Gastransmitter zur Lecküberwachung

Dr. Hans-Udo Friedrich

Brennbare Gase werden im Allgemeinen zuverlässig mit Wärmetönungssensoren detektiert, während toxische Gase meist mit elektrochemischen Zellen nachgewiesen werden. Ziel bei der Entwicklung des Transmitters war, diese beiden Sensortypen mit einer einzigen Ausführung zu betreiben. Eine einfache, gut lesbare Bedienoberfläche mit durchdachtem Menü sollte darüber hinaus die Wartung vereinfachen. Außerdem sollte der Transmitter bei Sensorwechsel nicht neu kalibriert werden müssen, und die Übertragung des Messsignals und der Zustandssignale zum Leitsystem war über alle gängigen Bussysteme zu ermöglichen.

Apex ist ein universell einsetzbarer Gastransmitter für die Installation im Ex-Bereich. Er entspricht bereits der Richtlinie Atex 100a, die ab 1. Juli 2003 alle bisherigen Richtlinien zum Ex-Schutz im Bereich der EU ablösen wird. Der Transmitter hat ein robustes Edelstahlgehäuse, ein großes, gut ablesbares Display und eine einfache 4-Knopf-Bedienung (Abb.). Es gibt nur einen Transmittertypen, der mit vorkalibrierten Sensoren für brennbare oder für toxische Gase betrieben wird. Die kleinen Sensorelemente sind steckbar und im Ex-Bereich unter Spannung auswechselbar. Sie werden durch eine vorgegebene Kodierung vom Transmitter erkannt. Es stehen Sensoren für mehr als 40 toxische und brennbare Gase zur Verfügung.

Die zuvor genannten Eigenschaften sind vor allem an der einzelnen Messstelle von Vorteil. Meistens gilt es aber, einen ganzen Anlagenbereich mit vielen Detektoren zu überwachen. Dabei sind als wichtiger Faktor die Lebensdauerkosten zu betrachten, also der Aufwand für Planung, Installation und Instandhaltung. Hier bietet der Apex-Transmitter entscheidende Vorteile.

Zur Signalverarbeitung können die Transmitter ihre Daten über Profibus, Modbus oder LonWorks an das Prozessleitsystem übertragen. Die Sensorköpfe können abgesetzt – bis zu 1 km entfernt vom Transmitter – an potentiellen Leckstellen installiert werden. Unabhängig von deren Zugänglichkeit lässt sich der Transmitter an einem gut zugänglichen Ort montieren. Gleichzeitig wird der Instandhaltungsaufwand verringert, da die Sensoren selbstüberwachend sind (Watchdog). Die elektrochemischen Sensoren melden über zwei spezielle, patentierte Überwachungsmethoden (Heartbeat und Reflex) Wartungsbedarf. Die Bedienung des Transmitters ist menügeführt und führt immer mit wenigen Schritten zum Ziel.

Eine Schwachstelle war bisher die abnehmende Empfindlichkeit und die begrenzte Lebensdauer der elektrochemischen Sensoren, die eine häufige Inspektion mit Überprüfung durch Eichgas erforderte. Hier wurde durch zwei patentierte Überwachungsmethoden Abhilfe geschaffen: Mit der Heartbeat-Technik wird das Nullpunktrauschen des Sensors überwacht. Sobald dieses Signal unter eine bestimmte Schwelle sinkt, wird Wartungsbedarf wegen abnehmender Sensorempfindlichkeit signalisiert. Erst dann ist ein Eingreifen erforderlich. Mit der Reflex-Technik wird die voraussichtliche Betriebszeit im Gut-Zustand angezeigt. Dabei führt die abnehmende Speicherfähigkeit der Messzelle für Gasmoleküle zu einem veränderten Reflex auf einen Testimpuls, der ausgewertet wird. Damit leistet der Apex-Gastransmitter nicht nur die Lecküberwachung der Produktionsanlage, sondern er liefert auch die Information über seinen augenblicklichen und in der nächsten Zeit zu erwartenden Zustand. Durch diese Online-Zustandserkennung ist der Weg frei zu größtmöglicher Zuverlässigkeit bei einem optimalen, das heißt geringst möglichen Instandhaltungsaufwand.

A+A, Halle 5, Stand C21

E cav 257