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INNOVATIVE INDUSTRIE
Immer mehr Firmen gehen in Richtung kleiner Durch üsse. Insbesondere in der chemischen Industrie, in
der Lebensmittel- und in der Pharmabranche geht der Trend in Richtung kontinuierlicher Produktionsprozesse,
Vermeidung von Abfällen, geringerer Standzeiten und höherer Flexibilität.
Bestimmung kleiner Volumenströme
Der neue ES-FLOW™ für die Bestimmung kleiner Volumenströme mit Ultraschallwellen
SEPTEMBER 2017 | INNOVATIONS • NEW BUSINESS 17
Auf dem Markt gibt es eine Vielzahl von
Ultraschall-Messgeräten für größere Durchflüsse
mit Rohrdurchmessern ab etwa 1“. Es
ist allerdings ungleich schwieriger, einen
Ultraschall-Durchflussmesser für kleinere
Rohrdurchmesser zu bekommen. Herkömmliche
Ultraschall-Durchflussmesser arbeiten
entweder auf Basis des Dopplereffektes oder
über eine Transitzeit-Messmethode. Beide
Methoden sind geeignet für große Rohrquerschnitte,
stoßen aber bei kleineren Durchmessern
an ihre Grenzen.
Ultraschall-Durchflussmessungen
bis 1.500 ml/min oder weniger
Aufgrund der Komplexität von Physik und
Technik gibt es in diesem speziellen Strömungsbereich
nicht viele Messprinzipien,
insbesondere Ultraschall-Durchflussmesser.
Deshalb war die große Herausforderung,
eine Lösung für Ultraschall in Rohren mit
sehr kleinen Durchmessern zu finden. In
enger Zusammenarbeit mit TNO (niederländische
Organisation für angewandte wissenschaftliche
Forschung) konnte Bronkhorst
® mit der Ultraschallwellentechnik ein
innovatives Instrument entwickeln. Diese
Technologie wird in der neuen ES-FLOW™
-Serie zur Messung von Flüssigkeitsvolumenströmen
zwischen 4 und 1.500 ml/min,
unabhängig von Flüssigkeitsdichte, Temperatur
und Viskosität, mit einer Genauigkeit
von 1% RD ±1 ml/min angewendet.
Wie arbeitet der neue Ultraschall-
Durchflussmesser?
Der ES-FLOW™ basiert auf Ultraschalltechnologie.
Die Messung erfolgt in einem geraden
Edelstahlrohr mit einem Innendurchmesser
von 1,3 mm, ohne Hindernisse oder
Totvolumina. An der Außenseite des Sensorrohres
befinden sich mehrere Ultraschallsensoren
(Transducer Discs), die durch radiale
Oszillation Ultraschallwellen erzeugen.
Jeder Messumformer kann senden und
empfangen, daher werden alle Up- und
Downstream-Kombinationen aufgezeichnet
und verarbeitet. Durch genaues Messen der
Zeitdifferenz zwischen den Aufnahmen (Nanosekundenbereich)
werden die Strömungsgeschwindigkeit
und die Geschwindigkeit
des Schalls berechnet. Bei der Kenntnis
dieser Parameter und des exakten Röhrenquerschnitts
ist der ES-FLOW™ in der Lage,
Flüssigkeitsvolumen zu messen. Das Alleinstellungsmerkmal
dieses Instrumentes ist
dessen Fähigkeit, die aktuelle Schallgeschwindigkeit
zu messen. Das heißt, die
Technologie ist unabhängig vom Medium
und eine Kalibrierung auf das aktuelle Fluid
ist nicht nötig. Dazu kann die Schallgeschwindigkeit
als Indikator für die im Strömungsmesser
vorhandene Flüssigkeitsart verwendet
werden.
Gründe für den ES-FLOW™
Ultraschall-Durchflussmesser
Ein Sensor für mehrere Flüssigkeiten. Viele
Unternehmen haben wechselnde Prozessbedingungen
und nutzen verschiedene
Flüssigkeiten wie Additive oder Lösungsmittel.
Da die ES-FLOW™-Technik fluidunabhängig
ist, wird bei Flüssigkeitswechsel keine
Rekalibrierung benötigt. Auch nicht leitfähige
Flüssigkeiten wie z. B. destilliertes bzw.
demineralisiertes Wasser oder Lösemittel
können gemessen werden
Einfache Reinigung, geringes Verstopfungsrisiko.
Reinigungsprozesse sind häufig
sehr zeitraubend. Aufgrund des geraden
Sensordesigns ohne Totvolumina haben
Partikel und Verschmutzungen nur geringe
Möglichkeiten, Ablagerungen zu bilden oder
das Gerät zu verstopfen. Daher kann der
Reinigungsprozess in wenigen Minuten
durchgeführt werden, Ausfallzeiten werden
so auf ein Mindestmaß limitiert.
Unempfindlich gegenüber Vibrationen.
Die Ultraschallmessung ist unempfindlich
gegenüber Vibrationen, weil sie nicht mit
Schwingungsfrequenzen oder Rotation arbeitet.
Außerdem hat es keinen Einfluss, ob
die Strömung laminar oder turbulent ist.
Integrierte PID-Regelung und schnelle Reaktionszeit.
Die integrierte PID-Regelung kann
zur Ansteuerung einer Pumpe oder eines
Ventils benutzt werden. Der Anwender ist
damit in der Lage, einen kompletten Regelkreis
mit kurzen Reaktionszeiten aufzubauen.
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