Plattformen für die Analysenmesstechnik

Dr. Thomas Steckenreiter

In den letzten drei Jahren hat es Endress+Hauser Conducta geschafft, alle Messprinzipien für die Prozessmesstechnik sowie die Wasser- und Abwasseraufbereitung auf das standardisierte Memosens-Protokoll zu bringen und parallel noch einen neuen Multiparameter-Transmitter zu entwickeln, der all diese Sensortechnologien darstellen und aufzeichnen kann. Dieses durchgehende, modulare Baugruppenkonzept und die Standardisierung der Sensor-Transmitter-Kommunikation dank Memosens-Protokoll erlauben es auch in Zukunft, schnell neue Messprinzipien einzuführen und bestehende Messlinien zu erweitern.

Der 4-Leiter-Multiparameter-Controller Liquiline CM442 ist das neueste Mitglied der Liquiline-Familie und die Weiterführung des erfolgreichen 2-Leiterkonzeptes. Gleich geblieben sind das große Grafikdisplay mit einer hohen Auflösung, der Navigator und die Viertastenbedienung. Das kontraststarke Display ist hintergrundbeleuchtet, weithin sichtbar und wechselt die Hintergrundfarbe im Alarmfall auf Rot. Zusätzlich unterstützen die klar und einfach formulierten Handlungsanweisungen im Fehlerfall eine schnelle und gezielte Ursachenbehebung und leisten so einen Beitrag zu erhöhter Messstellenverfügbarkeit.

Die intuitive Bedienung über den Navigator erlaubt eine schnelle und sichere Eingabe selbst bei sehr komplexen Einstellungen. Die Menüs der Bediensoftware sind intuitiv und selbsterklärend, sodass der Anwender mit einigen wenigen, PC-ähnlichen Navigationen die Messstelle auf seine Anforderungen eingestellt hat.

Als wohl einziger 4-Leiter-Transmitter auf dem Markt der Analysenmesstechnik kann das Liquiline derzeit acht verschiedene Parameter messen: pH (Glas-, Isfet- und Keramik-Technologie), Redox, konduktive und induktive Leitfähigkeit, Trübung, Nitrat, gelösten Sauerstoff, Chlor und SAK (spektraler Absorptionskoeffizient). Erweitert wird dieses Portfolio künftig um die Ultraschall-Schlammspiegelmessung und die ionenselektive Elektrode (ISE), mit der gleichzeitig Ammonium, Nitrat und pH bestimmt werden.

Das modulare Konzept der neuen Transmitter, die heute als Zweikanalgeräte ausgelegt sind, wird in weiteren Schritten den Ausbau auch bestehender Systeme bis hin zu acht Kanälen erlauben. Dieser Endausbau ist für Ende 2011 geplant. Zu diesem Zeitpunkt werden auch die Module für die Buskommunikation verfügbar sein. Der Anwender wird durch Stecken neuer Module seine Systeme immer auf dem neuesten Stand der Technik halten können. Neue Parameter und Software-Updates, die weitere Messaufgaben oder Funktionalitäten erlauben, können einfach über eine SD-Karte geladen werden.

Die von den Anwendern am meisten geschätzte Produkteigenschaft ist die Plug&Play-Funktionalität bei laufendem Betrieb, d. h. es ist möglich, einen zweiten Sensor oder Parameter zu installieren, ohne das System neu zu starten. Beim Liquiline CM442 steckt man einfach den neuen Sensor an, der Transmitter erkennt ihn automatisch, der Anwender bestätigt per Tastendruck und kann sofort seine Messaufgabe editieren. Das Inbetriebnehmen einer zusätzlichen Messstelle wird dadurch kinderleicht und kann ohne Beeinträchtigung der anderen Messstellen erfolgen.

Bisher wurden bereits mehr als 200 000 Memosens-Sensoren verkauft. Alle neuen Sensoren verfügen über das standardisierte Memosens-Protokoll. Diese digitale Technologie ermöglicht die Speicherung vieler Informationen im Sensorkopf – eine weitere Erleichterung für die Benutzer, denn der Transmitter liest diese Informationen automatisch aus und verarbeitet sie. So ist es möglich, dass die Sensoren im trockenen und warmen Labor oder in der Werkstatt kalibriert werden. Dann können sie bei Wind und Wetter an möglicherweise schwer zugänglichen Stellen nur noch angesteckt bzw. eingebaut werden. Das maximiert die Verfügbarkeit der Messstelle.

Auch das Eindringen von Feuchtigkeit und daraus resultierende Korrosion und Salzbrücken sind Themen von gestern – sowohl bei Festkabelsensoren mit Memosens-Protokoll als auch bei Sensoren mit dem patentierten Memosens-Stecker hat Feuchtigkeit dank induktiver Signalübertragung keine Chance. Die Messwerte werden zuverlässig und unterbrechungsfrei an den Messumformer übergeben – ein weiterer Beitrag zur Prozesssicherheit.

In die neuen Sensoren für die Trübungs- und Nitratmessung sind viele Innovationen eingeflossen. Die Vierstrahl-Wechsellicht-Trübungssensoren sind sehr robust und werden in Belebungsbecken, im Kläranlagenauslauf und in der Prozessindustrie zur Trübungsmessung in Suspensionen sowie Fällungsbecken eingesetzt.

Die neuen Nitratsensoren bestechen durch die optimierte kompakte Bauform. Dies ermöglicht eine einfache Installation und direkte Messung im Belebungsbecken – sogar in den Belebungszonen. Dank des neuen Sensordesigns ohne Einsatz von Spiegeln und des vereinfachten Sensoraufbaus haben die Sensoren eine außerordentlich lange Stabilität und hohe Lichtausbeute.

Im Bereich der pH-Sensoren für die Prozessanalytik wurde eine neue Referenzbaugruppe – Heavy-Duty-Referenz – eingeführt. Diese neue Referenz mit integrierter Silberionensperre gibt den pH-Sensoren eine besonders hohe Stabilität bei vergiftenden Medien, die sich vor allem in der Chemie- und der Papierindustrie finden.

Auch sind nun Emailsensoren als Memosens-Sensoren verfügbar. Diese zeichnen sich sowohl durch eine hohe Stabilität und lange Standzeit in aggressiven Medien als auch durch das hygienische Design aus. Sie sind ideal für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie geeignet.

Die neuen Probennehmer von Endress +Hauser Conducta runden das Produktportfolio ab. Als portable und stationäre Systeme sind sie universell einsetzbar. Auch bei den Probennehmern schlagen als Herz die Module von Liquiline und bringen alle Vorteile der Bedienung und der Menüoptionen in die Familie der Probennehmer ein. Die Stärken sind hier die Robustheit der Systeme, die Auswahl der drei Gehäusematerialien (zwei Hochleistungskunststoffe und Edelstahl), die einfache Bedienbarkeit dank Liquiline-Plattform und die Flexibilität sowie die Vielfalt bei der Flaschenauswahl.

Die Möglichkeit, zwei Memosens-Sensoren anzuschließen, macht den Probennehmer zu einer kompletten Analyse- und Monitoringstation. Auch hier entscheidet der Kunde einfach, welchen Parameter er messen möchte und schließt den Sensor an.

Sowohl als Anwender als auch als Messtechnikanbieter lohnt es sich, auf Plattformen zu setzten. Wenn die Plattform einmal steht, gewinnt der Anbieter an Innovationsgeschwindigkeit und kann sehr schnell seine Plattform mit neuen Parametern und Funktionen erweitern. Für den Anwender erschließen sich dadurch neue moderne Sensortechnologien und die Erweiterung des bestehenden Systems wird immer einfacher. Dank der Memosens-Technik steigen die Sensorverfügbarkeit und die Messqualität in allen Parametern. Die Plattformtechnik hilft dem Kunden, seine Lager zu optimieren und dadurch die Kosten weiter zu reduzieren.

In the last three years Endress+Hauser Conducta managed to develop sensors with the standardized Memosens protocol for all measuring principles used in process technology and water and wastewater treatment. At the same time, a multiparameter transmitter was designed, that is able to display and process all these sensor technologies. This consistent module concept and the standardization of the sensor-transmitter communication via Memo-sens make it possible to integrate new measuring principles quickly and extend existing measuring systems easily.

The new 4-wire multiparameter controller Liquiline CM442 supplements the Liquiline family and extends the successful 2-wire concept. The large graphical display with high resolution, the navigator and the four-key opera-tion have remained. The high-contrast, backlit display offers perfect visibility. Should an error occur, its background becomes bright red and clear and easy instructions help the user to locate and remedy the cause quickly. This increases the availability of the measuring station. The intuitive operation via the navigator allows fast and reliable configuration even for extremely complex settings. The software menus are clear and self-explaining. Operators can adapt the measuring station to their needs with just a few, PC-like settings.

Liquiline CM442 is the only 4-wire transmitter that can measure eight different parameters: pH (glass, Isfet, enamel), ORP, conductive and inductive conductivity, turbidity, nitrate, dissolved oxygen, chlorine and SAC (spectral absorption coefficient). This portfolio will even be extended by an ultrasonic sludge-level sensor and an ion-selective sensor (ISE) able to measure ammonium, nitrate and pH at the same time.

The modular concept of the current two-channel transmitter will allow an extension to eight channels even for installed systems. This design stage is planned for the end of 2011. At this time, also modules for bus communication will be available. Customers will be able to keep their systems up-to-date, simply by adding new modules. New parameters or software updates offering further measuring principles or functionalities can be easily downloaded from an SD-card.

The most appreciated feature of the Liquiline CM442 is the plug&play functionality. This means that the user can install a second sensor or parameter during normal operation. Restarting the system is not necessary. When using the Liquiline, a new sensor is simply plugged in and the transmitter recognizes it automatically. The user confirms by pressing a key and is immediately ready to edit the measuring task. Commissioning of an additional measuring point becomes as easy as ABC and does not affect other measuring systems.

More than 200,000 Memosens sensors have been shipped. All new sensors are based on the standardized Memosens protocol. The digital technology enables the storage of a lot of information in the sensor head and the transmitter automatically reads and processes this information. This makes life easier for the user because now sensors can be calibrated in a warm and dry laboratory or shop. The only task that needs to be performed in wind and weather or on sites that are difficult to access is to plug in or install the sensor. This minimizes the discomfort of the operator and maximizes the availability of the measuring point.

Moisture and the resulting corrosion and salt bridges are also yesterday’s worries. Thanks to the inductive signal transmission, measured values are transferred to the transmitter reliably and without interruption. This applies to fixed-cable sensors with Memosens protocol as well as to sensors with the patented Memosens plug-in head and is a further contribution to process safety.

The new sensors for turbidity and nitrate measurements boast many innovations. The four-beam alternating-light sensors are extremely robust and can be applied in aeration basins, in WWTP outlets and the process industry for turbidity measurement in suspensions and precipitation basins.

The new nitrate sensors excel by their optimized compact design which enables easy installation and direct measurement in the aeration basin, even in the aerated zones. Thanks to their simplified layout without reflectors, they offer extraordinary stability and light intensity.

The portfolio of pH sensors for process analytics has been extended by a new heavy-duty reference system. The new reference with ion trap provides extreme stability in poisoning media that normally occur in the chemical or paper industry.

The latest member of the pH sensor family is the enamel sensor with Memosens technology. En-amel sensors stand out by their extraordinary stability, their long lifetime in aggressive media and their hygienic design. They are ideally suited for applications in the food industry.

The new Endress+Hauser samplers round off the new product portfolio. The portable and stationary systems are suitable for all purposes. Their heart is also the Liquiline technology and they offer exactly the same benefits in operation and menu guidance. Their obvious strengths are the robustness, the selection of three housing materials (two high-performance plastics and stainless steel), the easy operation thanks to the Liquiline platform, the flexibility and the countless bottle configurations.

The possibility to connect two Memosens sensors transforms the sampler into a complete analysis and monitoring station. Customers simply choose which parameter they want to measure and connect the corresponding sensor.

Focusing on platforms is profitable for both, users and suppliers of measuring technology. Once the platform has been established, the supplier can accelerate innovations and quickly extend the platform with new parameters and functionalities. This results in state-of-the-art sensor technologies and facilitates the extension of the installed base for the customer. The Memosens technology provides increased sensor availability and better measuring quality for all parameters. The platform technology helps customers to optimize their stocks and further reduce their costs.

Online-Info www.cav.de/1310400