Messung mit geringem Druckverlust

Bei der thermischen Gasmassemessung wird in der Regel als Messwertaufnehmer ein Sensor im Bypass verwendet. Hierzu wird im Instrument ein Teilstrom zwanghaft in die Sensorkapillare umgeleitet. Diese Zwangsumleitung verursacht logischerweise einen Druckverlust, der sich speziell bei Anwendern, die einen geringen Vordruck in der Anlage haben oder aber mit einer Vakuumpumpe saugen, negativ bemerkbar macht. Die Anfälligkeit für Schmutz und andere Partikel ist ein weiterer deutlicher Nachteil. An dieser Stelle hat die Entwicklung von M+W Instruments angesetzt, und einen Sensor auf den Markt gebracht, der es ermöglicht, Gasmengen bis zu 7500 l/min N2 direkt im Hauptstrom zu messen.

Das Messprinzip beruht auf der Kühlung eines beheizten Messfühlers. Der zweite Fühler liefert mit der Messung der aktuellen Gastemperatur die Referenz. Die ankommenden Gasmoleküle kühlen den Heizer ab. Durch Konstanthalten der Temperaturdifferenz ergibt sich ein direkter Zusammenhang zwischen erneuter Wärmezufuhr des Heizsensors und der strömenden Gasmenge. Durch Verwendung eines komplett ummantelten Edelstahlsensors sind die Geräte für jegliche auch agressive Gase einsetzbar.

Bypass-Geräte sind gegenüber Verschmutzungen und Feuchteeintrag sehr empfindlich. Ist der Bypass erst einmal verstopft, sind aufwändige Reparaturen mit entsprechenden Kosten unvermeidlich. Das M+W-Gerät quittiert Schmutz und Feuchte dagegen im schlimmsten Fall mit einer zusätzlichen Messungenaugkeit; die Reinigung ist sehr einfach und kann vom Benutzer selbst durchgeführt werden, so dass das Gerät sofort wieder betriebsbereit ist.

Die Geräte sind zusätzlich mit einer lokalen Istwert-Anzeige oder einer integrierenden Zähleranzeige ausstattbar. Dies gilt sowohl für die Durchflussmesser als auch für Durchflussregler. Als besonders anwendungsfreundlich hat sich bei den Durchflussreglern die so genannte Plug & Play-Version herausgestellt, die eine integrierte Sollwertverstellung direkt im Gerät ermöglicht. Die Durchflussmesser gibt es auch aus Aluminium. Diese Geräte eignen sich zum Ersatz von bisher verwendeten Schwebekörperdurchflussmessern, speziell dann, wenn aufgrund von QM-Systemen die Messdaten erfasst und gespeichert werden müssen.

Eine spezielle Sensorvariante stellt das Hot-Wire-Anemometer dar. Mit diesem Gerät lassen sich schnelle Ansprechzeiten von bis zu 100 ms realisieren. Es eignet sich somit unter anderem ideal für Hersteller von Beschichtungsanlagen und Brennersteuerungen. In Verbindung mit einem Regelventil lassen sich Regelzeiten von bis zu 1,5 s erreichen. Im Zusammenspiel mit der ab Anfang 2003 ebenfalls zur Verfügung stehenden digitalen Ausführung der Instrumente können diese Regelzeiten sogar noch auf kleiner 0,5 s verkürzt werden. Diese Platine wird mit Profibus, RS 485 und Device Net-Anschlüssen erhältlich sein.

Aufgrund der relativen Unabhängigkeit von Druck und Temperatur eignen sich die Massedurchflussregler hervorragend für die Brennersteuerung. Durch das integrierte Regelventil werden Druckschwankungen ausgeglichen. Ebenso werden Temperaturschwankungen, z. B. Sommer/Winter-Einfluss, die bei mechanischen Mess- und Stellgliedern vorkommen, kompensiert und der Brennwert wird konstant gehalten. Ein Nachregulieren oder individuelle Veränderung der Einstellungen, beispielsweise bei Schichtwechsel, sind nicht erforderlich.

Verbrauchsmessung von Gasen in Versorgungsanlagen findet immer mehr Beachtung. Die Abrechnung einzelner Abteilungen, Firmen, Maschinen, etc. ist nur ein kleiner Teil der Vorteile. Vielmehr können mit den Massemessern auch teure Leckagen in Hausnetzen gefunden und beseitigt werden. Die Messgeräte werden einfach in die Rohrleitung eingebaut. Der aktuelle Durchfluss oder die gezählte Gesamtverbrauchsmenge kann an einer Anzeige direkt abgelesen werden. Druck und Temperatur muss nicht korrigiert werden.