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Ultraschall-Durchflussmessung und Gasanalyse kombiniert

Ultraschalldurchflussmessgerät für Prozessgase
Durchflussmessung und Gasanalyse kombiniert

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Von Erdgas über Prozessgas, reine Gase oder Gasgemische bis hin zum Offshore- oder Onshore-Bereich, das Ultraschalldurchflussmessgerät Prosonic Flow G 300/500 mit integrierten Druck- und Temperatursensoren erfüllt alle Anforderungen an moderne Prozessmesstechnik. Es beherrscht sowohl die Gasmengenmessung als auch die Analyse von Gasen.

Das Anwendungsspektrum des Prosonic Flow G von Endress+Hauser reicht von Verbrauchsmessungen von Brennern, Messung von Abgasen und Rauchgasen, Frischluft- oder Zufuhr von technischen Gasen, Kontrollmessungen von abrechnungsrelevanten Messstellen oder einfach als Ersatz von wartungsintensiven mechanischen Zählern in der Brenngasmessung. Dank seiner optional integrierten Druck- und Temperaturmessung sowie eines Gasanalysepaketes bietet das Ultraschalldurchflussmessgerät hochgenaue Durchflusswerte und viele weitere Informationen über die Gaseigenschaften.

Der Prosonic Flow G 300/500 in den Nennweiten DN 25 bis DN 300 misst ohne Druckverlust. Außerdem liefert er unter allen Applikationsbedingungen Messwerte mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit. Feuchtes Gas, geringer Prozessdruck, kleine Fließgeschwindigkeiten sowie schnell wechselnde Prozessbedingungen meistert er ohne Probleme. Als Komplettmessstelle entfällt die zusätzliche externe Instrumentierung von Druck- und Temperatursensoren und die Installation eines Durchflussrechners.

Hohe Korrosionsbeständigkeit

Das Messrohr des Prosonic Flow G besteht aus rostfreiem Stahl (1.4404 (316, 316L)) und die Ultraschallwandler aus Titan Grade 2. Diese Kombination entspricht den Anforderungen von NACE MR0175/MR0103. Das Messsystem weist somit eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf und eignet sich ideal für Anwendungen in der Öl-, Gas- oder chemischen Industrie. Prosonic Flow G kann bei einem Prozessdruck von bis zu 100 bar und einer Prozesstemperatur bis zu 150 °C eingesetzt werden. Zusätzliche Sicherheit bietet eine fest eingebaute Berstscheibe. Sie verhindert, dass im Falle einer Undichtigkeit bei der Durchführung zur Auswerteelektronik Gas ins Umformergehäuse eindringen kann. Somit ist ein unkontrolliertes Bersten ausgeschlossen. Die Gehäuseoberfläche des Messaufnehmers besteht ebenfalls aus korrosionsbeständigem, rostfreiem Stahl.

Messung von nassen Gasen

Hohe Präzision bietet der Prosonic Flow G zudem bei der Messung von feuchten oder nassen Gasen. Das Sensorkonzept verfügt über ein spezielles Drainagesystem, das Kondensat im Bereich des Wandlerstutzens sofort um die Wandleroberfläche leitet. Somit hat Kondensat keine Auswirkungen auf die Signalstärke des Ultraschallsignals und die Messwerte bleiben auch bei nassen Gasen sehr genau.

Ein typisches Beispiel ist die Messung von Erdgas im Upstream-Bereich: Das Roherdgas enthält in der Regel einen hohen Flüssigkeitsanteil und auch Druck und Temperatur können erheblich schwanken. Ähnliche Herausforderungen finden sich bei weiteren Anwendungen wie bei Messungen an Auslässen von unterirdischen Gasspeichern oder LNG-Regasifizierungsanlagen sowie in chemischen und petrochemischen Prozessen.

Digitale Signalverarbeitung

Der Prosonic Flow G mit einer Genauigkeit von bis zu ±0,5 % v. Mw. ist mit den Messumformerelektroniken Proline 300 als kompakte Ausführung und Proline 500 als getrennte Ausführung kombinierbar. Sie verfügen über bis zu vier Schnittstellen zur Ein- bzw. Ausgabe der Messwerte. Die digitale Signalverarbeitung beginnt bereits im intelligenten Messaufnehmer und stellt die Grundlage für eine echte multivariable Messung dar. Das bedeutet, dass der Prosonic Flow G mehrere für die Prozesskontrolle wichtige Messgrößen wie Fließgeschwindigkeit, Schallgeschwindigkeit, Druck oder Temperatur gleichzeitig erfassen und an ein Prozessleitsystem weitergeben kann. Ein vollständiger Zugriff auf alle Messdaten, einschließlich der durch Heartbeat Technology gewonnenen Diagnosedaten, ist jederzeit möglich – dank digitaler Datenübertragung mittels Hart, Modbus RS485, via WLAN oder über die frei kombinierbaren Ein- und Ausgänge.

Integrierte Gasanalyse

In Kombination mit der optional verfügbaren integrierten Druck- und Temperaturmessung ermöglicht das Funktionspaket „Erweiterte Gasanalyse“ eine einfache Umrechnung in Masse oder Normvolumen. Zudem werden zusätzliche Prozessgrößen berechnet, die das aktuell gemessene Gasgemisch charakterisieren. Neben Volumenfluss, Normvolumenfluss, Massefluss und Energiefluss können Brennwert, Wobbe-Index, Molmasse, Methangehalt, Dichte oder Viskosität des Gasgemisches bestimmt werden. Für die Definition eines bekannten Gasgemisches ist es möglich, bis zu 20 verschiedene Komponenten zu kombinieren. Somit können Mischgase punktgenau zusammengestellt werden. Bei Erdgasanwendungen basieren die Berechnungen auf internationalen Standards wie AGA NX-19, AGA-8, AGA-5 oder SGERG-88. Darüber hinaus stehen Betriebsmodi zur Verfügung, die eine Bestimmung der Gaseigenschaften diverser Erdgase und Biogase auf Basis der gemessenen Schallgeschwindigkeit ermöglichen, und zwar ohne die Kenntnis der Gaszusammensetzung.

Prozesssicherheit rund um die Uhr

Der Prosonic Flow G wurde gemäß SIL-Norm IEC 61508 entwickelt. Dadurch ist der Einsatz in sicherheitsgerichteten SIL-Applikationen möglich. Auftretende Geräte- oder Prozessfehler werden gemäß Namur NE107 eindeutig kategorisiert und sofort angezeigt. Die in alle Proline-Messgeräte integrierte Heartbeat Technology ermöglicht eine permanente Selbstdiagnose bei hohem Diagnose-Deckungsgrad (95%) sowie eine TÜV-geprüfte, metrologisch rückführbare Geräteverifikation ohne Unterbrechung des Prozesses. Mithilfe eines Standard-Ethernet-Kabels und eines Laptops oder drahtlos via WLAN haben Anwender über den integrierten Webserver direkten Zugriff auf alle Diagnose-, Konfigurations- und Gerätedaten.

Das Datenspeicherkonzept Historom gewährleistet höchste Datensicherheit vor, während und nach einem Servicefall. Alle Kalibrierdaten und Geräteparameter sind sicher auf dem Historom-Datenspeicher abgelegt und werden nach Wartungsarbeiten automatisch neu geladen.

Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co.KG, Weil am Rhein


Autor: Daniel Winter

Produktmanager Marketing Durchflussmesstechnik,

Endress+Hauser


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