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Unterschiedliche Gerätetechnologien für die Gasdurchflussmessung im Überblick

Unterschiedliche Gerätetechnologien im Überblick
Gasdurchfluss zuverlässig messen

Gasdurchflussmessgeräte sollen eine hohe Messperformance bieten, für Gase unterschiedlichster Dichte und Fließgeschwindigkeit ausgelegt sein und nicht zuletzt auch feuchtigkeitsbeladene Medien und geringe Drücke verkraften. Endress+Hauser hat für die unterschiedlichsten Messaufgaben das geeignete Gasdurchflussmessgerät im Programm.

Thermische Gasdurchflussmessgeräte werden zur Messung von trockenen und sauberen Gasen wie Druckluft, Stickstoff, Sauerstoff, Argon oder auch Gasgemischen mit bekannter Zusammensetzung eingesetzt. Durch den vollen Durchgang ist die Messung nahezu druckverlustfrei. Außerdem sind die Geräte besonders sensibel für geringste Strömungen. Mit ihnen ist also auch eine Leckagedetektion in Rohrleitungssystemen einfach umsetzbar.

Bidirektionale, thermische Gasdurchflussmessgeräte

Besonderheit der thermischen Gasdurchflussmessgeräte T-Mass 300/500 ist, dass sie auch für die bidirektionale Durchflussmessung eingesetzt werden können. Hierfür wurde ein spezieller Messfühler entwickelt, der eine exakte Messung von Strömungen in beide Richtungen ermöglicht. Zudem bieten die Geräte eine Feuchtedetektion. Diese signalisiert frühzeitig, dass sich Kondensat am Messfühler gebildet hat, das die Messperformance unter Umständen ungünstig beeinflussen könnte.

Die thermischen Gasdurchflussmessgeräte wurden nach IEC61508 entwickelt und TÜV-zertifiziert für den Einsatz in SIL2/3-Sicherheitseinrichtungen. Kalibriert werden sie ab Werk auf akkreditierten Luft-Kalibrieranlagen und bieten eine Genauigkeit von ±1 % vom Messwert. Der große Nennweitenbereich von DN15 bis DN1500 ermöglicht den Einsatz als Flanschgerät in Rohrleitungen oder als Einsteckversion in Lüftungskanälen. Gerade bei Druckluftmessungen kann zum Nachweis der Performance über die integrierte Heartbeat Technology eine einfache Geräteprüfung (Verifikation) ohne Ausbau durchgeführt werden. Die erfolgreiche Geräteprüfung wird durch ein detailliertes Prüfprotokoll mit allen relevanten Soll- und Ist-Werten bestätigt.

Ultraschall-Gasdurchflussmessgerät gemäß IEC61508

Die Ultraschall-Gasdurchflussmessung nutzt man bevorzugt für Erd- oder Biogas, möglich sind aber auch andere Prozessgase. Die Ultraschall-Gasdurchflussmessgeräte Prosonic Flow G 300/500 stellen eine druckverlustfreie, exakte Gasmengenmessung auch bei widrigen Prozessbedingungen wie nassen Gasen, geringsten Strömungsgeschwindigkeiten oder kleinsten Prozessdrücken sicher. Gerade bei der Messung von Biogas treten alle genannten Herausforderungen zusammen auf. Das optional verfügbare Gasanalysepaket und die integrierte Druck- und Temperaturmessung liefern dem Betreiber zusätzlich Parameter und Prozessgrößen wie Massefluss, Volumen- und Normvolumenfluss, Energiefluss oder auch den Methangehalt des Gases.

Nach Angaben von Endress+Hauser sind die Prosonic Flow G 300/500 die ersten nach SIL2/3 entwickelten und TÜV-zertifizierten Inline-Ultraschall-Gasdurchflussmessgeräte. In Kombination mit der integrierten Heartbeat Technology ermöglichen sie auch beim Einsatz in Sicherheitseinrichtungen eine einfache Geräteprüfung ohne Ausbau.

Eichfähige Coriolis-Gasmassedurchflussmessgeräte

Auch das Coriolis-Messprinzip hat sich einen festen Platz in der Durchflussmessung von Gasen erobert. Das gilt auch für die Coriolis-Gasmassedurchflussmessgeräte der Promass-Baureihe von Endress+Hauser. Die Geräte werden häufig in Prozessgasmessungen oder in eichamtlichen Anwendungen eingesetzt. Die direkte Massemessung ohne Druck- und Temperaturkompensation liefert bei ausreichendem Prozessdruck hochgenaue und von Prozesseinflüssen unabhängige Messergebnisse. Die Promass-Geräte überzeugen durch eine einfache Installation ohne Ein- und Auslaufstrecken sowie Wartungsfreiheit. Typische Anwendungen sind u. a. die Durchflussmessung von Sauerstoff, Helium, Wasserstoff, Ethylen, komprimiertes Erdgas (CNG) oder kryogenen Gasen.

Durch einen langjährigen Verifizierungsprozess in Abstimmung mit den Eichbehörden wurde die Wasser-Kalibrierung auch für die Promass-Geräte für Gase anerkannt. Damit stehen für die Gasdurchflussmessungen höchste Referenzgenauigkeiten zur Verfügung, die auf akkreditierten Kalibrieranlagen mit einer Messunsicherheit von  0,0015 % vom Messwert nachgewiesen wurden. Somit ist auch eine Vor-Ort-Kalibrierung von Coriolis-Gasmassedurchflussmessgeräten mit einer hohen Referenzgenauigkeit einfach machbar, was Zeit und Kosten spart.

In Kombination mit der Heartbeat Technology ermöglichen die Promass-Coriolis-Geräte auch beim Einsatz in SIL-Sicherheitseinrichtungen eine Geräteprüfung ohne Ausbau sowie die exakte Detektion des Gesundheitszustandes des Messsystems. Korrosion oder Belagbildung werden somit auch bei sehr kritischen Gasmessungen sicher erkannt.

Flexible Vortex-Gasdurchflussmessgeräte

Auch Vortex-Geräte zur Gasdurchflussmessung hat Endress+Hauser im Portfolio. Dazu zählt das Messgerät Prowirl F 200 mit integriertem Gasrechner. Die Geräte wurden für die kostengünstige und gleichzeitig sehr robuste Durchflussmessung von Prozessgasen entwickelt. Dank des optionalen Zweifach-Reducers zur Reduzierung der Nennweite und der Einlauflängenkompensation sind die Messgeräte auch für einen großen Dynamikbereich sowie für verkürzte Einlauflängen geeignet.

Die optionale Druck- und Temperaturkompensation mit integriertem Gasrechner ermöglicht auch die Masse-, Normvolumen- oder Energiedurchflussmessung. Die Prowirl-Geräte stehen in unterschiedlichen Werkstoffen und mit speziellen Reinigungsoptionen zur Verfügung, sodass sie auch zur Durchflussmessung von Wasserstoff oder Sauerstoff eingesetzt werden können. In Dualsens-Ausführung lassen sich mit den Geräten dank ihrer SIL2/3-TÜV-Zertifizierung auch SIL3- oder SIL4-Messstellen realisieren.

Die Gasdurchflussmessgeräte Prowirl F 200 können auf Wasser-Kalibrieranlagen kalibriert werden. Durch die integrierte Heartbeat Technology ist auch eine einfache Geräteverifikation und -kalibrierung vor Ort möglich.

Messstellenbetreuung leicht gemacht

Neben den beschriebenen Messprinzipien hält das geräteübergreifende Proline-Gerätekonzept viele weitere Leistungsmerkmale bereit, um den Messstellenbetrieb in der Gasdurchflussmessung noch einfacher zu machen.

Die einheitlichen Elektroniken enthalten einen integrierten Web-Server und WLAN, um die Geräte einfach und drahtlos mit jedem browserfähigem Tablet oder Smartphone zu bedienen. Das Datenspeicherkonzept speichert alle Gerätedaten unverlierbar im Speicherbaustein Historom und ermöglicht einen einfachen Komponententausch ohne Neuparametrierung. Das integrierte SIL-Gerätekonzept unterstützt im kompletten Lebenszyklus der Gasdurchflussmessgeräte SIL-Sicherheitseinrichtungen und hilft, systematische Fehler entlang des Lebenszyklus, wie z. B. eine falsche Auslegung oder eine Fehlbedienung, zu vermeiden. Darüber hinaus ermöglicht die Heartbeat Technology eine automatisierte wiederkehrende Prüfung nach SIL und erkennt frühzeitig Schädigungen im Sensor, die beispielsweise durch Korrosion verursacht wurden.

Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG, Weil am Rhein

Halle 4A, Stand 135


Autor: Christian Rützel

Abteilungsleiter Marketing Durchfluss,

Endress+Hauser



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