Prozessautomation & Messtechnik Flüssigkeiten überwachen

19.09.2013

Je genauer ein magnetisch-induktive Durchflusssensor arbeitet, desto teurer ist er auch. So sieht die derzeitige Marktsituation aus. Ein neuer, kompakter Sensor verbindet nun Messgenauigkeit mit erschwinglichen Preisen und fasst Kundenanforderungen aus den unterschiedlichsten Branchen zusammen.

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In vielen Applikationen in der Prozess- und Werkzeugmaschinenindustrie, aber auch in anderen Branchen, werden magnetisch-induktive Durchflusssensoren (MID) zur Mengenmessung und Überwachung flüssiger Medien eingesetzt. Dieses physikalische Messprinzip ist am Markt weit verbreitet und in allen Branchen akzeptiert. Betrachtet man den derzeit existierenden Markt von MID-Anbietern, so kann man diese grundsätzlich in zwei Bereiche aufteilen. Der erste Bereich zielt auf sehr hohe Anforderungen an das Durchflussmesssystem, wie zum Beispiel eine hohe Genauigkeit oder Medienbeständigkeit. Die Genauigkeit der Strömungsmessung liegt hier bei etwa 0,5 Prozent vom Messwert. Diese Geräte sind im oberen Preissegment wieder zu finden. Der zweite Bereich bildet die breite Masse an Applikationen, mit vielen ähnlichen Anforderungen an das Durchflussmesssystem. Diese Sensoren sind im unteren Preissegment wieder zu finden (ca. 50 bis 75 Prozent günstiger als im ersten Fall). Die Genauigkeit dieser Geräte liegt bei etwa 2 bis 3 Prozent vom Messwert.

Entwicklungen an Kundenwünschen orientieren

Diese zwei Bereiche mit unterschiedlichen technischen als auch preislichen Anforderungen gaben den Anstoß zur Entwicklung des magnetisch-induktiven Durchflusssensors efector mid. Bei der Entwicklung war das erklärte Ziel, möglichst viele Anforderungen von Anwendern, unter Einbehaltung einer strengen Kostenkontrolle, zu erfüllen. Die Analyse von Kundenanforderungen fing bei der Bestellung an. Eine Vielzahl am Markt existierender MIDs haben eine Artikelnummer mit mehr als 15 Stellen. Hier passieren nach einer Vielzahl von Kundenbefragungen Fehler bei der Bestellung dieser Geräte. Ein solcher Fehler kann ein falscher Prozessanschluss, falsche Spannungsversorgung, aber auch für den Prozess falsche medienberührende Materialien sein. Diese möglichen Fehler werden meistens erst nach Erhalt des Geräts bemerkt. Die Artikelnummern der Baureihe efector mid sind nur sechsstellig. Diese sind klar für alle Durchflussbereiche für eine höchstmögliche Transparenz für den Anwender gegliedert. Die Anbindung an den Prozess erfolgt meist über zusätzliche Adapter.

Ausreichend genau

Die Anforderungen an die Messgenauigkeit von MIDs streuen - im Gegensatz zum Angebot. Wie beschrieben teilt sich das Angebot in zwei Bereiche: Messgenauigkeit ca. 0,5 Prozent vom Messwert und Messgenauigkeit von 2 bis 3 Prozent des Messwert. Spricht man mit Kunden, warum welche Genauigkeit benötigt wird, so erhält man häufig die Antwort, dass ein MID mit einer Genauigkeit von 0,5 Prozent vom Messwert eingesetzt wird, da es im Messbereich bis 600l/min nichts anderes gibt. Der efector mid mit dem Messbereich bis 300 und 600l/min hat eine Messgenauigkeit von ± (0,8 Prozent MW + 0,5 Prozent MEW), die in den meisten Fällen ausreichend ist. Ein weiterer Trend am Markt ist die Messung verschiedener Prozessdaten wie der aktuelle Durchfluss und die Mediumstemperatur in einer Anbindung an den Prozess - also in einem Gerät. Dies erspart dem Kunden einen hohen Zeitaufwand bei der mechanischen und elektrischen Installation. Darüber hinaus wird die Artikelnummervielfalt beim Kunden durch die Zusammenfassung von Prozesswerten (Kombimessung) in einem Gerät mit nur einer Artikelnummer reduziert und erleichtert somit die Pflege von Kundenstammdaten. Der efector mid erfasst die aktuelle Durchfluss- und Gesamtmenge sowie die Temperatur. Darüber hinaus kann der Kunde auch auswerten, ob seine Rohrleitung mit Medium gefüllt ist oder nicht. Die zusätzliche Temperatur- und Leerrohrerkennung ist gerade für Kühlkreislaufapplikationen enorm wichtig. Wenn die Ausgabe dieser Prozessdaten analog erfolgt, hat der Kunde darüber hinaus auch die Möglichkeit, den Kühlprozess nicht wie bislang üblich binär, sondern im Betriebsoptimum zwischen benötigter Kühlung und geförderter Pumpenleistung zu fahren um letztlich elektrische Energie einzusparen. Kosten und Einfachheit stehen bei Kunden im Vordergrund. Die Zusammenfassung von Aufnahme und Auswertung von Prozesswerten realisiert eine schnelle mechanische Anbindung an den Prozess. Anschließend erfolgt die elektrische Kontaktierung. Zur Überprüfung der externen kundenseitigen Peripherie können einige MIDs auch ohne aktuellen Durchfluss ein 4�?�20mA Signal ausgeben. In diesem Fall errechnet sich der Kunde, wie viel mA welchem Durchfluss entsprechen. Der efector mid bietet die Möglichkeit, direkt Prozesswerte für Strömung in l/min und Temperatur in °C einzugeben. Alle Ausgänge verhalten sich, als wäre es eine reale Messung. Der Vorteil ist dabei, dass kundenseitig kein Umrechnen einzelner Prozessdaten mehr notwendig ist.

Gezieltes Ignorieren von Durchfluss

Das magnetisch-induktive Messsystem bietet die Möglichkeit einer Richtungserkennung. Somit kann ein absoluter Wert durch Addieren oder Subtrahieren eines Volumens ermittelt werden. Die Durchflussrichtung wird von den Herstellern vorgegeben. Der efector mid ist variabel in seiner Anwendung. Somit kann nicht nur die Gesamtrichtungszählung vom Kunden vorgegeben werden, sondern auch das gezielte Ignorieren eines Rückflusses ist möglich. Diese Variabilität ist besonders in Steigleitungen interessant, wo es sehr häufig zu ungewollten Rückläufen kommt, die eine Messung nicht beeinflussen sollen. Diese Merkmale sorgen für eine einfache Nutzung des efector mid. Darüber hinaus wird jedes Gerät während der Produktion nassabgeglichen. Dieser Nassabgleich mit Wasser ermöglicht eine sofortige Inbetriebnahme ohne jegliche Vorkonfiguration. Weiterhin sorgt eine eingelaserte Seriennummer auf dem Gehäuse für eindeutige Rückverfolgbarkeit.

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