Massenhaft im Fluss

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24.08.2012 In den vergangenen sechs Monaten hat sich im Bereich der Durchflussmessung einiges getan. Neben den Neuheiten bei Coriolisgeräten standen vor allem MID- und Ultraschallgeräte im Fokus der Geräteentwicklung der Hersteller. Und auch in Sachen Busanbindung gibt es Neuigkeiten – so bieten zwei Unternehmen Geräte auch mit Ethernet-Anschluss an.

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Portable Ultraschallgeräte in Clamp-on-Bauweise sorgen bereits seit einiger Zeit für Aha-Erlebnisse: Ob temporäre Messung oder der Wunsch nach einer berührungslosen Erfassung von Strömungen – Sensoren aufschnallen, Messumformer parametrieren – fertig ist die Messung. Allerdings fordert die Chemie für 80 Prozent ihrer Anlagen Geräte mit Explosionsschutz.
Mit dem Fluxus F/G608 (Bild 1) kommt Flexim seit diesem Frühjahr dem Wunsch nach. Das Gerät basiert auf der Plattform des Fluxus F/G601, ist ebenso flexibel und leicht handhabbar – und ist zertifiziert für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich (Ex II3G). Die Ausführung F608 dient zur eingriffsfreien Durchflussmessung von Flüssigkeiten, Typ G608 misst den Durchfluss von Gasen. Das Gerät hat eine hohe Messdynamik und misst dadurch sowohl bei sehr niedrigen Volumenströmen wie auch bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten genau. Der neue Portable ermöglicht über 14 Stunden netzunabhängige Messungen. Der Messumformer erkennt die Sensoren beim Anschließen automatisch und lädt ihre Kalibrierdaten. In der Ausführung als Fluxus F608 Energy kann die momentane Leistung eines thermischen Verbrauchers unmittelbar bestimmt werden. 1208ct550

Massemessung per Ultraschall
Außerdem hat der Berliner Hersteller das neue Clamp-on-Ultraschallsystem Piox S Massflow im Programm (Bild  14), das die Funktionen der Durchflussmesser Fluxus mit denen der Prozessanalysatoren Piox S vereint. Neben dem Volumenstrom wird gleichzeitig die Schallgeschwindigkeit im Medium aufgenommen, die als Maß für die Konzentration oder Dichte dienen kann. Dadurch kann auch der Massefluss von Gemischen mit variierenden Konzentrationen eingriffsfrei bestimmt werden. Weil die außen aufgespannten Clamp-on-Sensoren keinerlei Verschleiß durch das innen fließende Medium ausgesetzt sind, ist das eingriffsfreie Verfahren insbesondere prädestiniert zur Messung besonders aggressiver Medien wie z.B. Säuren. 1208ct551

Tragbarer Clamp-on-
Wärmemengenzähler
Auch der Portasonic 9000 (Bild 2) von Badger Meter lässt sich einfach auf Rohre aufschnallen. Das tragbare Ultraschall-Wärmemengenmessgerät misst  berührungslos Prozesswasser und anderen Flüssigkeiten. Die Messung basiert auf der Laufzeitdifferenzmethode und wird neben der reinen Durchflusserfassung auch zum Messen von Wärmemengen in Druckleitungen von DN10 bis DN6000 eingesetzt. Das Gerät arbeitet bei Flüssigkeitstemperaturen von -40 bis 150°C, Fließgeschwindigkeiten von 30 bis -30 m/s und bietet eine Messgenauigkeit von 1%. Es wird auch zur Messung von Roh- und Leichtöl, Brauch- und Abwasser, aggressiven und giftigen Medien oder auch von Wärmeträgern, wie beispielsweise Thermalölen, und für Hygieneprozesse eingesetzt. Optional wird über Vorlauf- bzw. Rücklauftemperatur auch der Wärme- bzw. Kältestrom bestimmt. 1208ct552

Inline-Ultraschallgerät zur Gasmessung
Mit dem Ultraschall-Durchflussmessgerät Optisonic (Bild 3) erweitert Krohne sein Produktangebot um eine kostengünstige Lösung für die Durchflussmessung von Gasen bei Prozessmessungen und zusätzlichen Messungen in Öl- und Gasraffinerie sowie in Chemie und Petrochemie. Das langzeitstabile System ermöglicht reproduzierbare bidirektionale Messungen von 30 m/s mit einer Genauigkeit von 1 % des Messbereichs. Das Gerät ist mit Signalwandlern aus Titan ausgestattet, die das Signal besser fokussieren, Schwankungen im Prozess ausgleichen und keine akustische Rückkopplung aufweisen. Der Durchflussmesser besitzt einen wartungsfreien Messwertaufnehmer mit freiem Rohrquerschnitt und eine stabile und robuste Konstruktion. Das System berechnet das Normvolumen unter Verwendung von Temperatur- und Drucksensoren, die der Anwender direkt an das Gerät anschließen kann. 1208ct553

Thermische Strömungssensoren
für den Ex-Bereich
Höntzsch hat für die Durchflussmessung einen thermischen Strömungssensor (Bild 4) für Betriebsdrücke bis 40 bar entwickelt, der auch in Bereichen der Kategorie I Zone 0 und 20 sowie Kategorie II Zone 1 und 21 eingesetzt werden kann. Der Sensor TA10/15 p40 besitzt eine kurze Zeitkonstante, um auch schnell auftretende Verbrauchsspitzen exakt zu erfassen. Die Messspanne beträgt 1:1000. Der in einem Ex-d-Gehäuse untergebrachte Messumformer besitzt ein hinterleuchtetes, gut ablesbares LCD-Display das den Momentanwert in l/h oder m³/h und die aufsaldierte Gesamtmenge angezeigt. Der Sensor TA10/15 p40 wird werkseitig für die jeweilige Messaufgabe parametriert, kann aber über eine Hart-Schnittstelle kundenseitig an die jeweiligen besonderen Erfordernisse der Messstelle angepasst werden. 1208ct554

Wasserstoff sicher messen
Für die Messung von Wasserstoff in kleineren Rohrnennweiten bietet der Hersteller die Messrohre TA Di mit Innendurchmessern zwischen 8 und 41,8 mm an (Bild 5). Die gasmassestrom-proportionale Messung mittels eines Dünnfilmelements basiert auf dem kalorimetrischen Messprinzip und macht eine zusätzliche Messung des Betriebsdrucks überflüssig. Die Sensoren sind geeignet zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen der Kategorie 1/2 G (Zone 0/1) und Kategorie 1/2 D (Zone 20/21). Durch die Kalibrierung mit Wasserstoff können geringste Messunsicherheiten in Verbindung mit einer sehr hohen Messdynamik sichergestellt werden. Messrohre TA Di sind bei Betriebstemperaturen bis 140 °C und Systemdrücken bis 16 bar einsetzbar. 1208ct555

Mini-Massendurchflussmesser
für Maxi-Leistung
Der Massendurchflussmesser für Flüssigkeiten Liqui-Flow mini von Bronkhorst (Bild 6) wurde auf Basis der Mikrofluidik- und Mikrosystemtechnik entwickelt. Mikrofluidische Instrumente zeichnen sich aufgrund ihrer geringen Volumina durch eine schnelle Analyse aus. Gleichzeitig reduziert sich die Menge der oftmals teuren oder toxischen Reagenzien und Analyten. Die äußerst kompakten Messgeräte ermöglichen Messbereiche von 1,5 bis 75 mg/h (0,025 bis 1,25 µl/min) bis zu 12 bis 600 mg/h Wasser-Äquivalent. Das gerade Sensorrohr aus Duplexstahl hat ein Innenvolumen von unter 1 mm3 und arbeitet nach dem thermischen Massemessprinzip. Aufgrund seiner hohen Druckstufe (bis zu 1.000 bar) ist der Durchflussmesser für HPLC-Systeme ideal geeignet. 1208ct556

Magnetisch-induktive
Durchflussmessung mit Mehrwert
Magnetisch-induktiv arbeitende Durchflussmessgeräte (MID) sind aufgrund ihres robusten und unkomplizierten Messprinzips auch in der Prozessmessung weit verbreitet. Voraussetzung für ihren Einsatz ist allerdings die Leitfähigkeit der zu messenden Flüssigkeiten. Emerson Process Management hat die Palette seiner Rosemount-MID-Geräte mit Smart Meter Verification erweitert (Bild 7). Mit der durchgängigen Inline-Verifikation der Geräteleistung sollen Kosten für Dienstleistungen von Fremdfirmen zur Gerätejustage sowie Prozessunterbrechungen vermieden werden. Die Funktion ist Bestandteil des Messumformers und überprüft Kalibrierung, Justage und den Zustand von Sensor, Elektronik und analogem Messkreis. Die Überprüfung kann so eingestellt werden, dass sie ständig im Hintergrund abläuft oder durch Knopfdruck aktiviert wird. 1208ct557

MID-Geräte direkt am EtherNet/IP
betreiben
Durchflussmessgeräte am Feldbus zu betreiben, ist längst Standard. Neu ist jedoch der direkte Anschluss an die aus der Bürokommunikation bekannten Ethernet/IP-Netze. Das Durchfluss-Messgerät Promag 53 (Bild 8) von Endress+Hauser kann über Ethernet/IP konfiguriert und überwacht werden und bietet so auch den Zugriff auf die Gerätediagnose. Das Gerät wird zum Beispiel nahtlos in das Plantpax-Prozessautomatisierungssystem von Rockwell Automation. Integriert. Der MID misst Flüssigkeiten mit einer elektrischen Leitfähigkeit >5 µS/cm und eignet sich besonders für Anwendungen in der Nahrungsmittel und Getränkeindustrie, in der Wasser und Abwassertechnik sowie in weiteren Bereichen der Prozessindustrie. Über integrierte Web-Server können autorisierte Anwender aus der Ferne Durchflussdaten abrufen, Diagnosen durchführen, das Durchfluss-Messgerät konfigurieren oder Prozessoptimierungen vornehmen. 1208ct558

Jede Menge Anschlussmöglichkeiten
Über zahlreiche Schnittstellen verfügt der magnetisch-induktive Messumformer Modmag M2000 von Badger Meter (Bild 9). Er verfügt standardmäßig über vier freiprogrammierbare Digitalausgänge, einen digitalen Eingang, Analog­ausgang sowie RS232/485-, Modbus- RTU-, Hart-, M-Bus- und Profibus-DP-Schnittstellen. Das Gerät ist in einem Gehäuse der Schutzklasse IP67 erhältlich und misst alle leitfähigen Flüssigkeiten in Rohrnennweiten von DN 6 bis DN 2000. Das Modell ist mit 85 bis 265 VAC als auch 9 bis 36 VDC verfügbar. Es eignet sich zur bidirektionalen Messung von Flüssigkeiten mit einer Leitfähigkeit >5 µS/cm bzw. >20 µS/cm bei demineralisiertem Wasser. Kennzeichen sind seine hohe Genauigkeit und einfache Bedienbarkeit sowie ein breites und flexibles Einsatzgebiet. Weitere Merkmale: beleuchtetes 4-zeiliges Display,  Messgenauigkeit 0,25% v.M. (optional 0,2%). 1208ct559

Fremd-Steuerung über digitalen
Eingang
Der Insertion MID 8045 von Bürkert (Bild 10) ist ein universell einsetzbares Durchflussmessgerät, das durch seine besonderen Vorteile in der freien Kombinierbarkeit mit einem Fitting und lokaler Kalibrierung (Teach in) ohne Weiteres kostspieliges spezielles Equipment gekennzeichnet ist. Unter anderem ist jetzt eine sogenannte Schleichmengenunterdrückung eingebaut, deren Wirkungsgrenze der Anwender einstellen kann. Unterhalb dieser Grenze wird der Messwert auf 0 gesetzt; dies wirkt sich auf die Displaydarstellung und die Ausgänge aus. Der Durchflussmesser kann über einen digitalen Eingang angesteuert werden. Zur Auswahl stehen das Rücksetzen des Mengenzählers, das Versetzen des Geräts in den Status „Hold“ sowie das Anstoßen einer Nullpunktkalibrierung. Es ist nun ebenfalls möglich, einen Ersatzmesswert zu aktivieren. 1208ct560

Neues aus der Zählerwelt
Auch mechanische Zähler sind zur Erfassung von Volumenströmen nach wie vor weit verbreitet. Badger Meter hat seine Ovalradzähler-Generation IOG für die industrielle Durchflussmesstechnik um die die Zählergrößen ¼ Zoll Standard Flow und ¼ Zoll Low Flow erweitert. Mit den neuen Zählergrößen können auch kleinste Durchflussmengen genau gemessen werden. Die Haupteinsatzbereiche sind Anwendungen zur Treibstoff-Verbrauchsmessung sowie für Additive, Öle und zähflüssige Flüssigkeiten. Die Zähler eignen sich ebenfalls für eine Reihe chemischer Anwendungen, die auf Kohlenwasserstoffen basieren. Sie decken einen Messbereich von 2 bis 500 l/h bei einer Wiederholbarkeit von ±<0,03 % ab.
Die Baureihe der Standardturbinenzähler mit einem Rotor des Herstellers (Bild 11) besteht aus vier Serien für die Anwendungsfelder Hochdruck, kleine Durchflüsse, Flanschversion sowie Modelle zur hochpräzisen Gasdurchflussmessung. Die Standardturbinenzähler mit einem Rotor weisen eine Toleranz von ±0,25 % auf, eine Wiederholgenauigkeit von 0,02 % und eine Ansprechzeit von 2 ms. Die Turbinenzähler verhalten sich über einen sehr weiten Messbereich linear. 1208ct561

Jede Menge Neuigkeiten bei Coriolis- Durchflussmessgeräten
Emerson Process Management hat für seine Micro-Motion-Coriolis-Durchflussmessgeräte ein Ethernet/IP-Modul (Bild  12) entwickelt, mit dem die Massemesser sowohl in neuen Installationen als bei Modernisierungen an Ethernet/IP-Netze angeschlossen werden können. Die Ethernet/IP-Lösung kann auch im Ex-Bereich eingesetzt werden und bietet den Zugriff auf die multivariablen Daten: Durchfluss, Dichte, Temperatur und viele weitere Parameter. Laut Hersteller kann das Modul in weniger als 30 min in einen Schaltschrank installiert werden. Der Web-Browser des Moduls erlaubt Zugriff auf das Netzwerk und dort auf eine Konfigurations- und Diagnosefunktion, so dass eine Vielzahl von Online-Aktivitäten möglich werden. Dazu gehört die Smart Meter Verification, die die Leistung von Coriolis-Messgeräten überprüft, ohne dass der Prozess angehalten oder der Durchfluss unterbrochen werden muss. 1208ct562

Coriolis-Sensor in King Size
Die Durchflussmesser Proline Promass X von Endress+Hauser (Bild 13) werden in Rohre der Nennweite DN 350 installiert und zeichnen sich durch eine hohe Genauigkeit und Prozess-Stabilität aus. Durchflussmengen bis zu 4.100 t/h können mit dem Gerät mit einer Genauigkeit von 0,05 Prozent vom Messwert erfasst werden. Durch die direkte Massemessung erübrigt sich eine Umwertung auf V15 bei Petroprodukten oder Normvolumen bei Gasen, wie sie bei Volumendurchflussmesssystemen in Kombination mit externer Druck- und Temperaturmessung notwendig ist. Das ausbalancierte Messsystem, ist immun gegen externe Einflüsse wie Anlagenverspannungen und Vibrationen. 1208ct563

Effiziente Zweileiter-Technik
Bei den Nennweiten bis DN 80 setzt der Hersteller auf die eigensichere Zweileiter-Technik (siehe Bericht S. 52). Das Coriolisgerät Promass E 200 erfüllt die Anforderungen der Namur-Empfehlung NE131/132 für chemische und petrochemische Prozesse und wurde nach DIN/EN61508 für SIL2 entwickelt. Das Gerät wird in Namur-Standardeinbaulängen gemäß NE132, mit Diagnosefunktionen gemäß NE107 und Interoperabilität nach NE105 angeboten. 1208ct564

Geräte in Namur-Standardlänge
messen auch Zweiphasengemische
Das Coriolisgerät Optimass 6400 von Krohne wird in den Standardlängen nach Namur-Empfehlung NE 132 ausgeführt und liefert auch bei Flüssigkeiten mit  Gasanteilen jederzeit Messwerte (s. Bericht S. 52). Bei dem Gerät folgt die Schwingung des Messrohrs der Resonanzfrequenz. Bei bis zu 100% Gasanteil im gemessenen Volumen gibt das Gerät jederzeit einen Messwert aus, gleichzeitig meldet es den 2-Phasen-Status und verfügt über einen konfigurierbaren Alarm. Die Geräte (DN 8 bis 250) kann in einem großen Temperaturbereich von Hochtemperatur- bis zu kryogenen Anwendungen (400  bis -200°C) eingesetzt werden. Der Druckbereich reicht bis 200 bar. Der Messumformer bietet erweiterte Geräte- und Prozessdiagnosefunktionen entsprechend der Namur-Emfpehlung NE 107 und soll auch schrittweise für die anderen Optimass-Geräte des Herstellers eingeführt werden. 1208ct565

Kompakte Sensoren für
Standardanwendungen und mehr
Mit dem Sitrans FC430 bietet Siemens ebenfalls neue Coriolis-Sensoren für die Messung von Flüssigkeiten und Gasen vor (s. Bericht S.52). Augenscheinlichstes Merkmal ist die kompakte Bauweise (Länge: 250 mm bei DN 15 oder 611 mm bei DN 50). Ein halbkugelförmiger Einlaufstutzen soll Kavitation und Separierung empfindlicher Flüssigkeiten verhindern. Das robuste Gehäuse schirmt den Sensor gegen störende Prozessgeräusche und Vibrationen ab und verhindert Nullpunkt-Verschiebungen. Die Genauigkeit wird mit 0,1 % angegeben. Die SIL2-Geräte werden in Vierleitertechnik mit verschiedenen Messumformervarianten angeboten und nutzen zum Datenabgleich die 100-Hertz-Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung sowie  Sensor Flash und USB-Anschluss. Geplant sind Sensoren für Rohre bis DN 150. 1208ct566

Neue Sensorkonstruktion für hohe
Genauigkeit
Die neuen Coriolis-Masse-Durchflussmesser Coriolis Master FCB330 und FCB350 von ABB werden für flüssige und gasförmige Medien eingesetzt. Neben der direkten Messung von Masse- und Volumendurchfluss (Genauigkeit bis 0,1%) werden die Dichte, Konzentration und Temperatur des Mediums erfasst (s. Bericht S. 52). Die kompakte Doppelrohr-Konstruktion kommt ohne Ein- und Auslaufstrecken aus. Der Messwertaufnehmer hat eine hohe Nullpunkt- und Temperaturstabilität. Die digitale Signalverarbeitung (DSP) ermöglicht auch die Messung kleiner Durchflüsse. Die integrierte Densimass-Software ermöglicht direkte Brix-Messungen, Net-Oil-Berechnungen oder temperaturnormierte Konzentrations-Berechnungen und verwendet eine umfangreiche Applikationsdatenbasis als Berechnungsgrundlage. Die Geräte sind auch mit Zulassungen für FDA / 3A und EHEDG verfügbar und werden von DN15 bis DN150 angeboten. 1208ct567

Kommunikation auch über Modbus
Die bewährten Coriolis- Massedurchfluss- und Dichtemesser der Serie Rotamass 3 von Yokogawa (Bild 15) verfügen nun auch über eine Modbus-Schnittstelle. Die neue Schnittstelle unterstützt den Datenaustausch über eine RS-485-Verbindung sowohl im Remote Terminal Unit (RTU) als auch im Ascii-Übertragungsmodus. Letzterer ist etwas langsamer, dafür aber ohne Umsetzung direkt lesbar – nützlich etwa für die Wartung oder Kalibrierung im Feld. Die Modbus-Kommunikation erlaubt den Zugriff auf alle wichtigen Messdaten eines Prozesses, vorrangig Massenfluss, Dichte und Temperatur. Alle Messgrößen stehen in direkt lesbaren Adressregistern zur Verfügung. Im Vergleich zu anderen Kommunikationsprotokollen wie etwa Foundation Fieldbus oder Profibus, sind beim Einsatz von  Modbus keine teuren Anpassungen der 4- bis 20-mA-Verkabelung notwendig. 1210ct421

Schwebekörper-Durchflussmesser mit FF-Funktionen
Auch das Schwebekörper-Messprinzip kann jetzt Feldbus: Der H250 M40 von Krohne (Bild 16) verfügt nun über Foundation-Fieldbus-Funktionalität und kann damit in FF-Leitsysteme integriert werden. Das modulare Konzept der bereits 2009 vorgestellten Durchflussmessgeräte erlaubt auch ein Nachrüsten zum Foundation-Fieldbus-Gerät. Es wird komplett aus dem Feldbus gespeist und bietet weit mehr als bisherige Notlösungen mit Konvertern, die lediglich das 4…20-mA-Signal in einen digitalen Messwert auf dem Bus wandelten. 1208ct569

Messumformer mit 316L-Edelstahlgehäuse
Emerson Process Management bietet für seine Micro-Motion-Modelle 1700 und 2700 nun auch Messumformer mit Edelstahlgehäuse (316L) an (Bild 17). Das Material trotzt rauen Umgebungsbedingungen wie hohe Luftfeuchtigkeit und der hoher Salzgehalt. Die Messumformer sind für den Einbau im Feld (abgesetzt) oder direkt am Sensor angeschlossen verfügbar und zu vielen Durchflussmessgeräten des Herstellers kompatibel. Sie sind für den eichamtlichen Verkehr zugelassen, besitzen die Zertifikate für SIL2 und SIL3 und können im Ex-Bereich Zone 1 (Class 1, Div 1) installiert werden. 1208ct570

Heftausgabe: August 2012

Über den Autor

Armin Scheuermann, Redaktion
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