relais "Atmosphärendruck erreicht" Gemeinsamer Kontakt (com)Speisung Masse
Degas Ein, aktiv highSpeisung
Messröhrenidentifikation
Messsignal Masse
RS232, TxD
RS232, RxD
nicht anschließen

0 … +10.13 V

0V
0 V/+24 V+24 V

Pins 3, 6, 9 und 11 sind messröhrenseitig nicht belegt.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

21

Messkabelanschluss
BCG450-PN, -SD, -SE, -SP(
Schwellwerte

-

)

1)

SP A
SP B

3
6
1

SP A 2)

4
9

SP B 2)

11
13

14
Degas

7

-

Degas

2

Messsignal

-

12

+

42 kΩ

1.25 AT810- - 24V

Ident.

5
15
Masse 24 V-Speisung

9

1

15

8

Erde (Gehäuse, Vakuumanschluss)

15-pol. D-Sub,
Buchsen,lötseitig

Elektrischer Anschluss
Pin
Pin
Pin
Pin

1
2
3
4

Pin 5
Pin 6
Pin 7
Pin 8
Pin 9
Pin 10
Pin 11
Pin 12
Pin 13
Pin 14
Pin 15
1)

2)

Relais Schaltfunktion A, Arbeitskontakt (NO)Messsignalausgang
Schwellwert (setpoint) A
Relais Schaltfunktion A,
gemeinsamer Kontakt (com)Speisung Masse
Schwellwert (setpoint) B
Degas Ein, aktiv highSpeisung
Relais Schaltfunktion B, Arbeitskontakt (NO)
Messröhrenidentifikation
Relais Schaltfunktion B,
gemeinsamer Kontakt (com)Messsignal Masse
nicht anschließen
nicht anschließen
nicht anschließen

2)

1)

0 … +10.13 V
0 … +10 V

2)

1)

0V
0 … +10 V
0 V/+24 V
+24 V

2)

2)

Für den normalen Betrieb der Messröhre dürfen Pin 3 und Pin 6 nicht
angeschlossen werden. Diese Anschlüsse dienen ausschließlich der
Schwellwerteinstellung der Schaltfunktionen (→  47).
Umprogrammierbar auf Atmosphärenschaltfunktion über Feldbusschnittstellen (→  36 und  [1], [2], [3], [4], [5]).

WARNUNG
Falscher Anschluss, falsche Polarität oder nicht zulässige Speisespannung können die Messröhre beschädigen.

22

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Bei Leitungslängen bis 5 m (bei 0.34 mm2 Leiterquerschnitt) kann das
Messsignal direkt zwischen positivem Signalausgang (Pin 2) und Speisungserde (Pin 5) gemessen werden. Bei größerer Leitungslänge wird
differentielle Messung zwischen Signalausgang (Pin 2) und Signalmasse (Pin 12) empfohlen.

 Kabeldose zusammenbauen.
 Das andere Kabelende gemäß dem Anschluss des Auswertegerätes vorbereiten und konfektionieren.

 Kabeldose an Messröhre anschließen und mit den Schrauben sichern.

 Das andere Kabelende an das Auswertegerät anschließen.
Die Messröhre kann jetzt über die analoge und die RS232C-Schnittstelle in
Betrieb genommen werden.

3.2.2.2 Anfertigung zweier
PROFINET-Schnittstellenkabel (BCG450-PN)

Falls keine solche Kabel vorhanden sind, müssen dieses gemäß folgenden Angaben hergestellt werden.

KabeltypAbgeschirmtes Ethernet Patchkabel (Qualität CAT5e oder höher).

Vorgehen Ethernet-Kabel gemäß folgenden Angaben herstellen.
8

Pin 1
Pin 2
Pin 3
Pin 4
Pin 5
Pin 6
Pin 7
Pin 8

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

1

FCC68, 8-polig,
Stecker, lötseitig

TD+ Sendedaten +TD– Sendedaten –RD+ Empfangsdaten +nicht belegt
nicht belegt
RD– Empfangsdaten –nicht belegt
nicht belegt23 Ethernet-Kabel (und Messkabel) an die Messröhre anschließen: Das Ethernet-Kabel vom Ausgang <OUT> des Vorgängergerätes am Eingang <IN>
des BCG450-PN, und das Kabel vom Ausgang <OUT> des BCG450-PN
am Eingang <IN> des Folgegerätes anschließen.
FCC68-Kabel
Ausgang <OUT>
FCC68-Kabel
Eingang <IN>
Messkabel Messkabeldose verriegeln.
Die Messröhre kann jetzt mit der PROFINET-Schnittstelle in Betrieb
genommen werden (→  42).

3.2.2.3 DeviceNet-Schnittstellenkabel anfertigen(BCG450-SD)

Für die Inbetriebnahme der Messröhren vom Typ BCG450-SD am DeviceNet ist
ein dem DeviceNet-Standard entsprechendes Schnittstellenkabel erforderlich.
Falls kein solches Kabel vorhanden ist, muss dieses gemäß folgenden Angaben
hergestellt werden.

KabeltypEs darf nur das 5-polige, geschirmte Spezialkabel gemäß DeviceNet-Standard
eingesetzt werden (→  [7], [9]).

Vorgehen DeviceNet-Kabel gemäß folgenden Angaben herstellen.
1
2

4
3

Pin 1
Pin 2
Pin 3
Pin 4
Pin 5

24

5

Micro-Style, 5-polig,(DeviceNet)
Buchsen, lötseitig

Drain
Speisung+24 V (dc) (nur DeviceNet)
Speisungserde
GND (nur DeviceNet)
CAN_H
CAN_L

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga DeviceNet-Kabel (und Messkabel) an die Messröhre anschließen.

 DeviceNet-Kabeldose (und Messkabeldose) verriegeln.
Die Messröhre kann jetzt mit der DeviceNet-Schnittstelle in Betrieb genommen werden (→  42).

3.2.2.4 Anfertigung zweier
EtherCAT-Schnittstellenkabel (BCG450-SE)

Falls keine solche Kabel vorhanden sind, müssen dieses gemäß folgenden Angaben hergestellt werden.

KabeltypAbgeschirmtes Ethernet Patchkabel (Qualität CAT5e oder höher).

Vorgehen Ethernet-Kabel gemäß folgenden Angaben herstellen.
8

Pin 1
Pin 2
Pin 3
Pin 4
Pin 5
Pin 6
Pin 7
Pin 8

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

1

FCC68, 8-polig,
Stecker, lötseitig

TD+ Sendedaten +TD– Sendedaten –RD+ Empfangsdaten +nicht belegt
nicht belegt
RD– Empfangsdaten –nicht belegt
nicht belegt

25 Ethernet-Kabel (und Messkabel) an die Messröhre anschließen: Das Ether-

net-Kabel vom Ausgang <OUT> des Vorgängergerätes am Eingang <IN>
des BCG450-SE, und das Kabel vom Ausgang <OUT> des BCG450-SE am
Eingang <IN> des Folgegerätes anschließen.
FCC68-Kabel
Ausgang <OUT>
FCC68-Kabel
Eingang <IN>
Messkabel Messkabeldose verriegeln.
Die Messröhre kann jetzt mit der EtherCAT-Schnittstelle in Betrieb genommen werden (→  44).

3.2.2.5 PROFIBUS-Schnittstellenkabel anfertigen(BCG450-SP)

Für die Inbetriebnahme der Messröhren vom Typ BCG450-SP am PROFIBUS ist
ein dem PROFIBUS-Standard entsprechendes Schnittstellenkabel erforderlich.
Falls kein solches Kabel vorhanden ist, muss dieses gemäß folgenden Angaben
hergestellt werden.

KabeltypEs darf nur das für PROFIBUS-Anwendungen zugelassene Kabel eingesetzt
werden (→  [8] und [10]).

Vorgehen PROFIBUS-Kabel gemäß folgenden Angaben herstellen.
1

5

D-Sub, 9-polig,
Stifte, lötseitig
6

Pin 1
Pin 2
Pin 3
Pin 4
Pin 5

26

9

nicht anschließen
nicht anschließen
RxD/TxD-P
CNTR-P 1)
DGND 2)

Pin 6
Pin 7
Pin 8
Pin 9

VP
nicht belegt
RxD/TxD-N
nicht belegt

1)

Wird nur bei Verwendung von optical link-Modulen angeschlossen.

2)

Wird nur bei Endgeräten im PROFIBUS-System zum Leitungsabschluss
benötigt (→  [8]).

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga PROFIBUS-Kabel (und Messkabel) an die Messröhre anschließen.

 PROFIBUS-Kabelstecker (und Messkabeldose) verriegeln.
Die Messröhre kann jetzt mit der PROFIBUS-Schnittstelle in Betrieb genommen werden (→  45).

3.2.3 Optionales 24 V (dc)Netzteil verwenden(mit RS232C-Leitung)Technische Daten

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Die Verwendung der optionalen 24 V (dc) Netzteils (→  57) ermöglicht den
RS232C-Betrieb der BCG450-Messröhren mit einem beliebigen, dafür geeigneten
Auswertegerät.
Voraussetzung für den Betrieb ist eine Software im Auswertegerät, die das
RS232C-Protokoll der Messröhre unterstützt (→  38).
Netzanschluss
Netzspannung
Netzkabel

90 … 250 V (ac), 50 … 60 Hz
1.8 Meter (Schuko DIN- und USAStecker)

Ausgang (Messröhrenspeisung)
Spannung
Strom

21 … 27 V (dc), eingestellt auf 24 V (dc)max. 1.5 A

Messröhrenanschluss
Stecker
24 V (dc)-Kabel

D-Sub-Dose, 15-polig
5 Meter, schwarz

Auswertegeräteanschluss
RS232C-Anschluss
Kabel

D-Sub-Dose, 9-polig
5 Meter, schwarz, 3-polig abgeschirmt

27

Schema

Netzteil anschließen

 Das Netzteil an die Messröhre anschließen und die Kabeldose mit den
Schrauben verriegeln.

 Das RS232C-Kabel an das Auswertegerät anschließen und die Kabeldose
mit den Schrauben verriegeln.

RS232CPC

Netz

Netzteil
BCG450 Netzteil an das Netz anschließen.
Die Messröhre kann nun mit der RS232C-Schnittstelle in Betrieb genommen werden (→  38).

28

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

4 Betrieb
4.1 Messprinzip,
Messverhalten

Die BCG450-Messröhren enthalten drei separate Messsysteme (HeißkathodenIonisations-Sensor nach Bayard-Alpert (BA), Pirani-Sensor und einen kapazitiven
Membran-Sensor).

Bayard-Alpert (BA)

Das BA–Messsystem besitzt ein Elektrodensystem nach Bayard-Alpert, welches
auf eine niedrige Röntgengrenze ausgelegt ist.
Das Messprinzip dieses Messsystems beruht auf der Gasionisation. Von der Heißkhatode (F) emittierte Elektronen ionisieren eine dem Druck im Messraum proportionale Anzahl Moleküle. Der Ionenauffänger (IC) nimmt den dadurch erzeugten
Ionenstrom I+ auf und führt ihn dem Elektrometerverstärker des Messinstrumentes
zu. Der Ionenstrom ist vom Emissionsstrom Ie, der Gasart und vom Gasdruck p
abhängig gemäß folgender Beziehung:I+ = Ie × p × C
Der Faktor C wird als Empfindlichkeit der Messröhre bezeichnet. Er wird meist für
N2 angegeben.
Die untere Messgrenze liegt bei 5×10-10 mbar (Vakuumanschluss der Messröhre
mit Metalldichtung).
Damit der ganze Bereich 5×10-10 mbar … 10-2 mbar sinnvoll abgedeckt werdenkann, wird im höheren Druckbereich (Feinvakuum) ein niedriger Emissionsstrom
und im Bereich niedrigen Drucks (Hochvakuum) ein hoher Emissionsstrom benutzt.
Die Emissionsstrom-Umschaltung geschieht bei abnehmendem Druck bei etwa
7.2×10-6 mbar, bei zunehmendem Druck bei etwa 3.2×10-5 mbar. Beim Umschaltenkann die BCG450 kurzzeitig (<2 s) von der spezifizierten Genauigkeit abweichen.
IC
F

+

EC

40V

–

–

200V

+

(Degas 250V)
EC
F

IC

Aufbau des BA-Messsystem
F
Heißkhatode (Filament)
IC Ionenauffänger (Kollektor)
EC Anode (Elektronenauffänger)

Piranitina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Innerhalb gewisser Grenzen ist die Wärmeleitfähigkeit von Gasen druckabhängig.
Diese physikalische Erscheinung wird im Wärmeleitungs-Vakuummeter nach Pirani
zur Druckmessung ausgenützt. Als Messschaltung wird eine selbstabgleichende
Brückenschaltung verwendet (→ Prinzipschaltbild). Das eigentliche Messelement
ist ein dünner Wolframdraht. Mit einer geeigneten Regelschaltung wird der Widerstand des Drahtes und damit seine Temperatur konstant gehalten. Die dem Draht
zugeführte elektrische Leistung ist dann ein Maß für die durch Wärmeleitung im
Gas abgeführte Leistung und damit den Gasdruck. Das Grundprinzip der verwendeten selbstabgleichenden Brückenschaltung zeigt folgendes Prinzipschaltbild.

29

Prinzipschaltbild

Vb

Pirani-Sensor

Die Brückenspannung Vb ist ein Maß für den Gasdruck und wird elektronisch weiterverarbeitet (Linearisierung, Digitalisierung).

Kapazitiver Membran-Sensor

Ein kapazitiver Membran-Sensor besteht aus einer Referenzvakuumkammer, diegegen den gemessenen Gasdruck mit einer Keramikmembrane abgeschlossen ist
und einem Elektrodensystem. Bei einem Druckunterschied an der Membrane wird
diese ausgelenkt und verursacht eine Kapazitätsänderung zwischen den Elektroden (→ Prinzipschaltbild). Die Kapazitätsänderung wird durch die Messröhrenelektronik erfasst und in einen Druck-Messwert umgerechnet.

Prinzipschaltbild

Membran

Referenzvakuumkammer
Elektroden

GemessenerGasdruck

Messsignal
Kapazitätsmessung

Messbereich

Die BCG450-Messröhren decken den Messbereich 5×10-10 mbar … 1500 mbar
kontinuierlich ab.
•

Die Pirani-Messung ist dauernd aktiv und überwacht den Druck.

•

Die Heißkathode (gesteuert durch den Pirani-Messteil) wird erst bei Drücken
<2.4×10-2 mbar aktiviert.

Falls der gemessene Druck höher als diese Umschaltschwelle ist, bleibt die Heißkathode ausgeschaltet und der Pirani-Messwert erscheint am Ausgang als Messsignal.
Wenn der Pirani-Messwert diese Umschaltschwelle (p = 2.4×10-2 mbar) unterschreitet, schaltet sich die Heißkathode ein. Nach dem Aufheizen wird der Heißkathoden-Messwert auf den Ausgang gegeben. In einem Mischbereich
5.5×10-3 … 2.0×10-2 mbar wird das Ausgangssignal aus beiden Messwerte zusammengesetzt.
Beim Ansteigen des Drucks über die Umschaltschwelle (p = 3.2×10-2 mbar) wird
die Heißkathode abgeschaltet. Am Ausgang erscheint dann wieder der PiraniMesswert.
•

Ab 10 mbar (bis 1500 mbar) wird der Messwert des kapazitiven Membran-Sensors verwendet.

In einem Mischbereich 1 … 10 mbar wird das Ausgangssignal aus den beiden
Messwerten des Pirani-Sensors und des Membran-Sensors zusammengesetzt.

30

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Gasartabhängigkeit

Durch die Verwendung des Kapazitiven Membran-Sensors im oberen Druckbereich wird eine geringe Gasartabhängigkeit erreicht.
Druckbereich

Messprinzip

Gasartabhängigkeit

10 … 1500 mbar

Kapazitiver
Membran-Sensor

gasartunabhängig, keine Korrektur
erforderlich

1 … 10 mbar

Kapazitiver
Membran-Sensor
und Pirani-Sensor

Mischbereich

2×10-2 … 1 mbar

1)

4.2 Arbeitsweise derMessröhre

Pirani-Sensor

1)

5×10-3 …
2×10-2 mbar

Pirani-Sensor
und Heißkathoden- Mischbereich
Ionisation (BA)

5×10-10 …
5×10-3 mbar

HeißkathodenIonisation (BA)1)

Der angezeigte Messwert gilt für trockene Luft, O2, CO und N2 und ist für andere Gase entsprechend umzurechnen (→ Anhang B).

Die analogen Messwerte der drei Sensoren werden digitalisiert und in einem MikroController zu einem Wert verarbeitet, der dem Totaldruck entspricht. Dieser Wert
steht als analoges Messsignal (0 … +10.13 V) am Ausgang (Messkabelstecker
Pin 2 und Pin 12) zur Verfügung. Das maximale Ausgangssignal wird intern auf+10.13 V (1500 mbar) begrenzt. Der Messwert kann außerdem als digitaler Wert
über die RS232C-Schnittstelle (nur BCG450) (Pin 13, 14 und 5) abgefragt werden(→  38). Bei den Messröhren mit Anzeige wird der Wert als Druck angezeigt. Die
aktuelle Maßeinheit für den Druck ist ab Werk auf mbar eingestellt. Sie kann aberüber die RS232C-Schnittstelle (nur BCG450) verändert werden (→  38).
Der interne Mikro-Controller übernimmt außerdem die Umwandlung der Messsignale, die Emissions-Überwachung, das Berechnen des Totaldruckes aus den
Messwerten der drei Sensoren und die Kommunikation über die RS232C-Schnittstelle (nur BCG450).
Eine Atmosphärenschaltfunktion erlaubt die Definition einer Atmosphärenschaltschwelle, bei der ein (Halbleiter-) Relais "Atmosphärendruck erreicht" aktiviert bzw.
deaktiviert wird. Diese Schwelle kann durch den Benutzer in Prozent des aktuellen
Atmosphärendrucks (Umgebung) programmiert werden.

Feldbus-Versionen(BCG450-PN, BCG450-SD,
BCG450-SE, BCG450-SP)

Diese Messröhren erlauben den Betrieb im Verbund mit anderen, für den jeweiligen Feldbus geeigneten Geräten. Technische Daten, die physikalische Schnittstelle und die Kommunikation werden in den entsprechenden Kapiteln beschrieben(→  42 für PROFINET, →  42 für DeviceNet,  44 für EtherCAT und  45 für
PROFIBUS).
Zusätzlich sind in dieser Messröhre zwei einstellbare Schaltfunktionen integriert.
Die entsprechenden Relaiskontakte stehen am Messkabelstecker zur Verfügung
(→  10, 22, 47).
Messteil und Auswerteelektronik aller BCG450-Messröhren sind identisch.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

31

4.3 Inbetriebnahme

Nach dem Anlegen der Speisespannung (→ Technische Daten) steht zwischen
den Anschlüssen 2 (+) und 12 (–) am Messkabelstecker das Messsignal zur Verfügung (Beziehung zwischen Messsignal und Druck → Anhang A).
Eine Stabilisierungszeit von ca. 10 min. ist zu beachten. Die Messröhre sollte unabhängig vom anliegenden Druck immer eingeschaltet bleiben.
Die Kommunikation mit der Messröhre über die digitalen Schnittstellen wird später
in den entsprechenden Kapiteln beschrieben.

4.4 Degas
Verschmutzung

Fehlfunktionen der Messröhre, die auf Verschmutzung oder Verschleißzurückzuführen sind, sowie Verschleißteile (z. B. Heizfaden), fallen nicht
unter die Gewährleistung.
Ablagerungen auf dem BA-Elektrodensystem der Messröhre können Instabilitäten
des Messwertes zur Folge haben.
Der Degas-Betrieb ermöglicht eine insitu Reinigung des Elektrodensystems mittels
Erhitzung des Elektronenauffängergitters auf ca. 700 °C durch Elektronen-Bombardement.
Dieser Ausheizvorgang (Degas) kann je nach Anwendung durch eine Steuerungüber eine der digitalen Schnittstellen der Messröhre erfolgen. Der Ausheizvorgang
wird nach Ablauf von 3 Minuten selbstständig abgeschaltet, falls er nicht bereits
vorher beendet wurde.
Der Degas-Betrieb sollte bei Drücken unterhalb 7.2×10-6 mbar (5 mA
Emissionsstrom) durchgeführt werden.
Für einen wiederholten Degas-Vorgang muss das Steuersignal zunächst von Ein(+24 V) auf Aus (0 V) wechseln, um dann mit Ein (+24 V) erneut Degas zu starten.
Es wird empfohlen, das Degas-Signal jeweils nach 3 Minuten Ausheizen durch die
Steuerung wieder auf Aus zu setzen, um wieder einen eindeutigen Betriebszustand herzustellen.
Ein weiterer Degas-Zyklus kann erst nach Ablauf von 30 Min. gestartet
werden.

32

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

4.5 "Emission Control
Mode"Allgemein

Die Funktion "Emission Control Mode" bestimmt die Regeln, nach denen die Emission der Messröhre ein- und ausgeschaltet werden.
Die Möglichkeit, die Emission manuell zu schalten, wirkt sich bei Anwendungen,bei denen die Prozesskammer häufig belüftet werden muss, positiv auf die Messröhrenlebensdauer aus.
"Emission Control Mode"

Beschreibung•

Automatisch (AUTO)

In der ab Werk eingestellten, automatischen Betriebsart wird die Emission selbständig von der Messröhrenelektronik ein- und ausgeschaltet. Die Emission wird
jedoch nur dann eingeschaltet, wenn der Druckmesswert unter den "Einschaltdruck" (→  8) sinkt. Bei
einem Druckanstieg über den "Ausschaltdruck"(→  8) wird die Emission ausgeschaltet.
Der Anwender kann jedoch die Emission, falls dieseeingeschaltet ist, jederzeit über die Schnittstellen ausschalten (→ unten).
Wird bei eingeschalteter Emission manuell ausgeschaltet, erfolgt eine erneute Emissionseinschaltung
erst dann, wenn der Druck über den "Ausschaltdruck"ansteigt und anschließend wieder unter den "Einschaltdruck" absinkt.

•

Manuell (MAN)In dieser Betriebsart kann die Emission durch den
Anwender manuell ein- und ausgeschaltet werden. Ein
Einschalten der Emission ist jedoch nur möglich, wenn
der Druck kleiner ist als der "Einschaltdruck" (→  8).
Steigt der Druck bei eingeschalteter Emission über den"Ausschaltdruck" (→  8), wird die Emission von der
Messröhre ausgeschaltet (der übertragene Messwert
entspricht dann dem Pirani-Messwert).
Nach dem Ausschalten der Emission durch den Anwender erfolgt keine automatische Umschaltung mehr(in den BA-Betrieb).

Auf den "Emission Control Mode" kann nur über die Schnittstellen zugegriffen werden (ausführliche Informationen →  38,  [1], [2], [3], [4],[5]).
Das Ein-/Ausschalten der Emission über RS232 ist auf  41 beschrieben.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

33

4.6 Atmosphärenschaltfunktion
4.6.1 Funktionsbeschreibung

Die Atmosphärenschaltfunktion erlaubt die Definition einer Atmosphärenschaltschwelle, bei der ein (Halbleiter-) Relais "Atmosphärendruck erreicht" aktiviert bzw.
deaktiviert wird 1).
Diese Schwelle kann durch den Benutzer in Prozent des aktuellen Atmosphärendrucks (Umgebung) programmiert werden 2).
Als Referenz für den Atmosphärendruck dient ein in der Messröhre eingebauter
Drucksensor (außerhalb des Vakuumsystems).
Es gilt die Beziehung:Atmosphärenschaltschwelle=

Atmosphärendruck × N—————————————
100

wobei:
Atmosphärenschaltschwelle[mbar] :Atmosphärendruck[mbar] :N[%] :Schaltschwelle, bei der bei ansteigendem Druck
im Vakuumsystem das Relais "Atmosphärendruck erreicht" aktiviert wird 3).
Umgebungs-Atmosphärendruck (100%) (außerhalb des Vakuumsystems gemessen).
Programmierbarer Prozentwert (Zulässiger Bereich: 1 … 140% 2), ab Werk: 99%)

Die obere Messbereichsgrenze der Messröhre beträgt 1500 mbar.
Übersteigt der nach obiger Formel errechnete Wert für die Atmosphärenschaltschwelle 1500 mbar, wird das Relais nie aktiviert. Dies ist bei
der Wahl des Prozentwertes N zu berücksichtigen.
Es ist möglich, den Atmosphärensensor zu kalibrieren (→  52).
1)

Die Messröhrenversionen unterscheiden sich bezüglich der Relaisausgänge für
die Atmosphärenschaltfunktion:
BCG450:BCG450-PN / -SD / -SE / -SP:

34

Ein fest zugeordneter (Halbleiter-)
Relaiskontakt ("Atmosphärendruck erreicht")
steht am Messkabelstecker (Pin 1 und 4) zur
Verfügung (→  21 und  36).
Über die jeweilige Feldbusschnittstelle können
die Relaisausgänge der Schaltfunktionen
SP A/B (→  22) auf die
Atmosphärenschaltfunktion umprogrammiert
werden (Detaillierte Informationen→  [1],[2], [3], [4], [5]).
(Ab Werk: Relaisfunktion = SP A/B)

2)

Die Programmierung des Prozentwertes kann nur über die seriellen Schnittstellen (RS232 oder PROFINET, DeviceNet, EtherCAT bzw. PROFIBUS) erfolgen (→  38 oder  [1], [2], [3], [4] , [5]).

3)Eine Hysterese von 2% des aktuellen Atmosphärenschaltschwellen-Wertes ist
fest programmiert (→ nachfolgendes Beispieldiagramm).

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Beispiel

Das folgende Diagramm zeigt die Wirkungsweise der Atmosphärenschaltfunktion
an einem Beispiel (kursiv = Beispielwerte):
Messsignal(Druck p)

1500 mbar
980 mbar

833 mbar

Obere Messbereichsgrenze der Messröhre
Atmosphärendruck (100%, Umgebung) 2)

Atmosphärenschaltschwelle (85%)

rt
we
s
es
M

816 mbar

Hysterese(2% der Atmosphärenschaltschwelle)

Relaisstatus "Atmosphärendruck erreicht"

4.6.2 Atmosphärenschaltschwelle programmieren

Die Programmierung der Atmosphärenschaltschwelle erfolgt ausschließlich überdie seriellen Schnittstellen.

Programmierung über RS232

Der maßgebliche Parameter: Prozent des Atmosphärendrucks (N) wird mit einem
5 Byte langen Befehls-String an die Messröhre übertragen (Allgemeine Daten derRS232-Schnittstelle →  38):
Byte Nr. Bezeichnung
0
1
2
3
4
1)

Datenstring-Länge
Daten
Daten
Daten
Checksumme(aus Bytes Nr. 1 … 3)

Wert

Bemerkungen

0x03
0x11
0x10
0x01 … 0x8C
0x00 … 0xFF

hex fester Wert
hex
hex
hex 1)
hex nur low Byte der Summe,
high Byte wird ignoriert

Zulässiger Bereich der Prozentzahl (N):0x01hex … 0x8Chex = 1 dec … 140 dec = 1% … 140% (ab Werk 99%).
Beispiel:
Atmosphärendruck = 1000 mbar (Beispiel) 2)
N = 99% (ab Werk)
Hysterese = 2% (fix)⇒ Atmosphärenschaltschwelle = 990 mbar
⇒ Das Relais "Atmosphärendruck erreicht" wird beim Überschreiten von
990 mbar aktiviert und fällt beim Unterschreiten von 970 mbar ab.

2)

Parameter speichern

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Es ist möglich, den Atmosphärensensor zu kalibrieren (→  52).

Der Parameter "Prozent des Atmosphärendruckes" muss anschließend stromausfallsicher gespeichert werden:
Befehl:0Stromausfallsichere Speicherung der Atmosphärendruck-Schaltschwelle

3

1

2

0x20 0x19

3

4

0

0x39

35

Programmierung über die
Feldbusschnittstellen

4.6.3 Beschaltung des Relais"Atmosphärendruckerreicht"(BCG450)

Die Definition der Relaiskonfiguration (Verwendung der Relais SP A/B) sowie die
Programmierung des Parameters: Prozent des Atmosphärendrucks (N) wird in den
entsprechenden Kommunikationsanleitungen beschrieben (für PROFINET→  [5], für DeviceNet →  [1], für EtherCAT →  [2], [4], für PROFIBUS→  [3]).
Das Signal "Atmosphärendruck erreicht" steht bei der Messröhre BCG450 als"Arbeitskontakt" eines Photo-MOS-Halbleiterrelais auf dem Messkabelstecker zur
Verfügung (→  21) 1).
Es gelten folgende Spezifikationen:Lastspannung (UL)
Laststrom≤30 V (ac) / (dc)≤300 mA (ac) / (dc) 2)

Atmosphärendruckerreicht

1
4

UL

Messkabelstecker

RV

2)

CL

2)

Last

Diode

4.7 Anzeige (BCG450)

1)

Bei den Feldbus-Messröhren BCG450-PN/-SD/-SE/-SP gelten die Kontaktbelastbarkeitsdaten der Schaltfunktionsrelais SP A/B (→  22 und  [1], [2], [3],[4], [5]).

2)

Bei kapazitiven Lasten muss der Ladestrom beachtet und mit geeigneten Mitteln (z. B. einen Vorwiderstand RV) dafür gesorgt werden, dass der oben spezifizierte Maximalstrom nicht überschritten wird.
Bei induktiven Lasten ist zwecks Unterdrückung von Spannungsspitzen eine
entsprechende Schutzdiode einzusetzen. Um die wirksame Lastinduktivität
klein zu halten, ist außerdem auf eine möglichst kurze Verdrahtung zu achten.

Die Messröhren mit den Artikelnummern
353-552 und
353-553
besitzen eine eingebaute, zweizeilige Anzeige (LCD-Matrix, 32×16 Pixels). Die
erste Zeile zeigt den Druck, die zweite Zeile die Druckeinheit, die Funktion und den
Betriebszustand an. Die Hintergrundbeleuchtung ist normalerweise grün, bei einerFehlfunktion wechselt sie auf rot. Die Druckanzeige erfolgt in mbar (ab Werk), Torroder Pa. Das Umstellen der Druckeinheit erfolgt über die RS232C-Schnittstelle(→  38).

Druckanzeige
Messwert
Maßeinheit36

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Funktionsanzeige

Funktionsanzeige(keine) Piranibetrieb
E
Emission 25 µA
E.
Emission 5 mA
D
Degas

Fehleranzeige
kein Fehler(grüne Hintergrundbeleuchtung)

Pirani-Sensorfehler(rote Hintergrundbeleuchtung)BA-Sensorfehler(rote Hintergrundbeleuchtung)Membran-Sensorfehler(rote Hintergrundbeleuchtung)

EEPROM-Fehler

Interne Datenverbindung nicht in Ordnung(rote Hintergrundbeleuchtung)Fehlerbeschreibungen und Verhalten bei Störungen →  54.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

37

4.8 RS232C-Schnittstelle

Die in der BCG450 eingebaute RS232C-Schnittstelle erlaubt die Übertragung vondigitalen Messwerten und Gerätezuständen sowie das Einstellen von Geräteparametern.

Vorsicht
Datenübertragungsfehler
Der Versuch, die Feldbusmessröhren BCG450-PN/-SD / -SE / -SP mit
der RS232C-Schnittstelle zu betreiben, kann zu fehlerhaften Daten
und Störungen der Datenübertragung führen.
Ein Betrieb der Feldbusmessröhren mit RS232C ist nicht zulässig.

4.8.1 Funktionsbeschreibung

Betriebsparameter

Elektrische Anschlüsse

4.8.1.1 Sendestring

Aufbau des Sendestrings

Diese Schnittstelle wird im Duplex-Betrieb verwendet. Die Messröhre sendet kontinuierlich ca. alle 20 ms ohne Aufforderung einen neun Byte langen Sendestring.
Die Befehlsübermittlung an die Messröhre erfolgt in einem fünf Bytes langen Empfangsstring.
Übertragungsrate

9600 Baud•Byte

8 Datenbits
1 Stopbit•

TxD

Pin 13•RxD

Pin 14

•

Pin 5
GND
(Messkabelstecker)•

Der gesamte Sendestring (Frame) ist neun Bytes lang (Byte 0 … 8). Davon entfallen sieben Bytes auf den Datenstring (Byte 1 … 7).
Byte Nr. Bezeichnung
0
1
2
3
4
5
6
7
8

Synchronisation

Datenstring-Länge
Seiten Nr.
StatusFehlerMesswert high Byte
Messwert low Byte
Rückgabewert
SensortypChecksumme

Wert
7
5

0 … 255
0 … 255
0 … 255
13
0 … 255

fester Wert
für BCG450→ Status-Byte→ Fehler-Byte→ Berechnen des Druckwertes→ Berechnen des Druckwertes→ Softwareversion
für BCG450→ Synchronisation

Die Synchronisation des Empfängers (Master) erfolgt durch den Test von drei
Bytes:
Byte Nr.
0
1
8
1)

38

fest eingestellt, kein Handshake

Bezeichnung
Datenstring-Länge
Seitennummer
Checksumme aus Bytes Nr. 1 … 7

Wert

Bemerkungen7
5
0 … 255

fester Wert
(für BCG450)
low Byte der
Checksumme

1)

Ein allfällig resultierendes high Byte bei der Bildung der Checksumme wird
ignoriert.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Status-Byte

Bit 1

Bit 0

0
0

0
1

1
1

0
1

Bit 2

Emission 25 µA
Emission 5 mA
Degas
reserviert für spätere Verwendung

Bit 3

Definition0⇔1

Toggle-Bit, ändert bei jedem richtig
verstandenen Empfangsstring

Bit 5

Bit 4

0
0
1

0
1
0

Bit 7

Bit 6

x

x

Definition
aktuelle Druckeinheit mbar
aktuelle Druckeinheit Torraktuelle Druckeinheit Pa
Definition
reserviert für spätere Verwendung

Bit Nr. Definition
0
1
2
3
4
5
6
7

Softwareversion

Emission aus

Definitionx

Fehler-Byte

Definition

Membran-Sensorfehler
reserviert für spätere Verwendung
Pirani-Sensorfehler
reserviert für spätere Verwendung
BA-Sensorfehler
reserviert für spätere Verwendung
Elektronik- / EEPROM-Fehler
reserviert für spätere Verwendung

Anzeige auf der Messröhre(nur 353-552 und 353-553)"FAIL Cap"—
"FAIL Pir"—
"FAIL Ion"—
"FAIL EL"—

Aus dem Rückgabewert von Byte 6 des Sendestrings lässt sich die Softwareversion der Messröhre nach folgender Vorschrift errechnen:
Versions Nr. = WertByte 6 / 20
(Beispiel: WertByte 6 von 32 ergibt nach obiger Formel die Softwareversion 1.6)

Berechnen des Druckes

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Aus den Bytes 4 und 5 des Sendestrings wird der Druck berechnet. Abhängig vonder gültigen Druckeinheit (→ Byte 2, Bit 4 und 5) muss die entsprechende Vorschrift gewählt werden.
Als Resultat erhalten Sie den Druckwert in gewohnter dezimaler Darstellung.
pmbar= 10((high Byte × 256 + low Byte) / 4000 - 12.5)

pTorr= 10((high Byte × 256 + low Byte) / 4000 - 12.625)

pPa= 10((high Byte × 256 + low Byte) / 4000 - 10.5)

39

Beispiel

Das Beispiel basiert auf dem Sendestring:
Byte Nr.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Wert

7

5

0

0

242

48

20

13

72

Das Auswertegerät interpretiert diesen String wie folgt:
Byte Nr. Bezeichnung
0
1
2
3
4
5
6
7
8

4.8.1.2 Empfangsstring
Aufbau desEmpfangsstrings

Bedeutung7(fester Wert)

50FehlerMesswert
high Byte
low Byte
Software-Version
SensortypChecksumme

0(BCG450)
Emission = aus
Druckeinheit = mbar
kein Fehler

242
48
20
13
72

Berechnen des Druckes:
p = 10((242 × 256 + 48) / 4000 - 12.5) = 1000 mbar
Softwareversion = 20 / 20 = 1.0(BCG450)
5 + 0 + 0 + 242 + 48 + 20 + 13 =328dec = 01 48hex
High Byte wird ignoriert ⇒Checksumme = 48hex = 72dec

Für die Befehlsübermittlung an die Messröhre wird ein Empfangsstring (Frame)
aus fünf Bytes übertragen (ohne <CR>). Byte 1 … 3 bilden den Datenstring.
Byte Nr. Bezeichnung
0
1
2
3
4
1)

40

Wert

DatenstringLänge
Seiten Nr.
StatusDatenstring-Länge
Daten
Daten
Daten
Checksumme(aus Bytes Nr. 1 … 3)

Wert
3

0 … 255(fester Wert)→ zulässige Empfangsstrings→ zulässige Empfangsstrings→ zulässige Empfangsstrings(low Byte der Summe) 1)

Ein allfällig resultierendes high Byte bei der Bildung der Checksumme wird
ignoriert.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Zulässige Empfangsstrings

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Für die Befehlsübermittlung an die Messröhre sind folgende Strings vorgesehen:
Byte Nr.
2
3

4 2)

Befehl:0

1

Wähle Druckeinheit mbar 1)
Wähle Druckeinheit Torr 1)
1)
Wähle Druckeinheit Pa
NV-Speicherung der aktuellen Druckeinheit 3)
Degas Ein (schaltet automatisch aus nach 3 Min.)
Degas Aus
Software-Version lesen 4)
Reset
Emission einschalten 5)
Emission ausschalten 5)"Emission Control Mode" automatisch (AUTO) 6)
6)"Emission Control Mode" manuell (MAN)
Speicherung der "Emission Control Mode"-Einstellung 6) 7)
Atmosphärendruck-Schaltschwelle
Stromausfallsichere Speicherung der Atmosphärendruck-Schaltschwelle
Piezo-Kalibrierung entriegeln
Piezo-Kalibrierung ausführen

3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3

0x10
0x10
0x10
0x20
0x10
0x10
0x00
0x40
0x40
0x40
0x10
0x10
0x20

0x8E
0x8E
0x8E
0x07
0xC4
0xC4
0xD1
0
0x10
0x10
0x8A
0x8A
0x04

0
1
2
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0

0x9E
0x9F
0xA0
0x27
0xD5
0xD4
0xD1
0x40
0x51
0x50
0x9B
0x9A
0x24

3
3

0x11 0x10
0x20 0x19

8)

8)

0

0x39

3
3

0x11 0x1C
0x40 0x20

0
1

0x2D
0x61

1)

Die Wahl der Druckeinheit ist nur für die Anzeige der Messröhren 353-552
353-553 erforderlich. Auf die übertragenen Daten hat diese Einstellung keinen
Einfluss.

2)

Nur low Byte der Summe (high Byte ignoriert).

3)

Aktuelle Druckeinheit stromausfallsicher in der Messröhre speichern(NV= Non Volatile).

4)

Rückgabewert erscheint im Byte Nr. 6 des Sendestrings.

5)

Ein-/Ausschaltvoraussetzungen →  33

6)

Definiert den "Emission Control Mode" (→  33):
AUTO = Emission ein/aus automatisch von der Messröhre gesteuert.
MAN = Emission ein/aus manuell über eine Schnittstelle gesteuert.

7)

Der Parameter wird stromausfallsicher in der Messröhre gespeichert.

8)

Atmosphärendruck-Schaltschwelle programmieren →  35.

41

4.9 PROFINET-Schnittstelle(BCG450-PN)

Diese Schnittstelle erlaubt den Betrieb der Messröhren BCG450-PN mit den Artikelnummern
353-517 und
353-518,
im Verbund mit anderen, für PROFINET geeigneten Geräten. Die physikalische
Schnittstelle und die Kommunikations-Firmware der Messröhre BCG450-PNE entsprechen dem PROFINET-Standard (→  [8]).
Zusätzlich sind in dieser Messröhre zwei einstellbare Schaltfunktionen integriert.
Die entsprechenden Relaiskontakte stehen am Messkabelstecker zur Verfügung
(→  10, 22, 47).
Messteil und Auswerteelektronik aller BCG450-Messröhren sind identisch.

Vorsicht
Datenübertragungsfehler
Der Versuch, die Messröhre gleichzeitig mit der RS232C-Schnittstelle
und der PROFINET-Schnittstelle zu betreiben, kann zu fehlerhaften
Daten und Störungen der Datenübertragung führen.
Ein gleichzeitiger Betrieb der Messröhre mit RS232C und PROFINET
ist deshalb nicht zulässig.

4.9.1 FunktionsbeschreibungÜber diese Schnittstelle werden u.a. folgende Messröhrendaten mittels
PROFINET-Protokoll übertragen (→  [5]):•Druckmesswert•

Wahl der Druckeinheit (Torr, mbar, Pa)•

Degasfunktion•

Messröhrenabgleich•

Status- und Fehlermeldungen•

Status der Schaltfunktionen

4.9.2 Betriebsparameter

Aufgrund der relativ hohen Komplexität des PROFINET-Protokolls wird hier nur auf
die Kommunikationsanleitung verwiesen (→  [5]). Dort werden Geräteparameter
und Programmierung ausführlich beschrieben.

4.9.2.1 Betriebssoftware

Der Betrieb der Messröhre mit PROFINET erfordert bei der übergeordneten
Steuerung die Installation der für diese Messröhre spezifischen Stammdatei(GSDML-Datei). Diese Datei kann vom Internet heruntergeladen werden(www.inficon.com).

4.10 DeviceNet-Schnittstelle(BCG450-SD)

Diese Schnittstelle erlaubt den Betrieb der Messröhren BCG450-SD mit den Artikelnummern
353-557,353-558 und
353-562
im Verbund mit anderen, für DeviceNet geeigneten Geräten. Die physikalische
Schnittstelle und die Kommunikations-Firmware der Messröhre BCG450-SD entsprechen dem DeviceNet-Standard (→  [7], [9]).
Zusätzlich sind in dieser Messröhre zwei einstellbare Schaltfunktionen integriert.
Die entsprechenden Relaiskontakte stehen am Messkabelstecker zur Verfügung
(→  10, 22, 47).
Messteil und Auswerteelektronik aller BCG450-Messröhren sind identisch.

42

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Vorsicht
Datenübertragungsfehler
Der Versuch, die Feldbusmessröhre BCG450-SD mit der RS232CSchnittstelle zu betreiben, kann zu fehlerhaften Daten und Störungender Datenübertragung führen.
Ein Betrieb dieser Messröhre mit RS232C ist nicht zulässig.

4.10.1 FunktionsbeschreibungÜber diese Schnittstelle werden u. a. folgende Messröhrendaten mittels DeviceNetProtokoll (→  [1]) übertragen:•Druckmesswert•

Wahl der Druckeinheit (Torr, mbar, Pa)•

Degas-Funktion•

Status- und Fehlermeldungen•

Status der Schaltfunktionen

4.10.2 Betriebsparameter

Aufgrund der relativ hohen Komplexität des DeviceNet-Protokolles wird hier nur auf
die Kommunikationsanleitung (→  [1]) verwiesen. Dort werden Geräteparameter
und Programmierung ausführlich beschrieben.

4.10.2.1 Betriebssoftware

Die Messröhre muss vor der Inbetriebnahme im DeviceNet konfiguriert werden.
Dies geschieht mit einem Konfigurations-Tool und der gerätespezifischen "EDSDatei" (Electronic Data Sheet). Die EDS-Datei kann vom Internet heruntergeladen
werden (www.inficon.com).

4.10.2.2 Knotenadresse einstellen

Die eindeutige Identifikation der Messröhre im DeviceNet-Verbund erfordert die
Zuweisung einer Knotenadresse. Dies geschieht entweder an der Röhre selberoder über DeviceNet.
Die Knotenadresse (0 … 63dec) muss mit den Schaltern"ADDRESS" "MSD" und "LSD" eingestellt werden. Dieser Wert
wird bei der Initalisierung der Messröhre von der Firmware abgefragt. Weicht dieser Wert von dem gespeicherten Wert ab,wird der neue Wert im NVRAM gespeichert. Falls eine Adresse
größer als 63 eingestellt wurde, gilt der bereits gespeicherte
Wert als Adresse.
Ab Werk ist die Knotenadresse auf 63dec eingestellt.
In Position "P" ist die Knotenadresse über DeviceNet programmierbar (→  [1]).

4.10.2.3 Übertragungsrate
einstellen

Die zulässige Übertragungsrate ist von mehreren Faktoren abhängig (Systemparameter, Kabellängen etc., →  [7], [9]) und muss entweder an der Röhre selberoder über DeviceNet eingestellt werden.
Die Übertragungsrate lässt sich mit dem Schalter "RATE" auf 125("1"), 250 ("2") oder 500 kBaud ("5") einstellen.
Ab Werk ist die Übertragngsrate auf 500 kBaud eingestellt.
In den Positionen "P" ist die Übertragungsrate über DeviceNet
programmierbar (→  [1]).

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

43

4.10.3 Status-Lampen"STATUS MOD"
(Messröhren-Status):"STATUS NET"
(Netzwerk-Status):

Zwei Lampen (LEDs) auf der Messröhre erlauben eine grobe Beurteilung des Röhrenzustandes und des aktuellen DeviceNet-Status.

Lampe

Beschreibung

dunkelkeine Speisung

rot-grün
blinkend

Selbsttest

grün

Normalbetriebrot

nicht korrigierbarer Fehlerrotblinkend

korrigierbarer Fehler(z. B. fehlende DeviceNetSpeisung)

Lampe

Beschreibung

dunkelMessröhre ist nicht online:

grünblinkendgrün
rotblinkendrot−

Selbsttest ist noch nicht abgeschlossen−

keine Speisung, → "STATUS MOD"-Lampe

Messröhre ist online, hat aber keine Verbindung:−

Messröhre hat den Selbsttest beendet, ist online, hataber keine Verbindung zu anderen Knoten−

Messröhre ist keinem Master zugewiesen

Messröhre ist online und die notwendigen Verbindungen bestehen
Eine oder mehrere Ein-/ Ausgabeverbindungen sind im"Time-Out"-Status
Kommunikationsfehler. Die Messröhre hat einen Fehler entdeckt,
der eine Kommunikation über das Netzwerk nicht zulässt (z.B. eine
Knotenadresse (MAC ID) zweimal vorhanden, oder "Bus-off")

Elektrische Anschlüsse

Der Anschluss an das DeviceNet-System erfolgt über den 5-poligen DeviceNetStecker (→  24).

4.11 EtherCAT-Schnittstelle(BCG450-SE)

Diese Schnittstelle erlaubt den Betrieb der Messröhren BCG450-SE mit den Artikelnummern
353-598, 353-599 (ETG.5003.2080 S (R) V1.3.0: Part 2080), und
353-592, 353-593 (ETG.5003.2080 S (R) V1.0.0: Part 2080),
im Verbund mit anderen, für EtherCAT geeigneten Geräten. Die physikalische
Schnittstelle und die Kommunikations-Firmware der Messröhre BCG450-SE entsprechen dem EtherCAT-Standard (353-598, 353-599 →  [13], [14]). 353-592,
353-593 →  [11], [12]).
Zusätzlich sind in dieser Messröhre zwei einstellbare Schaltfunktionen integriert.
Die entsprechenden Relaiskontakte stehen am Messkabelstecker zur Verfügung
(→  10, 22, 47).
Messteil und Auswerteelektronik aller BCG450-Messröhren sind identisch.

44

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Vorsicht
Datenübertragungsfehler
Der Versuch, die Messröhre gleichzeitig mit der RS232C-Schnittstelle
und der EtherCAT-Schnittstelle zu betreiben, kann zu fehlerhaften
Daten und Störungen der Datenübertragung führen.
Ein gleichzeitiger Betrieb der Messröhre mit RS232C und EtherCAT ist
deshalb nicht zulässig.

4.11.1 FunktionsbeschreibungÜber diese Schnittstelle werden u.a. folgende Messröhrendaten mittels EtherCATProtokoll übertragen (353-598, 353-599 →  [4], 353-592, 353-593 →  [2]):•Druckmesswert•

Wahl der Druckeinheit (Torr, mbar, Pa)•

Degasfunktion•

Messröhrenabgleich•

Status- und Fehlermeldungen•

Status der Schaltfunktionen

4.11.2 Betriebsparameter

Aufgrund der relativ hohen Komplexität des EtherCAT-Protokolls wird hier nur auf
die Kommunikationsanleitung verwiesen (353-598, 353-599 →  [4], 353-592,
353-593 →  [2]). Dort werden Geräteparameter und Programmierung ausführlichbeschrieben.

4.11.2.1

Betriebssoftware

Der Betrieb der Messröhre mit EtherCAT erfordert bei der übergeordneten Steuerung die Installation der für diese Messröhre spezifischen Stammdatei (ESI-Datei).
Diese Datei kann vom Internet heruntergeladen werden (www.inficon.com).

4.11.2.2

Spezifische
Geräteadresse ändern

Während der Initialisierung liest die Gerätefirmware die am Gerät eingestellte
Adresse. Diese Adresse wird als spezifische Geräteidentifikation an den Masterübertragen.
x10
x1
24 6 24 6
080
8
E A E ADie spezifische Geräteadresse wird in hexadezimaler Form
(00 … FFhex) mit den Schaltern <x10> und <x1> eingestellt.

4.11.3 Status-Anzeige

Zwei LEDs auf der Messröhre erlauben eine grobe Beurteilung des Messröhrenzustandes und des aktuellen EtherCAT-Status (353-598, 353-599 →  [4],353-592, 353-593 →  [2]).

4.12

Diese Schnittstelle erlaubt den Betrieb der Messröhren BCG450-SP mit den Artikelnummern
353-554 und
353-556
im Verbund mit anderen PROFIBUS-tauglichen Geräten. Die physikalische Schnittstelle und die Kommunikations-Firmware der Messröhre BCG450-SP entsprechen
dem PROFIBUS-Standard (→  [8], [10].

PROFIBUS-Schnittstelle(BCG450-SP)

Zusätzlich sind in der Messröhre zwei einstellbare Schaltfunktionen integriert. Die
entsprechenden Relaiskontakte stehen am Messkabelstecker zur Verfügung
(→  10, 22, 47).
Messteil und Auswerteelektronik aller BCG450-Messröhren sind identisch.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

45

Vorsicht
Datenübertragungsfehler
Der Versuch, die Feldbusmessröhre BCG450-SP mit der RS232CSchnittstelle zu betreiben, kann zu fehlerhaften Daten und Störungender Datenübertragung führen.
Ein Betrieb dieser Messröhre mit RS232C ist nicht zulässig.

4.12.1 FunktionsbeschreibungÜber diese Schnittstelle werden u. a. folgende Messröhrendaten mittels
PROFIBUS-Protokoll (→  [3]) übertragen:•Druckmesswert•

Wahl der Druckeinheit (Torr, mbar, Pa)•

Degas-Funktion•

Status- und Fehlermeldungen•

Status der Schaltfunktionen

4.12.2 Betriebsparameter

Aufgrund der relativ hohen Komplexität des PROFIBUS-Protokolls wird hier nur auf
die Kommunikationsanleitung (→  [3]) verwiesen. Dort werden Geräteparameter
und Programmierung ausführlich beschrieben.

4.12.2.1 Betriebssoftware

Der Betrieb der Messröhre am PROFIBUS erfordert bei der übergeordneten Steuerung die Installation der für diese Messröhre spezifischen Stammdatei (GSDDatei). Diese Datei kann vom Internet heruntergeladen werden (www.inficon.com).

4.12.2.2 Geräteadresse einstellen

Die eindeutige Identifikation der Messröhre am PROFIBUS erfordert die Zuweisung
einer Geräteadresse. Dies geschieht an der Röhre.
Die Geräteadresse (0 … 125dec) muss in hexadezimaler Form
(00 … 7Dhex) mit den Schaltern "ADDRESS", "MSD" und "LSD"eingestellt werden. Dieser Wert wird bei der Initialisierung derMessröhre von der Messröhren-Firmware abgefragt. Weicht er
vom bereits gespeicherten Wert ab, wird der neue Wert im
NVRAM gespeichert. Falls eine Adresse >7Dhex (>125dec) eingestellt wurde, gilt weiterhin der bereits gespeicherte Wert als
Adresse, dieser Wert kann jedoch über den PROFIBUS geändert werden ("Set slave address", →  [3]).
Ab Werk ist die Geräteadresse auf 5Chex eingestellt.

Elektrische Anschlüsse

46

Der Anschluss an den PROFIBUS erfolgt über den 9-poligen PROFIBUS-Stecker(→  26).

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

4.13 Schaltfunktionen(BCG450-PN, -SD, -SE,-SP)

Die (Feldbus-) Messröhren BCG450-PN, BCG450-SD, BCG450-SE und
BCG450-SP sind mit zwei voneinander unabhängigen, einstellbaren Schaltfunktionen ausgestattet. Pro Schaltfunktion steht ein potenzialfreier, frei nutzbarer
Arbeitskontakt zur Verfügung 1). Die Anschlüsse der Relaiskontakte sind auf den
Messkabelstecker geführt (→  22).
Die Schaltpunkte A und B lassen sich im Druckbereich 1×10-9 mbar … 1000 mbar
einstellen.
USchwellwert = 0.75 × (log pSchaltpunkt – c) + 7.75
Die Konstante c ist abhängig von der Druckeinheit (→ Anhang A).
Messsignal(Druck p)

ert
Messw
(Schaltpunkt A, B)
Hysterese
10% USchwellwert

USchwellwert

Zeit tSchaltfunktion

Aus

Ein

Aus

Die Hysterese der Schaltfunktionen beträgt 10% des eingestellten Schwellwertes.
1)

4.13.1 Schaltfunktionen
einstellen (BCG450-PN)

Die beiden Relais (SP A/B →  22) können über die Feldbusschnittstellen auf
die Atmosphärenschaltfunktion umprogrammiert werden (→  34 und  [1],[2], [3], [4], [5]), (Programmierung ab Werk: Schaltfunktionen SP A/B).

Die Schaltpunkte A und B lassen sich im Druckbereich 1×10-9 mbar … 1000 mbarüber die PROFINET-Schnittstelle einstellen (→  [5]).
Eine lokale, optische Zustandsanzeige der Schaltfunktionen ist nicht
vorhanden. Eine Status- und Funktionskontrolle (Ein/Aus) der Schaltfunktionen ist jedoch möglich nach einer der folgenden Methoden:

4.13.2 Schaltfunktionen
einstellen (BCG450-SD,
BCG450-SP)
Benötigtes Werkzeug

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga•

Status-Abfrage über die Feldbus-Schnittstelle (→  [5]).

•Ausmessen der Relaiskontakte mit einem Durchgangsprüfer oder
Ohmmeter am Messkabelanschluss (→  22).

Die Schaltpunkte A und B lassen sich im Druckbereich 1×10-9 mbar … 1000 mbar
mit den zwei Potenziometern "SETPOINT A" und "SETPOINT B" einstellen.

•

Voltmeter•

Ohmmeter oder Durchgangsprüfer•

Schraubendreher, max. 2.5 mm breit

47

Vorgehen

Der Einstellvorgang ist für beide Schaltfunktionen identisch.

 Messröhre in Betrieb nehmen.
 Voltmeter (+ Leitung) am Schwellwert-Messpunkt der gewählten Schalt-

funktion anschließen ("Setpoint A" Pin 2, "Setpoint B" Pin 3).
Voltmeter (– Leitung) an einem gut erreichbaren Erdpunkt (z.B. Mutter für
die Verriegelungsschraube neben dem Messkabelanschluss oder Vakuumanschluss) anschließen.
Die Schwellwertspannungen sind auf Erde (Gehäuse) bezogen
und nicht auf Pin 5 (Massepotential der Messröhrenspeisung).
Setpoint A Pin 3
Setpoint B Pin 6( )max. ø2.5

 Mit einem Schraubendreher (max. ø2.5 mm) die Spannung U

Schwellwert der

gewählten Schaltfunktion (Setpoint A, B) auf den gewünschten Wert
USchwellwert einstellen.

Der Einstellvorgang ist damit abgeschlossen.
Eine lokale, optische Zustandsanzeige der Schaltfunktionen ist nicht
vorhanden. Eine Status- und Funktionskontrolle (Ein/Aus) der Schaltfunktionen ist jedoch möglich nach einer der folgenden Methoden:

48•

Status-Abfrage über die Feldbus-Schnittstelle (für BCG450-SD→  [1], für BCG450-SP →  [3]).

•Ausmessen der Relaiskontakte mit einem Durchgangsprüfer oder
Ohmmeter am Messkabelanschluss (→  22).

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

4.13.3 Schaltfunktionen
einstellen (BCG450-SE)

Die Schaltpunkte A und B lassen sich im Druckbereich 1×10-9 mbar … 1000 mbarüber die EtherCAT-Schnittstelle einstellen (353-598, 353-599 →  [4], 353-592,
353-593 →  [2]).
Eine lokale, optische Zustandsanzeige der Schaltfunktionen ist nicht
vorhanden. Eine Status- und Funktionskontrolle (Ein/Aus) der Schaltfunktionen ist jedoch möglich nach einer der folgenden Methoden:

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga•

Status-Abfrage über die Feldbus-Schnittstelle(353-598, 353-599 →  [4], 353-592, 353-593 →  [2]).

•Ausmessen der Relaiskontakte mit einem Durchgangsprüfer oder
Ohmmeter am Messkabelanschluss (→  22).

49

5 Ausbau
GEFAHR
Kontaminierte Teile
Kontaminierte Teile können Gesundheits- und Umweltschäden verursachen.
Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle
Kontamination. Beim Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen Vorschriften beachten und die Schutzmaßnahmen einhalten.

Vorsicht
Vakuumkomponente
Schmutz und Beschädigungen beeinträchtigen die Funktion der
Vakuumkomponente.
Beim Umgang mit Vakuumkomponenten die Regeln in Bezug auf
Sauberkeit und Schutz vor Beschädigung beachten.

Vorsicht
Verschmutzungsempfindlicher Bereich
Das Berühren des Produkts oder von Teilen davon mit bloßen Händen
erhöht die Desorptionsrate.
Saubere, fusselfreie Handschuhe tragen und sauberes Werkzeug
benutzen.

Vorgehen Vakuumsystem belüften.
Bevor die Messröhre außer Betrieb gesetzt wird, muss sichergestellt werden, dass dies keinen unzulässigen Einfluss auf den
Rest der Vakuumapparatur hat.
Falls eine übergeordnete Steuerung vorhanden ist, können je
nach Programmierung Störungen auftreten bzw. Fehlermeldungen ausgelöst werden.
Allfällige Abschalt- und Anfahrprozeduren sind zu berücksichtigen.

 Messröhre außer Betrieb setzen, Versorgungsspannung ausschalten.
 Alle Kabel von der Messröhre lösen.

50

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga Messröhre von der Vakuumapparatur demontieren und Schutzkappe aufsetzen.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

51

6 Instandhaltung, Instandsetzung
6.1 Wartung

GEFAHR
Kontaminierte Teile
Kontaminierte Teile können Gesundheits- und Umweltschäden verursachen.
Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle
Kontamination. Beim Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen Vorschriften beachten und die Schutzmaßnahmen einhalten.

6.1.1 Messröhre reinigen

Kleinere Ablagerungen auf dem Elektrodensystem können durch Ausheizen derAnode (Degas →  32) entfernt werden. Das Baffle kann bei starker Verschmutzung leicht ausgewechselt werden (→  18). Ansonsten kann der Sensor nicht
gereinigt werden und ist bei starker Verschmutzung auszutauschen (→  56).
Für die äußere Reinigung reicht im Normalfall ein feuchtes Tuch. Benutzen Sie
keine aggressiven oder scheuernden Reinigungsmittel.

Es darf keine Flüssigkeit in das Produkt gelangen. Vor Wiederinbetriebnahme gut trocknen lassen.
Fehlfunktionen der Messröhre, die auf Verschmutzung oder Verschleißzurückzuführen sind, sowie Verschleißteile (z. B. Heizfaden), fallen nicht
unter die Gewährleistung.

6.2 Messröhrenabgleich

Die Messröhre ist ab Werk abgeglichen. Durch Einsatz unter anderen klimatischen
Bedingungen, durch extreme Temperaturen, Alterung, Verschmutzung und nach
Austausch des Sensors kann eine Verschiebung der Kennlinie stattfinden, deren
Abgleich jedoch automatisch während des Betriebs erfolgt.

6.3 Abgleich desAtmosphärensensors

Der Umgebungsdruck der Messröhre (Atmosphärendruck) wird in der Elektronikeinheit der Messröhre durch einen separaten Atmosphärendrucksensor gemessen.
Dieser Sensor kann mit dem Kapazitiven Membransensor geeicht werden. Dabei
vergleicht die Elektronik bei belüftetem Vakuumsystem die Ausgangssignale dieser
beiden Sensoren und führt die entsprechenden Korrekturen des Atmosphärendrucksensor-Signals aus.
Dieser Abgleich kann nur über die seriellen Schnittstellen durchgeführt
werden:Abgleich über die
RS232-Schnittstelle (BCG450)
Vorgehen Vakuumsystem belüften (oder Messröhre im ausgebauten Zustand betreiben).

52

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

 Zwei jeweils 5 Byte lange Befehls-Strings müssen nacheinander an die

Messröhre gesendet werden (allgemeine Daten der RS232-Schnittstelle→  38):String Nr. 1 (Abgleich des Atmosphärendrucksensors entriegeln):
Byte Nr. Bezeichnung
0
1
2
3
4

Datenstring-Länge
Daten
Daten
Daten
Checksumme(aus Bytes Nr. 1 … 3)

Wert
0x03
0x11
0x1C
0x00
0x2C

Bemerkungenhex fester Wert
hex
hex
hex
hex nur low Byte der Summe,
high Byte wird ignoriert

String Nr. 2 (Ausführen des Sensorabgleichs):
Byte Nr. Bezeichnung
0
1
2
3
4

Datenstring-Länge
Daten
Daten
Daten
Checksumme(aus Bytes Nr. 1 … 3)

Wert
0x03
0x40
0x20
0x01
0x61

Bemerkungenhex fester Wert
hex
hex
hex
hex nur low Byte der Summe,
high Byte wird ignoriert

Nach dieser Prozedur ist der Atmosphärendrucksensor auf den Kapazitiven
Membransensor abgeglichen.

Abgleich desAtmosphärensensors über die
Feldbusschnittstellen

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Der Abgleich des Atmosphärendrucksensors über die Feldbusschnittstellen wird inden entsprechenden Kommunikationsanleitungen beschrieben (für PROFINET→  [5], für DeviceNet →  [1], für EtherCAT →  [2], [4], für PROFIBUS→  [3]).

53

6.4 Verhalten bei Störung
Benötigtes Werkzeug / Material

Fehlerdiagnose an der
Messröhre

Im Falle einer Störung oder eines totalen Messsignalausfalles lassen sich einige
Untersuchungen an der Messröhre mit kleinem Aufwand durchführen.
•

Volt-/ Ohmmeter•

Innensechskantschlüssel SW 2.5•

Ersatz-Sensor (nach Befund)

Das Messsignal steht am Messkabelstecker (Pin 2 und Pin 12) zur Verfügung.

Wenn ein Fehler aufgetreten ist, empfiehlt es sich zuerst einmal die Betriebsspannung auszuschalten und nach 5 s wieder einzuschalten.
StörungMögliche Ursache

Behebung

Messsignal dauernd ≈0V

Messkabel defekt odernicht korrekt aufgesteckt

Messkabel prüfen

Speisung fehlt

Speisung einschalten

Messröhre in undefiniertem ZustandMessröhre ausschalten
und nach 5 s wieder einschalten

Messsignal +0.1 V
Anzeige: "FAIL EL"

EEPROM-Fehler

Messröhre ausschalten
und nach 5 s wieder einschalten
Elektronikeinheit austauschen

Messsignal +0.1 V
Anzeige: "FAIL Cap"

Membran-Sensorfehler(Sensor defekt)

Sensor austauschen(→  56)

Messsignal +0.3 V
Anzeige: "FAIL Ion"

Heißkathodenfehler(Sensor defekt)

Sensor austauschen(→  56)

Messsignal +0.5 V
Anzeige: "FAIL Pir"

Piranifehler(Sensor defekt)

Sensor austauschen(→  56)

Elektronikeinheit nicht
korrekt auf Sensor aufgesetzt

Verbindung Elektronikeinheit-Sensor prüfen

Interne Datenverbindung
nicht in Ordnung

Messröhre ausschalten
und nach 5 s wieder einschalten
Elektronikeinheit austauschen

Unbrauchbares oder fehlendes Messsignal
Anzeige: "no Signal"

54

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Fehlerdiagnose am Sensor

Wird die Ursache einer Störung im Sensor selber vermutet, lässt sich mit einem
Ohmmeter zumindest eine grobe Diagnose durchführen (eine Belüftung des Vakuumsystems ist dafür nicht nötig).
Der Sensor muss für die Tests von der Elektronikeinheit getrennt werden (→  17).
Mittels Ohmmeter können nun folgende Messungen an den Kontaktstiften desSensors durchgeführt werden.
Ohmmeter-Messung
zwischen Stiften2+4

Mögliche Ursache≈37 Ω>>37 Ω Unterbruch Piranielement 1

4+5

≈37 Ω

>>37 Ω Unterbruch Piranielement 2

6+7≈0.15 Ω >>0.15 Ω Unterbruch Heißkathode
Elektrode - Masseschluss∞<<∞

4 + 106 + 10∞<< ∞Elektrode - Masseschluss

3 + 10∞<< ∞Elektrode - Masseschluss

9 + 10∞<< ∞Elektrode - Masseschluss

6+3

∞

<< ∞

Schluss zwischen Elektroden

9+3

∞

<< ∞

Schluss zwischen Elektroden

Die nicht bezeichneten Anschlussstifte werden von der Membran-Sensor-Elektronik verwendet und eignen sich nicht zur Fehlersuche am
Sensor (kein Ohmmeter anschließen).
Ansicht auf Sensor
7
6
5
10
4

tina40d1-f

2
3

6
7
8
2
4
5
3
10
9

Heisskatodeca. 0.15 Ohm

nicht verwendet
Piranielement 1
Piranielement 2

ca. 37 Ohm
ca. 37 Ohm

Anode
GND (mit Flansch verbunden)
Ionenauffänger

Behebung

Alle nach der obigen Methode festgestellten Sensorfehler erfordern den Austauschdes Sensors (→  56).

Fehlerdiagnose an
Feldbusmessröhren
(BCG450-PN, -SD, -SE, -SP)Bei Messröhren mit Feldbusschnittstellen beschränken sich die Diagnose-Möglichkeiten auf den oben bereits beschriebenen Elektronikteil und den Sensor. Eine
detaillierte Diagnose auf der Feldbusseite ist nur über die übergeordnete Steuerung möglich und wird in den jeweiligen Kommunikationsanleitungen näher beschrieben (→  [1], [2], [3], [4], [5]).
Die Messröhre BCG450-SD (DeviceNet) verfügt über Diagnosemöglichkeiten
mittels Statuslampen (→  44).

(2024-02)

BCG450-xx.ga

55

6.5 Sensor austauschen

Benötigtes Werkzeug / Material

VorgehenNachfolgende Tatbestände machen einen Austausch notwendig•

Sensor stark verschmutzt•

Sensor mechanisch deformiert•

Sensor defekt, z. B. Heizfaden der Heißkathode gebrochen (→  54)•

Sensor defekt, z. B. Piranielement-Unterbruch (→  54)•

Innensechskantschlüssel SW 2.5•

Ersatz-Sensor (→  57)

 Messröhre ausbauen (→  50).
 Elektronikeinheit vom defekten Sensor abnehmen und auf neuen Sensor
aufsetzen (→  17).

56

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

7 Optionen
Artikelnummer
24 V (dc)-Netzteil mit RS232C-Leitung (→  27)

353-511

Baffle DN 25 ISO-KF / DN 40 CF-R (→  18)
Dichtung mit Zentrierring und Baffle DN 25 ISO-KF

353-512211-113

8 Ersatzteile
Bestellen Sie Ersatzteile immer mit:•

allen Angaben gemäß Typenschild•

Beschreibung und Artikelnummer
Artikelnummer

Ersatz-Messsystem BCG450, Vakuumanschluss
DN 25 ISO-KF (6kt.-Schlüssel beigelegt)
Ersatz-Messsystem BCG450, Vakuumanschluss
DN 25 ISO-KF mit Baffle (6kt.-Schlüssel beigelegt)
Ersatz-Messsystem BCG450, Vakuumanschluss DN 40 CF-R
(6kt.-Schlüssel beigelegt)

354-492354-489354-493

9 Produkt lagern
Vorsicht
Vakuumkomponente
Unsachgemäße Lagerung erhöht die Desorptionsrate und/oder führt
eventuell zu mechanischer Beschädigung des Produkts.
Vakuumanschlüsse des Produkts mit Schutzkappen oder fettfreier
Aluminiumfolie abdecken. Zulässige Lagertemperatur einhalten(→  13).

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

57

10 Produkt zurücksenden
WARNUNG
Versand kontaminierter Produkte
Kontaminierte Produkte (radioaktiv, toxisch, ätzend, mikrobiologischusw.) können Gesundheits- und Umweltschäden verursachen.
Eingesandte Produkte sollen nach Möglichkeit frei von Schadstoffen
sein. Versandvorschriften der beteiligten Länder und Transportunternehmen beachten. Ausgefüllte Kontaminationserklärung beilegen(Formular unter "www.inficon.com").
Nicht eindeutig als "frei von Schadstoffen" deklarierte Produkte werden kostenpflichtig dekontaminiert.
Ohne ausgefüllte Kontaminationserklärung eingesandte Produkte werden kostenpflichtig zurückgesandt.

11 Produkt entsorgen
GEFAHR
Kontaminierte Teile
Kontaminierte Teile können Gesundheits- und Umweltschäden verursachen.
Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle
Kontamination. Beim Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen Vorschriften beachten und die Schutzmaßnahmen einhalten.

WARNUNG
Umweltgefährdende Stoffe
Produkte oder Teile davon (mechanische und Elektrokomponenten,
Betriebsmittel usw.) können Umweltschäden verursachen.
Umweltgefährdende Stoffe gemäß den örtlichen Vorschriften entsorgen.

Unterteilen der Bauteile

58

Nach dem Zerlegen des Produkts sind die Bauteile entsorgungstechnisch in folgende Kategorien zu unterteilen:

Kontaminierte Bauteile

Kontaminierte Bauteile (radioaktiv, toxisch, ätzend, mikrobiologisch usw.) müssen
entsprechend den länderspezifischen Vorschriften dekontaminiert, entsprechend
ihrer Materialart getrennt und entsorgt werden.

Nicht kontaminierte Bauteile

Diese Bauteile sind entsprechend ihrer Materialart zu trennen und der Wiederverwertung zuzuführen.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Anhang
A:

Beziehung zwischen
Messsignal und Druck
Umrechnungsformeln

p = 10(U - 7.75) / 0.75 + c
U = 0.75 × (log p - c) + 7.75
wobei

Umrechnungskurve

U

p

c

[V]
[V]
[V]

[mbar][Pa][Torr]

02-0.125

Druck p [mbar]
1E+04
1E+03
1E+02
1E+01

1E–03
1E–04

Sensorfehler

1E–02

1E–05

Nicht zulässiger Bereich

1E–01

Nicht zulässiger Bereich

1E+00

1E–06
1E–07
1E–08
1E–09
1E–10
0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

Messsignal U[V]

Umrechnungstabelle

Messsignal U[V][mbar]

0.1 / 0.3 / 0.5
0.51 … 0.774
0.774
1.00
1.75
2.5
3.25
4.00
4.75
5.50
6.25
7.00
7.75
8.50
9.25
10.00
>10.13
tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

5×10-10
1×10-9
1×10-8
1×10-7
1×10-6
1×10-5
1×10-4
1×10-3
1×10-2
1×10-1
1×100
1×101
1×102
1×103

Druck p[Torr]
Sensorfehler (→  54)
Nicht zulässiger Bereich
3.75×10-10
7.5×10-10
7.5×10-9
7.5×10-8
7.5×10-7
7.5×10-6
7.5×10-5
7.5×10-4
7.5×10-3
7.5×10-2
7.5×10-1
7.5×100
7.5×101
7.5×102
Nicht zulässiger Bereich[Pa]

5×10-8
1×10-7
1×10-6
1×10-5
1×10-4
1×10-3
1×10-2
1×10-1
1×100
1×101
1×102
1×103
1×104
1×105

59

B:

Gasartabhängigkeit
Anzeigebereichüber 10-2 mbar

Angezeigter Druck (Messröhre für Luft abgeglichen)p [mbar]
4
2

103

Piranisensor

8
64

Mischbereich

Kapazitiver
MembranSensor

2

102
8
6
4
2

101
8
6
4
2

100
8
6
4
2

Luft, O2, CO, N2

10–1
8
6
4

He
Ar

2

10–2
8
6
4
2

10–3
8
6
4
2

10–4
10–4 260

4 6 10–3 2

4 6 10–2 2

4 6 10–1 2

4 6 100 2

4 6

101 2

4 6 102 2

4 6

103 2

peff [mbar]

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Kalibrieren im Druckbereich
10-2 … 1 mbar

Die Gasartabhängigkeit im Druckbereich 10-2 … 1 mbar (Pirani-Druckbereich) wird
mit folgender Korrekturrechnung berücksichtigt:
peff = C × angezeigter Druck
wobei

GasartKalibrierfaktor C

He
Ne
Ar
Kr
Xe
H2
Luft, O2, CO, N2
CO2
Wasserdampf
Freon 12

0.8
1.4
1.7
2.4
3
0.5
1
0.9
0.5
0.7

(Die angeführten Kalibrierfaktoren sind Mittelwerte.)

Kalibrieren im Druckbereich<10-3 mbar

Die Gasartabhängigkeit im Druckbereich <10-3 mbar wird mit folgender Korrekturrechnung berücksichtigt (Messröhre für Luft abgeglichen):peff = C × angezeigter Druck
wobei

GasartKalibrierfaktor C

He
Ne
Ar
Kr
Xe
H2
Luft, O2, CO, N2

5.9
4.1
0.8
0.5
0.4
2.4
1

(Die angeführten Kalibrierfaktoren sind Mittelwerte.)
Oft hat man es mit Gemischen aus Gasen und Dämpfen zu tun. Eine
genaue Erfassung ist in diesen Fällen nur mit Partialdruck-Messgeräten
möglich.

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

61

C:

62

Literatur [1]Kommunikationsanleitung
DeviceNet™ BCG450-SD
tira40e1 (Communication Protocol, nur englisch)
INFICON AG, LI–9496 Balzers, Liechtenstein [2]Kommunikationsanleitung
EtherCAT BCG450-SE (ETG.5003.2080 S (R) V1.0.0: Part 2080)
tira87e1 (nur englisch)
INFICON AG, LI–9496 Balzers, Liechtenstein [3]Kommunikationsanleitung
PROFIBUS BCG450-SP
tira41d1
INFICON AG, LI–9496 Balzers, Liechtenstein [4]Kommunikationsanleitung
EtherCAT BCG450-SE (ETG.5003.2080 S (R) V1.3.0: Part 2080)
tirb52e1 (nur englisch)
INFICON AG, LI–9496 Balzers, Liechtenstein [5]Kommunikationsanleitung
PROFINET BCG450-PN
tirb61e1 (nur englisch)
INFICON AG, LI–9496 Balzers, Liechtenstein [6]www.inficon.com
Produktbeschreibungen und Downloads
INFICON AG, LI–9496 Balzers, Liechtenstein [7]www.odva.org
Open DeviceNet Vendor Association, Inc.
Bezugsquelle für "DeviceNet™ Specifications"

 [8]www.profibus.com
PROFIBUS-Anwenderorganisation

 [9]Europäische Norm EN 50325, DeviceNet-Standard

 [10]

Europäische Norm EN 50170, PROFIBUS-Standard

 [11]

ETG.5003.1 S (R) V1.0.0: Semiconductor Device profile – Part 1:
Common Device Profile (CDP) [12]

ETG.5003.2080 S (R) V1.0.0: Semiconductor Device profile – Part
2080: Specific Device Profile (SDP): Vacuum Pressure Gauge [13]

ETG.5003.1 S (R) V1.1.0: Semiconductor Device profile – Part 1:
Common Device Profile (CDP) [14]

ETG.5003.2080 S (R) V1.3.0: Semiconductor Device profile – Part
2080: Specific Device Profile (SDP): Vacuum Pressure Gauge

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

EU-Konformitätserklärung
Hersteller:

INFICON AG, Alte Landstraße 6, LI-9496 Balzers

Die alleinige Verantwortung für die Ausstellung dieser Konformitätserklärung trägt
der Hersteller.
Produkte:

TripleGauge®
BCG450, BCG450-PN, BCG450-SD, BCG450-SE, BCG450-SP

Die oben genannten Produkte der Erklärung erfüllen folgende Harmonisierungsvorschriften der Union:••

2014/30/EU, Abl. L 96/79, 29.3.2014(EMV-Richtlinie; Richtlinie über die elektromagnetische Verträglichkeit)

2011/65/EU, Abl. L 174/88, 1.7.2011(RoHS-Richtlinie; Richtlinie zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in
Elektro- und Elektronikgeräten)Harmonisierte und internationale/nationale Normen sowie Spezifikationen:•

EN 61000-6-2:2005 (EMV Störfestigkeit)•

EN 61000-6-3:2007 + A1:2011 (EMV Störaussendung)•

EN 61010-1:2010 + A1:2019 + A1:2019/AC:2019•

EN 61326-1:2013; Gruppe 1, Klasse B(Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess- u. Steuereinrichtungen)(EMV-Anforderungen für elektrische Mess- u. Steuereinrichtungen)

Unterzeichnet für und im
Namen von:tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

INFICON AG, Alte Landstraße 6, LI-9496 Balzers

Balzers, 2024-02-07

Balzers, 2024-02-07

Rolf Enderes
Director Development & Software

Marco Kern
Product Manager

63

UKCA-Konformitätserklärung
Hersteller:

INFICON AG, Alte Landstraße 6, LI-9496 Balzers

Die alleinige Verantwortung für die Ausstellung dieser Konformitätserklärung trägt
der Hersteller.
Produkte:

TripleGauge®
BCG450, BCG450-PN, BCG450-SD, BCG450-SE, BCG450-SP

Die oben genannten Produkte der Erklärung erfüllen die relevanten britischen
Rechtsinstrumente:••

S.I. 2016/1091, 11.2016(Verordnung über die elektromagnetische Verträglichkeit 2016)

S.I. 2012/3032, 12.2012(Verordnung zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- undElektronikgeräten 2012)

Harmonisierte und internationale/nationale Normen sowie Spezifikationen:•

EN 61000-6-2:2005 (EMV Störfestigkeit)•

EN 61000-6-3:2007 + A1:2011 (EMV Störaussendung)•

EN 61010-1:2010 + A1:2019 + A1:2019/AC:2019•

EN 61326-1:2013; Gruppe 1, Klasse B(Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess- u. Steuereinrichtungen)(EMV-Anforderungen für elektrische Mess- u. Steuereinrichtungen)

Unterzeichnet für und im
Namen von:64

INFICON AG, Alte Landstraße 6, LI-9496 Balzers

Balzers, 2024-02-07

Balzers, 2024-02-07

Rolf Enderes
Director Development & Software

Marco Kern
Product Manager

tina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

Notizentina40d1-f(2024-02)

BCG450-xx.ga

65Original: Deutsch

LI–9496 Balzers
LiechtensteinTel +423 / 388 3111
Fax +423 / 388 3700
reachus@inficon.com
www.inficon.com