Sensor integriert Richtungserkennung der Strömung

Bidirektionale Gasmessung

Thermische Massedurchflussmessgeräte sind bereits seit über 40 Jahren vor allem in Druckluft- und vergleichbaren Gasmessungen im Einsatz. Sie arbeiten nach dem kalorimetrischen Prinzip, bei dem durch eine Masseströmung ein bestimmter Wärmeabtrag erfolgt. Geringer Druckverlust und hohe Messdynamik machen sie dort zum passenden Messgerät.
 Massedurchflussmessgeräte können auch kleinste Mengen quantifizieren sowie Leckagen im Rohrleitungsnetz erkennen.
Massedurchflussmessgeräte können auch kleinste Mengen quantifizieren sowie Leckagen im Rohrleitungsnetz erkennen.Bild: Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

Herzstück einer guten Messperformance ist die Sensorik. Sie besteht bei thermischen Durchflussmessgeräten in der Regel aus PT100-Widerstandselementen. Die drahtgewickelten oder Dünnfilm-Bauteile, die in Metallhülsen eingelassen werden, sind im Prozessbetrieb thermischen Einflüssen, Anlagevibrationen und Alterung ausgesetzt. Dies führt auf Dauer zu einem Sensordrift bzw. Nichtlinearität der Messung. Um diesen Effekten entgegenzuwirken, hat Endress+Hauser ein Sensordesign entwickelt, erprobt und patentiert, das den Widerstand fest mit der Sensorspitze verbindet. Dadurch wird aus den beiden Bestandteilen quasi ein einziges Bauteil. Das Ergebnis resultiert in einer hohen erreichbaren Messgenauigkeit von 30% v. M. Behaftet. Ein Anwendungsfall für die bidirektionale Gasmessung ist beispielsweise die Druckluftringleitung. Darin kann sich je nach Abnahmeverhalten die Durchflussrichtung immer wieder umkehren. Der Sensor erlaubt hier eine sichere Mengenerfassung bei gleichbleibender Messgenauigkeit in beide Richtungen. Als weiteres Beispiel ist die Gebäudebelüftung zu nennen, bei der die Einsteckvariante des Sensors in einen rechteckigen Kanal eingebaut wird. Im Normalbetrieb wird die Luftmenge der Belüftung gemessen und im Sonderfall eines Brandes würde in Gegenrichtung die abgesaugte Luftmenge erfasst werden. Für solche Anforderungen werden bisher zwei Geräte benötigt. Oft kommen zur zusätzlichen Richtungserkennung auch mechanische Lösungen zum Einsatz, die regelmäßig auf Funktion und Verschleiß geprüft werden müssen. Für diese Messaufgaben ist der Sensor als Flanschgerät oder als Einsteckvariante eine kompakte All-in-One-Lösung.

 Bei industriellen Gasen, wie z.B. Erdgas, Stickstoff, Kohlendioxid und Argon, gewinnen thermische Durchflussmessgeräte immer mehr an Bedeutung.
Bei industriellen Gasen, wie z.B. Erdgas, Stickstoff, Kohlendioxid und Argon, gewinnen thermische Durchflussmessgeräte immer mehr an Bedeutung.Bild: Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

Flexibel einstellbar

Neben der Luft- und Druckluftmessung ermöglicht der Sensor die Messung vieler weiterer Gase und Gasgemische. Der integrierte Gasrechner beinhaltet international anerkannte Eigenschaften der Gase und erlaubt die flexible Einstellung des Gerätes auf unterschiedliche Messanforderungen – mit dem großen Vorteil, dass keine Kalibrierung mit Echtgas notwendig ist. Vielmehr wird er konstant mit Luft auf einer akkreditierten Kalibrieranlage kalibriert. In der Anwendung lassen sich dann reine Gase oder Gasgemische mit bis zu acht Bestandteilen einstellen. Hierzu stehen im Gerät 21 Industriegase sowie Wasserdampf als zusätzliche Gas-Eigenschaft zur Verfügung. Es gibt weiterhin die Möglichkeit, zwei Gasgruppen zu definieren und diese über eine Eingangsfunktion umzuschalten, beispielsweise wenn nach dem eigentlichen Messen mit einem anderen Gas die Leitung gespült werden soll. Bei veränderlichen Gemischen kann die Hauptkomponente über einen Stromeingang eingelesen werden. Damit wird das Verhältnis zu den anderen Bestandteilen kontinuierlich angepasst.

 Die bidirektionale Sensorik des T-Mass 300/500 im Detail
Die bidirektionale Sensorik des T-Mass 300/500 im DetailBild: Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

Bewährte Elektronik

Das neue Messgerät basiert auf der Gerätelinie Proline 300/500 des Herstellers. Das einheitliche Gerätekonzept bietet Funktionalitäten wie Heartbeat-Diagnosesystem, einen Datenspeicher oder das SIL-Gerätekonzept, um den Praxiseinsatz einfach und sicher zu gestalten. Die Bedienung ist einheitlich zu allen übrigen Proline-Durchflussmessgeräten. Hervorzuheben ist der integrierte Webserver, der eine einfache Bedienung ohne eine separate Software oder Treiberinstallation ermöglicht. Als Ergänzung erlaubt die WLAN-Schnittstelle einen problemlosen Zugriff auf das Gerät, auch wenn es an schwer zugänglichen Stellen eingebaut ist. Mit dem flexiblen Ein- und Ausgangskonzept ist die Messung einfach an die Anforderungen einer Messstelle anpassbar. Darüber hinaus ist der Sensor nach DIN EN61508 entwickelt und für den Einsatz in Sicherheitseinrichtungen gemäß SIL2/3 zertifiziert ist. Gerade im Einsatz in PLT-Sicherheitseinrichtungen ist eine einfache Geräteprüfung und eine hohe Diagnoseabdeckung von besonderer Bedeutung. Die hohe Diagnoseabdeckung der Heartbeat-Gerätediagnose macht seinen Einsatz in PLT-Sicherheitseinrichtungen besonders sicher. Mit Heartbeat-Verifikation ist eine umfangreiche und kostengünstige Geräteprüfung mit Prüfprotokoll im eingebauten Zustand und ohne Prozessunterbrechung möglich.

 Beim T-Mass F 300/500 ist die Sensorik zur optischen Prüfung und Reinigung ausbaubar.
Beim T-Mass F 300/500 ist die Sensorik zur optischen Prüfung und Reinigung ausbaubar.Bild: Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

Fazit

Mit dem thermischen Massemessgerät T-Mass 300/500 bietet Endress+Hauser ein flexibles Messgerät für Gase an. Eine langzeitstabile Sensorik und die neuartige bidirektionale Messfunktion sind die Hauptmerkmale. Kombiniert mit der bewährten Messumformertechnik der Proline 300/500 soll das Messgerät dem Anwender keine Wünsche offen lassen und aktuelle Industriestandards erfüllen.

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Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.
http://www.de.endress.com

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