Optisches Kabel für die industrielle Spektroskopie 600VIS-IR

Verlegefähiges optisches Spezialkabel für den Einsatz in rauer Industrieumgebung & explosionsfähigen Atmosphären (ATEX).

Auspacken, verlegen, messen! Mit dem neuen Kabeldesign von Leoni ist das möglich. Sparen Sie sich den zusätzlichen Aufwand, die Messkabel vor Ort in weitere Schutzschläuche einziehen zu müssen und starten Sie direkt mit der Installation. Somit verringern sich durch die eingesparten Installationskosten die Gesamtkosten für das Messkabel um bis zu 33 % für Sie. Ihre Stecker werden dabei durch unsere Easy Pull Einziehhilfe vor Schaden geschützt.

Die neue optische Spezialkabelfamilie ermöglicht professionellen Schutz für alle rauen Industrieumgebungen und sogar für explosionsfähige Atmosphären (ATEX).

Profitieren Sie ferner von den Vorteilen einer automatisierten Kabelproduktion für die Konfektion von Dickkernfasern.

Wenn man von Lichtwellenleitern spricht denkt man hauptsächlich an Kabelsysteme, mit denen sich mit sehr hoher Geschwindigkeit Datensignale übertragen lassen. Neben dieser Anwendung von Lichtwellenleitern für die Informationsübertragung gibt es in der Industrie jedoch auch andere Applikationen, in denen Licht übertragen wird.

Als Beispiel sei hier die Lasertechnik genannt, bei der ein Laserstrahl mit sehr hoher Intensität vom Lasergerät über eine Quarzglasfaser zum Werkstück geführt wird. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die optische Messtechnik, bei der Licht zur Bestimmung von Größen wie Temperatur und Konzentrationen von Substanzen von einem Prozess zu einem Messgerät übertragen wird.  Die sogenannte Prozessanalysetechnik (PAT) ermöglicht es,  Prozesse in der chemischen und pharmazeutischen Industrie online zu überwachen. Dies erspart in vielen Fällen die Probenentnahme und Analyse im Labor bei gleichzeitiger Erhöhung der Messzyklen.

Die für die Lasertechnik und optische Messtechnik eingesetzten Lichtwellenleiter unterscheiden sich grundlegend von denen aus der optischen Nachrichtentechnik. So werden üblicherweise Fasern mit weit größerem Durchmesser von bis zu 1mm verwendet (Dickkernfasern). Ferner weicht die Faserbeschichtung aufgrund der Anforderungen an Lichtleistung und Temperatureinsatz ab. Auch der Herstellungsprozess des Faserkabels, d.h. der Schutzhülle, die die Glasfaser vor der Umgebung schützt,  ist unterschiedlich: Während optische Nachrichtentechnik-Kabel auf vollautomatischen Extrusions-Anlagen im Kabelwerk hergestellt werden, erfolgt die Produktion von Dickkernfaser-Kabeln überwiegend in Handarbeit. Hierbei wird die Glasfaser manuell in einen Schutzschlauch, meist einen Metallwendel-Schlauch eingezogen und anschließend die Faserenden mit Steckern konfektioniert.

Leoni hat nun den Vorteil einer automatisierten Kabelproduktion auf die industriellen Dickkernfaserkabel angewandt und stellt seine neue Kabelproduktlinie vor, die speziell für die Anwendung in industrieller und explosionsgefährdeter Umgebung optimiert worden ist. Das Ergebnis ist ein optisches Spezialkabel, das alle relevanten Anforderungen aus der Industrie erfüllt und in vielen Punkten sogar übertrifft.

Für das Material des  Kabel-Außenmantels wurde das äußerst robuste Polyurethan mit Eigenschaften wie Trittsicherheit,  Beständigkeit gegen Öle und Säuren sowie gegen UV-Strahlung gewählt. Daraus ergibt sich ein merklicher Kostenvorteil für den  Kunden. Durch die Robustheit des besonderen Kabeldesigns kann das Spezialkabel direkt in industrielle Kabelkanäle im Innen- und Außenbereich verlegt werden, ohne es zusätzlich in Wellschutz-Schläuche einzuziehen. Die Kabel werden zudem mit unserem Easy Pull-System geliefert, die empfindlichen Faserstecker sind dabei während der Installation mechanisch geschützt.

Besonders in der Prozessanalytik wird ein Einsatz der Lichtleiter-Kabel in explosionsfähigen Atmosphären (ATEX) gefordert. LEONI hat die in der Explosionsschutzverordnung definierten Anforderungen beim Design des Kabels konsequent umgesetzt. Der Außen-Mantel ist elektrisch ableitend, weiterhin ist das gesamte Kabel auch ohne konfektionierte Stecker längsdicht und verhindert dadurch eine potentielle Zonenverschleppung. 

LEONI startet die Produktion der neuen Kabelfamilie zunächst mit Quarzglasfasern mit einem Kerndurchmesser von 600µm. Diese Faserabmessung deckt viele Anwendungen in der Prozessanalysetechnik ab. Die Kabelkonstruktion ist natürlich nicht auf diese bestimmte Fasertype begrenzt, sondern kann nach Kundenbedarf auf andere Fasertypen erweitert werden.

Anwendungshinweis für den besonderen Einsatz in explosionsfähigen Atmosphären (ATEX)

LEONI Fiber Optics hat speziell für die Anwendung in der Prozessanalytik ein Lichtleiterkabel mit einer Quarzglasfaser 600µm entwickelt, das in rauer Industrieumgebung und in explosionsfähigen Atmosphären eingesetzt werden kann. Dieser Anwendungshinweis soll eine Übersicht geben über die relevanten Vorgaben aus der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU, die bei der Entwicklung des Kabels zugrunde gelegt wurde.

Umgesetzt wurde diese Richtlinie in Deutschland in der Explosionsschutzproduktverordnung (11. ProdSV).

Kabel sind per Richtlinie als „Komponenten“ einzustufen. Da nur aktive Bauteile, also „Geräte“ im Sinne der Richtlinie, zertifizierungspflichtig sind, entfällt dies für Kabel. Somit kann bzw. darf keine CE- oder ATEX- Kennzeichnung am Kabel oder den Begleitpapieren erfolgen.

Die technischen Vorgaben zur Einhaltung der Richtlinie und Gesetze sind in der IEC 60079-0 ff. und IEC 80079-36 ff. beschrieben. Grundsätzlich muss man hierbei zwischen Kabel unterscheiden, welche stromführend sind und Lichtwellenleiter- (LWL) Kabel, die dies nicht sind. LWL-Kabel fallen unter die Betrachtung der IEC 60079-28. Aus dieser geht hervor, dass ein solches Kabel grundsätzlich sicher nach der Zündschutzart „op pr“ für die EPLs Gc, Dc ist, jedoch für die Anforderungen bestimmter EPL (Equipment Protection Level) müssen ggf. gesonderte Prüfungen erfolgen. Allerdings sind Lichtwellenleiterkabel, welche nicht Bestandteil von Geräten mit LWL sind, von der Norm ausgenommen wenn sie mit relevanten Industrienormen übereinstimmen.

Darüber hinaus bietet unser neues Kabel-Design Schutz vor elektrostatischer Aufladung gemäß IEC 60079-32. Gewährleistet wird dies mit einem speziellen Compound aus Polyurethan, welches den Kabelmantel ableitend im Sinne der Norm macht. Die Grenzwerte für ableitende Materialien liegen zwischen 104 Ohm und 109 Ohm bei 50% ± 5% rel. Luftfeuchte bzw. bei 1011 Ohm bei 30% ± 5% rel. Luftfeuchte.

Ebenso wurde die Gefahr der Zonenverschleppung berücksichtigt. Der Begriff der Zonenverschleppung beschreibt das Risiko, dass beispielsweise durch Undichtigkeiten explosive Gemische aus der Pumpe nach außen dringen können. Dadurch wird die innere Explosionszone nach außen verschleppt, wo der Betreiber der Anlage in der Regel nicht mit explosiven Gemischen rechnet. Entsprechend erhöht ist daher das Gefahrenpotenzial. Um eine solche Zonenverschleppung über das Kabel zu vermeiden, wurde bei der Konstruktion darauf geachtet, dass das Kabel längsdicht ist und den zugehörigen Test nach IEC 60079-14 Anhang E1 besteht. Hierbei wird das Kabel unter konstanten Temperaturbedingungen in ein abgedichtetes Gehäuse von 5l ± 0,2l eingebaut (Das eine Kabelende befindet sich im Inneren das Andere ist außen). Das Kabel gilt als zulässig, wenn die Zeitspanne, die erforderlich ist, um einen inneren Überdruck von mindestens 0,3 kPa (30mm Wassersäule) auf 0,15 kPa (15 mm Wassersäule) fallen zu lassen, nicht weniger als 5s beträgt. Das Kabel ist somit in den Zonen 0-2 und 20-22 einsetzbar.

Wie oben bereits erwähnt, findet die Norm für ein LWL-Kabel als solches keine Anwendung. Das ändert sich wenn man das System als Ganzes betrachtet. Daher legt LEONI als Kabelspeziallist größten Wert auf die Zusammenarbeit mit unseren Kunden, damit die Systemvoraussetzungen für eine erfolgreiche Qualifizierung nach der ATEX-Richtlinie erfüllt werden.

Unsere Expertise in der optischen Messtechnik im Bereich der Lichtübertragung konnten wir durch praktische Erfahrungen in High-End-Anwendungen der optischen Messtechnik wie z.B. das Cold Atom Lab auf der Internationalen Raumstation ISS, die NASA Mission New Horizons zu Jupiter und Pluto und der Gravitationswellen-Detektion im LIGO unter Beweis stellen. Profitieren Sie von den dabei gemachten Erkenntnissen in Ihrer anspruchsvollen Messumgebung.

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