Immer den Durchblick

Dr. Michael Weiß

Das Messprinzip von Inline-Fotometern basiert auf der einfachen Wechselwirkung von eingestrahltem Licht mit dem Prozessmedium und hat sich bereits in vielen Bereichen zur Kontrolle und Steuerung von Prozessen bewährt. Das Anwendungsspektrum von Fotometern reicht dabei von der einfachen Detektion von Produktverlusten oder Phasentrennungen bis zur präzisen Konzentrationsmessung einer Komponente. In Abhängigkeit von der emittierten Strahlung, der Auswahl des Messwellenlängenbereiches und der Detektionsart (Absorption und Streulicht) eignen sie sich zur präzisen und kontinuierlichen Messung von UV-Absorption, Farbe, NIR-Absorption, Trübung sowie Zellwachstum. Mit dem Memograph M CVM40 können sämtliche Inline-Fotometer für diese Messgrößen betrieben werden. Er wurde so konzipiert, dass auch eine Kompatibilität mit den seit Jahrzehnten im Markt bewährten und erfolgreich eingesetzten Sensoren der Marke Wedgewood gegeben ist. Außer den vielfältigen Darstellungsmöglichkeiten des Messwertes wie Digitalanzeige, Instrumentendarstellung und Kurvenverlauf liefert der Messumformer auch Informati-onen zum Status der fotometrischen Sensoren und verfügt über ein umfangreiches Ereignislogbuch.

Die Kombination aus Navigator und Softkey-Tasten sowie die intuitive Menüführung erlauben eine einfache und sichere Bedienung auch unter schwierigen Bedingungen. Das 7“-Farbdisplay garantiert eine gute Lesbarkeit sowohl bei Innen- als auch bei Außeninstallationen und macht den Messumformer flexibel einsetzbar in sämtlichen Industrien.

Weiterhin beinhaltet das Gerät Rekorderfunktionalitäten und ermöglicht somit neben der Messwertaufnahme auch die Datenverwaltung. Die erhaltenen Messwerte zu Absorption, Farbe oder Trübung können mithilfe von Linearisierungstabellen und den frei editierbaren Mathematikfunktionen auch in Konzentrationen, Standards oder kunden- bzw. applikationsspezifische Einheiten umgewandelt werden. Über weitere Analogeingänge können auch extern erzeugte Messwerte wie Durchfluss, Druck oder Temperatur aufgezeichnet und verrechnet werden. Dabei erfolgt die Datenspeicherung auf dem internen Speicher, einer SD-Karte oder einem USB-Stick und ermöglicht so einen einfachen Datenaustausch über Standardschnittstellen. Die FDA-konforme Benutzerverwaltung (21 CRF 11) gewährleistet höchste Datensicherheit bei hoher Funktionalität. Die Ausgabe der Messdaten erfolgt über zwei analoge Stromausgänge. Optional kann auch eine Anbindung an Feldbusse über Profibus DP, Modus RTU oder Ethernet Modbus TCP erfolgen.

Der fotometrische Sensor OUSAF44 erlaubt eine präzise, lineare und reproduzierbare Bestimmung der UV-Absorption, die direkt mit Laborwerten korreliert. Durch die direkte Inline-Messung können die Prozesssteuerung und die Produktausbeute optimiert werden. Sie ersetzt zeit- und personalintensive Probenahmen und anschließende Laboruntersuchungen. Zu den typischen Anwendungen des Sensors gehören z. B. die Bestimmung der Proteinkonzentration, die Chromatografiesteuerung, die Konzentrationsmessung organischer Verbindungen und die Detektion von aromatischen Verbindungen. Die hohe Genauigkeit und Linearität wird durch die optimierten Messfilter bei diskreten Wellenlängen zwischen 254 und 365 nm und die Verwendung eines Referenzkanals erreicht. Dies resultiert in einer direkten Übereinstimmung mit Laborwerten.

Eine der besonderen Eigenschaften des UV-Sensors ist das patentierte Easycal-System, das eine einfache und rückführbare Inline-Verifizierung und -Kalibrierung ohne Flüssigkeitsstandards erlaubt. Es besteht aus zwei ummantelten und zertifizierten Kalibrierfiltern mit unterschiedlichen Absorptionswerten, die in den Lichtweg eingeschwenkt werden können und somit eine definierte Absorption ergeben. Das Easycal-System ist in das robuste und abgedichtete Detektormodul integriert und garantiert dadurch einen bestmöglichen Schutz sowie eine hohe Beständigkeit und Stabilität der Kalibrierfilter. Die Kalibrierung der kompletten Messstelle kann bei eingebautem Sensor in der Rohrleitung und mithilfe des Memographs menügeführt erfolgen.

Der Einbau des Sensors in die Rohrleitung erfolgt mit der modularen Durchflussarmatur OUA260. Kernstück sind hier zwei Fenster, die in einen Grundkörper abgedichtet integriert sind und das Durchscheinen des Prozessmediums erlauben. Das modulare Design der Durchflussarmatur ermöglicht höchste Flexibilität bei der Auswahl der produktberührten Materialien und eine gute Anpassung an die Prozessbedingungen. In Abhängigkeit von der Anwendung und den Anforderungen kann zwischen verschiedenen Fenstermateri-alien (Pyrex, Quarz, Saphir), Dichtungen (EPDM, Viton, Silikon, Kalrez usw.), Materialien des Grundkörpers (Edelstahl, Titan, Kynar), Prozessanschlüssen (TriClamp, Flansch, Gewinde usw.) und Nennweiten gewählt werden. Dabei reicht das Portfolio von einfachen Applikationen bis hin zu Prozessen mit höchsten Ansprüchen an Hygiene, wie z. B. Oberflächenrauigkeit, rückführbare und FDA-konforme sowie CIP- und SIP-beständige Materialien.

Für präzise Messungen bei optischen Pfadlängen #5 mm kann die Durchflussarmatur mit dem patentierten POPL-System (Precision Optical Pathlength) eingesetzt werden. Hierbei kann der Abstand der Fenster mithilfe eines zertifizierten Messstabs exakt eingestellt werden.

Online-Info www.cav.de/0310433

Bei der fotometrischen Absorptionsmessung des E+H-Sensors wird die Abnahme der Lichtintensität beim Durchlauf durch das Medium gemessen. Gemäß dem Lambert-Beerschen-Gesetz besteht dabei ein linearer Zusammenhang zwischen der Absorption des Lichts und der Konzentration des absorbierenden Stoffes. Eine Strahlungsquelle emittiert Licht zum Referenzdetektor auf der Lampenseite und durch das Medium zur Messdetektorseite. Nach Durchlauf eines Filters zur Wellenlängenselektion wird die Lichtintensität mithilfe von Fotodioden in einen entsprechenden Fotostrom umgewandelt. Die Umrechnung der Fotoströme aus Mess- und Referenzkanal in Absorptionseinheiten (AU, OD) oder kundenspezifische Einheiten erfolgt im zugehörigen Messumformer.