Durchfluss genau bestimmen

Dipl.-Ing. Thomas Geissler

Die mit einem Massendurchflussmesser Mass DI 6 oder Mass DI 15 von Danfoss ausgerüstete mobile Dosierstation (Abb. 1) wurde von VAF für die genaue, automatische Abfüllung von Flüssigkeiten entwickelt. Sie ermöglicht eine direkte Massemessung in Kilogramm, unabhängig von Stoffparametern und Betriebsbedingungen. Der in Einlass-Richtung selbstentleerende Durchflussmesser bildet das Herzstück der Station und besteht aus einem Edelstahl-Einrohrsystem ohne Einbauten. Die besonders bedienfreundliche Anlage zeichnet sich durch Mengenvorwahl, Start/Stop-Funktion und automatische Ventilschaltung bei Erreichen der vorgewählten Mengen aus und ermöglicht eine automatische Nachlaufkorrektur. Ein laufender Abfüllvorgang kann beliebig oft durch einmaliges Betätigen der Stopp-Taste unterbrochen und durch Betätigen der Run-Taste fortgesetzt werden. Der Belegdrucker liefert für jede Abfüllung einen Beleg mit fortlaufender Nummer, Einzelmenge, aufsummierter Gesamtmenge, Datum und Uhrzeit. Als Gegenmasse zum schwingenden Coriolis-Messsystem besitzt der Wagen einen tiefliegenden Massen-Schwerpunkt. Der Durchsatzbereich reicht mit dem Durchflussmesser Mass DI 6 von 60 bis 600 kg/h und mit dem Mass DI 15 von 300 bis 4500 kg/h, bei einer Dosiergenauigkeit von weniger als 0,5% vom Messwert. Die Prozessanschlüsse sind vom Typ Clamp DN 25, und die Druckstufe entspricht PN 10. Das pulsationsfrei zu fördernde Medium wird mit hochauflösenden kg-Impulsen erfasst. Die fahrbare Dosierstation mit vier fixierbaren Rollen besteht im wesentlichen aus Abfüllrechner, Belegdrucker, Ventilschalter, Hauptschalter, Netzkabel, Hand-Membranventil, Messumformer, Messaufnehmer, Magnetmembranventil und Wagen.

Der Massendurchflussmesser nach dem Coriolis-Prinzip funktioniert unabhängig von Änderungen der Prozessparameter wie Druck, Temperatur, Dichte, elektrische Leitfähigkeit und Viskosität. Damit bietet sich diese Technologie immer dann an, wenn Messgenauigkeit und -fähigkeit für den Prozess von grundsätzlicher Bedeutung sind. Einsatzvielfalt ist jedoch nicht der allein entscheidende Punkt. Die Industrie fordert in zunehmendem Maße auch Durchflussmesser mit großem dynamischem Messbereich bei gleichzeitig kurzer Ansprechzeit. Diese Forderungen werden durch den Wunsch diktiert, Flexibilität und Kapazität bei den einzelnen Produktionsprozessen zu steigern, um in kürzeren Taktzeiten mit den gleichen Anlagen unterschiedliche Produkte herstellen zu können. Bei dem Durchflussmesser Massflo Mass 6000 (Abb. 2) konnte Danfoss Sprungantwort, Störfestigkeit und Modularität entscheidend verbessern. Die Sprungantwort-Zeit wurde um den Faktor 3 bis 5 verkürzt, so dass eine genaue Durchflussmessung nun innerhalb einiger Millisekunden möglich ist. Dies ist für Anlagen vorteilhaft, bei denen die Zeit eine entscheidende Rolle spielt, zum Beispiel Dosierung von Medikamenten in Ampullen.

Die Unempfindlichkeit des Durchflussmessers Mass 6000 gegen äußere Störeinwirkungen ist entscheidend für einen erweiterten Dynamikbereich. Durch die erhöhte Störfestigkeit lässt sich das Messgerät an jeder beliebigen Stelle einer Anlage einbauen. Alle Messumformer verfügen über einen Optionssteckplatz für ein separates Zusatzmodul, beispielsweise ein Kommunikationsmodul, zusätzliche Ausgänge, eine Batch-Steuerung, einen Datenlogger oder Ähnliches. Der große Vorteil besteht darin, dass der Kunde einzelne Module nachträglich selbst einbauen kann, wenn das erforderlich wird. Das Messgerät lässt sich somit dem aktuellen Bedarf entsprechend konfigurieren.

VAF schätzt bei den Coriolis-Durchflussmessern Massflo die hohe Wiederhol- und Messgenauigkeit, kompakte Bauweise, einfache Bedienbarkeit und den Ausschluss von Fehlern durch die Vorverdrahtung. Auch die Zulassung für den Ex-Bereich und die Einsatzfähigkeit in Hochdruckanwendungen bis 300 bar sind für das Unternehmen sehr wichtig. Als Kommunikationsprotokoll sind Hart, DeviceNet, Profibus-PA oder Profibus-DP verfügbar.

VAF-Fluid-Technik entwickelte einen Prüfstand für die Prüfung von Umwälzpumpen mit Nennweiten von DN 32 bis DN 200 und Pumpleistungen bis 100 kW nach DIN ISO 9906 und DIN 1944. Die Anlage (Abb. 3) besteht aus einem Pumpenkreislauf mit drei Durchfluss-Messstrecken, um eine Messbereichsspanne von 1:1000 mit der erforderlichen Prüfgenauigkeit zu erreichen. Während der Prüfung werden die Messdaten angezeigt und abgespeichert, sowie der Anlagenzustand visualisiert und überwacht. Die Komplettlösung setzt sich aus Nassteil, Mess- und Steuereinheit und einem unter Windows lauffähigen, aktiven Prozessvisualisierungsprogramm zusammen. Der Anwender erhält als Ergebnis der Pumpenprüfung ein direkt in Excel exportiertes Prüfprotokoll mit Kennlinie und Prüfdaten. Der Nassteil besteht aus einem Pumpenkreislauf, 4000-l-Vorratsbehälter, Druckregelstrecke, drei Durchfluss-Messstrecken, einem Absolutdruck-, Temperatur-, Leerrohr- und Füllstandssensor sowie Zwischenstücken mit DIN-Druckentnahmen für alle Nennweiten. Die Mess- und Steuereinheit setzt sich aus Schaltschrank und Steuer-PC mit USB-Messwerterfassung zusammen. Ein zusätzliches Software-Modul ermöglicht das Einlesen von historischen Prüfungen sowie das Darstellen von Kennlinienscharen in einem Diagramm (Abb. 4) und von zeitlichen Trends ausgewählter Arbeitspunkte sowie die Erstellung einer Statistik mit Mittelwert und Standardabweichung für ausgewählte Arbeitspunkte. Als Medium benutzt der Pumpenprüfstand Wasser mit einer Temperatur von maximal +50 °C und einem Überdruck von bis zu 10 bar. Die drei Messstrecken mit den Nennweiten DN 50, DN 100 und DN 200 haben Durchflussbereiche von jeweils 4 bis 70 m³/h, 15 bis 200 m³/h und 70 bis 1000 m³/h. Hier kommen drei magnetisch-induktive Durchflussmesser der Serie Magflo von Danfoss mit einer Messgenauigkeit von 0,25% vom Messwert zum Einsatz.

Die Messaufnehmer Magflo MAG 3100 Wasser mit Nennweiten von DN 25 bis DN 1200 gewährleisten hohe Langzeitstabilität, großen Dynamikbereich und hohen Korrosionsschutz bei Einbau im Freien oder unter der Erde. Durch enge Zusammenarbeit mit führenden Chemie-Unternehmen entstanden die Messaufnehmer MAG 3100 Ex und MAG 1100 Ex mit vollständigem Ex-Schutz bei direkter Tastaturbedienung sowie hoher EMV- und chemischer Beständigkeit. Strom-, Frequenz/Impuls- und Relaisausgänge entsprechen der Zündschutzart EEx ia, Tastatur und Anzeige EEx ib und die Elektronik EEx de. Die Messumformer MAG 5000 und MAG 6000 bieten interessante Zusatzfunktionen wie Chargenbetrieb, Grenzwert-Überwachung, Einfrieren der Ausgangssignale, Zwangssteuerung, Gesamtflussberechnung, Fehleranzeige im Klartext mit Hinweisen zur Fehlerbehebung und frei konfigurierbare Relais- und Digital-Ausgänge.

Coriolis-Durchflussmesser

Magnetisch-induktive Durchflussmesser

VAF Prüfstände und Systemlösungen