Durchflussmesser für Masseströme >0kg/h
Neue Architektur
Wenn kleinste Massenströme bestimmt werden müssen, kommen bisher in der Regel Coriolis-Durchflussmesser mit nur einem Messrohr zum Einsatz. Diese haben jedoch den Nachteil, dass das zweite Rohr als Messwertreferenz wegfällt und sie aufgrund der Verbindung der Sensorspulen zur Gehäusewand anfälliger für Vibrationen oder andere Störeinflüsse sind. Aus diesem Grund hat sich Heinrichs Messtechnik das Ziel gesetzt, einen hochgenauen und stoßunempfindlichen Coriolis-Massen-Durchflussmesser zu entwickeln.
Bild: Heinrichs Messtechnik GmbHEntstanden ist der High Performance Coriolis - kurz HPC: Der mit 150mm Gehäuselänge bisher kleinste Coriolis-Durchflussmesser im Doppelrohr-Design. Statt die Spulen auf die Rohre zu montieren, entschied sich der Hersteller dazu, sie auf einer Platine zu positionieren, die zwischen den Messrohren angebracht wird.
Bild: Heinrichs Messtechnik GmbH
Bild: Heinrichs Messtechnik GmbHUnempfindlich gegen äußere Einflüsse
Durch das Doppelrohr-Design zeigt sich der HPC äußerst unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen, sodass ein präzises Ergebnis mit einer maximalen Abweichung von ±0,1 Prozent v. MW. und eine Nullpunktstabilität zwischen 0,001 und 0,005 erreicht werden kann. Eine mechanische Entkopplung ist im Normalfall nicht notwendig. Aufgrund der hohen Arbeitsfrequenz der Messrohre von über 200Hz wird zuverlässig verhindert, dass sich Schwingungen oder ähnliche Anlagenvibrationen einkoppeln; Fehlermeldungen werden so vermieden. Da die Sensoren nun auf der unbewegten Platine angebracht sind und nicht mehr auf den Rohren, ist keine offene Verdrahtung wie bei marktüblichen Geräten mehr nötig. Diese stellt häufig eine Schwachstelle dar, da der Draht oder das Verbindungsmaterial in gleicher Frequenz wie die Messrohre schwingen. Der Sensor besteht - abgesehen von den mittels Laser angeschweißten Schleifen - im Wesentlichen aus einem mit Bohrungen versehenen, massiven Edelstahlblock. Darüber hinaus wurde das Gerät um einen Splitter am Zulauf der Schleifen reduziert. Stattdessen verfügt es über ein Reservoir - über den Prozessdruck verteilt sich die Flüssigkeit exakt in den Messrohren und die Strömung wird nicht durch einen Splitter gestört. So sind auch hier kein zusätzliches Bauteil und kein Verschweißen mehr nötig. Dies führt dazu, dass das Gerät höchst robust ist und selbst Temperaturen bis 180°C sowie Drücken bis 600bar standhält.
Bild: Heinrichs Messtechnik GmbHVariables Montagekonzept
Für die flexible Installation werden verschiedene Varianten des HPC angeboten: Neben der Inline-Version, die sich direkt in die Prozessleitungen einsetzen lässt, sind noch drei weitere Modelle verfügbar, die sich entweder zur Befestigung mit Wandhalterungen oder zur Tischanbringung eignen. Hierbeil sind zwei Optionen wählbar: die Anordnung der Messrohre oberhalb oder unterhalb der Leitung. Für Gasmessungen ist die Orientierung nach oben empfehlenswert, um Probleme mit Flüssigkeiten zu vermeiden. Das gleiche gilt auch umgekehrt. Insgesamt sind die Geräte für drei Messbereiche erhältlich: 0-20, 0-50 und 0-160kg/h. Auf Wunsch sind auch weitere Anpassungen möglich, beispielsweise kundenspezifische Gehäuse, Stecker oder Schnittstellen. Speziell für die Chemie- und Halbleiterindustrie können zudem verschweißte Edelstahlgehäuse geliefert werden.
Mit Simulationen zum Entwicklungserfolg
Die gesamte Entwicklungsphase nahm lediglich 1,5 Jahre in Anspruch. Damit diese kurze Zeitspanne erreicht werden konnte, setzte Heinrichs Messtechnik eine neue Simulationstechnologie ein, die die Anzahl der Prototypen und damit den Kostenfaktor Entwicklung reduzierte. Mithilfe der Simulations-Technologie ist es darüber hinaus möglich, kundenspezifische Anforderungen umzusetzen.
Wenn kleinste Massenströme bestimmt werden müssen, kommen bisher in der Regel Coriolis-Durchflussmesser mit nur einem Messrohr zum Einsatz. Diese haben jedoch den Nachteil, dass das zweite Rohr als Messwertreferenz wegfällt und sie aufgrund der Verbindung der Sensorspulen zur Gehäusewand anfälliger für Vibrationen oder andere Störeinflüsse sind. Aus diesem Grund hat sich Heinrichs Messtechnik das Ziel gesetzt, einen hochgenauen und stoßunempfindlichen Coriolis-Massen-Durchflussmesser zu entwickeln.
Bild: Heinrichs Messtechnik GmbHEntstanden ist der High Performance Coriolis - kurz HPC: Der mit 150mm Gehäuselänge bisher kleinste Coriolis-Durchflussmesser im Doppelrohr-Design. Statt die Spulen auf die Rohre zu montieren, entschied sich der Hersteller dazu, sie auf einer Platine zu positionieren, die zwischen den Messrohren angebracht wird.Bild: Heinrichs Messtechnik GmbH
Bild: Heinrichs Messtechnik GmbHUnempfindlich gegen äußere Einflüsse
Durch das Doppelrohr-Design zeigt sich der HPC äußerst unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen, sodass ein präzises Ergebnis mit einer maximalen Abweichung von ±0,1 Prozent v. MW. und eine Nullpunktstabilität zwischen 0,001 und 0,005 erreicht werden kann. Eine mechanische Entkopplung ist im Normalfall nicht notwendig. Aufgrund der hohen Arbeitsfrequenz der Messrohre von über 200Hz wird zuverlässig verhindert, dass sich Schwingungen oder ähnliche Anlagenvibrationen einkoppeln; Fehlermeldungen werden so vermieden. Da die Sensoren nun auf der unbewegten Platine angebracht sind und nicht mehr auf den Rohren, ist keine offene Verdrahtung wie bei marktüblichen Geräten mehr nötig. Diese stellt häufig eine Schwachstelle dar, da der Draht oder das Verbindungsmaterial in gleicher Frequenz wie die Messrohre schwingen. Der Sensor besteht - abgesehen von den mittels Laser angeschweißten Schleifen - im Wesentlichen aus einem mit Bohrungen versehenen, massiven Edelstahlblock. Darüber hinaus wurde das Gerät um einen Splitter am Zulauf der Schleifen reduziert. Stattdessen verfügt es über ein Reservoir - über den Prozessdruck verteilt sich die Flüssigkeit exakt in den Messrohren und die Strömung wird nicht durch einen Splitter gestört. So sind auch hier kein zusätzliches Bauteil und kein Verschweißen mehr nötig. Dies führt dazu, dass das Gerät höchst robust ist und selbst Temperaturen bis 180°C sowie Drücken bis 600bar standhält.
Bild: Heinrichs Messtechnik GmbHVariables Montagekonzept
Für die flexible Installation werden verschiedene Varianten des HPC angeboten: Neben der Inline-Version, die sich direkt in die Prozessleitungen einsetzen lässt, sind noch drei weitere Modelle verfügbar, die sich entweder zur Befestigung mit Wandhalterungen oder zur Tischanbringung eignen. Hierbeil sind zwei Optionen wählbar: die Anordnung der Messrohre oberhalb oder unterhalb der Leitung. Für Gasmessungen ist die Orientierung nach oben empfehlenswert, um Probleme mit Flüssigkeiten zu vermeiden. Das gleiche gilt auch umgekehrt. Insgesamt sind die Geräte für drei Messbereiche erhältlich: 0-20, 0-50 und 0-160kg/h. Auf Wunsch sind auch weitere Anpassungen möglich, beispielsweise kundenspezifische Gehäuse, Stecker oder Schnittstellen. Speziell für die Chemie- und Halbleiterindustrie können zudem verschweißte Edelstahlgehäuse geliefert werden.
Mit Simulationen zum Entwicklungserfolg
Die gesamte Entwicklungsphase nahm lediglich 1,5 Jahre in Anspruch. Damit diese kurze Zeitspanne erreicht werden konnte, setzte Heinrichs Messtechnik eine neue Simulationstechnologie ein, die die Anzahl der Prototypen und damit den Kostenfaktor Entwicklung reduzierte. Mithilfe der Simulations-Technologie ist es darüber hinaus möglich, kundenspezifische Anforderungen umzusetzen.
Heinrichs Messtechnik GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 5 Mai 2020 - 19.05.20.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
