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Konzentrationsmessung mit Coriolis-Durchflussmessern

Es ist bekannt, dass Coriolis-Durchflussmesser eine sehr genaue Methode zur Messung des Massenstroms von Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen sind. Manchmal wird jedoch übersehen, dass sie gleichzeitig auch die Dichte messen. Dies ist eine sehr nützliche Variable, die sowohl für die Produktqualität als auch für die Konzentration verwendet werden kann.

Von Jonathan Humphrey, Produktmarketing-Manager - Flow, Endress + Hauser Ltd.â € <â € <

Jonathan Humphrey

Jonathan Humphrey, Produktmarketing Manager - Flow, Endress + Hauser Ltd


Die Messrohre im Durchflussmesser schwingen mit ihrer Eigenfrequenz, die vom jeweiligen Zähler und dem darin enthaltenen Produkt abhängt.

Die Frequenz wird gemessen und ist direkt proportional zur Dichte der Flüssigkeit. Die Elektronik rechnet dies in einen Dichtewert um, der auf dem Display angezeigt oder als Ausgang zur Verfügung gestellt werden kann.

Ein Coriolis-Durchflussmesser misst normalerweise die Dichte mit einer Genauigkeit zwischen ± 1kg / m3 und ± 20kg / m3, wobei einige Spezialmessgeräte eine noch bessere Leistung bieten.

Aufgrund der geringen Dichte von Gasen ist die Verwendung von Coriolis-Messgeräten zur Bestimmung der Dichte normalerweise nicht möglich. Diese Messtechnik bietet jedoch einige hervorragende Vorteile beim Umgang mit Flüssigkeiten.

Coriolis-Messgeräte messen auch die Temperatur, um alle Variablen bereitzustellen, die für die dichtebasierte Konzentrationsmessung erforderlich sind.

Wenn zwei Produkte gemischt werden können, um eine homogene Flüssigkeit zu bilden, können die Dichte- und Temperaturinformationen in einer Tabelle oder Formel verwendet werden, um die Konzentration zu bestimmen. Dies hat viele Anwendungen wie Brix (Zucker in Wasser) oder ABV (Alkohol in Volumen) in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Säurekonzentrationen in der chemischen Industrie und kann mit fortschrittlichen Messgeräten sogar in der Öl- und Gasindustrie zur Bestimmung angewendet werden Wasserschnitt (Öl: Wasser-Verhältnis).

Einige Coriolis-Messgeräte auf dem Markt verfügen über eine integrierte Konzentrationssoftware. andere werden in Verbindung mit einem separaten Controller verwendet. Auf diese Weise stehen Konzentrationsinformationen direkt über eine Vielzahl von Industrieprotokollen zur Verfügung, darunter 4 – 20mA HART, PROFIBUS, PROFINET und Ethernet / IP.

Die Verwendung der digitalen Kommunikation bietet auch umfangreichere Diagnoseinformationen wie den Status des Durchflussmessers, elektronische Fehler und die Erkennung von Ansammlungen. Dies kann dazu beitragen, unerwartete Ausfallzeiten zu minimieren, indem vorausschauende Wartung aktiviert wird

Die Vorteile sind einfach: genaue In-Line-Messung Konzentrationsmessung, die Zeit und Kosten im Vergleich zu typischen Labortechniken einspart. Das Risiko eines Chargenverlusts wird durch kontinuierliche Messung verringert, und menschliches Versagen wird aus der Gleichung gestrichen. Da die Dichte- und Konzentrationsinformationen sofort verfügbar sind, kann eine genauere Prozesssteuerung erreicht werden.

Gleichzeitig misst das Gerät Durchfluss und Temperatur, sodass eine Vielzahl von Prozessinformationen übertragen werden können. Es ist auch möglich, mit dem Messgerät den Gesamtdurchfluss einer bestimmten Komponente eines Gemisches (z. B. Alkohol) zu erfassen.

Ein Coriolis-Durchflussmesser hat keine beweglichen Teile im Durchflussstrom, sodass die Wartungskosten im Vergleich zu herkömmlichen Durchflussmesstechniken wie Verdrängungsmessern oder Differenzdruckgeräten drastisch gesenkt werden.

Abhängig von der Kritikalität der Messstelle ist ein Kalibrierungsplan zu berücksichtigen, der in der Regel vom Anwender oder der Aufsichtsbehörde festgelegt wird. Einige Durchflussmesser können sich selbst verifizieren, was dazu beitragen kann, die Leistung zwischen den Kalibrierungen zu qualifizieren und in einigen Fällen sogar die Zeit zwischen den Kalibrierungen zu verlängern.

Coriolis-Durchflussmesser werden in einer Vielzahl von Rohrdurchmessern hergestellt, sodass die Dichte und damit die Konzentration in sehr kleinen Rohren DN01 (1 / 24 ”) bis hin zu großen Leitungsgrößen von DN350 (16”) gemessen werden kann.

Um den Investitionsaufwand zu minimieren, ist es sogar möglich, ein Coriolis-Messgerät in eine Bypass-Leitung einzubauen, sofern das Produkt in der Bypass-Leitung für die Hauptleitung repräsentativ ist. Bei der Verwendung eines Volumendurchflussmessers, z. B. eines Verdrängungsmessers, ist es manchmal erforderlich, eine Änderung der Produktdichte (z. B. nach einer Temperaturänderung) zu kompensieren.

In diesem Fall kann ein Coriolis-Messgerät verwendet werden, um die Dichte zu messen und den Volumenstrommesswert in einen Massenstrommesswert umzuwandeln. Wie oben könnte dies in einem Bypass erfolgen, eine Technik, die häufig für große Kohlenwasserstoff-Pipelines verwendet wird.

Für die Konzentrationsmessung ist es wichtig zu wissen, dass das Einbeziehen zusätzlicher Komponenten in das Gemisch den Fehler erhöht, sofern diese nicht genau kompensiert werden können. Bei drei oder mehr wechselnden Produkten kann es schwierig oder sogar unmöglich werden, die Konzentration genau zu messen.

Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung von Brix zur Messung von Orangensaft. Brix ist ausschließlich ein Maß für Zucker (typischerweise Saccharose) in Wasser, das häufig zur Messung der Orangensaftkonzentration verwendet wird.

Orangensaft enthält Säuren, Phenolverbindungen und manchmal Feststoffe, die die Messung beeinflussen und den Vergleich erschweren. Dies gilt auch für andere Techniken wie die Refraktometrie, weshalb die beiden Methoden möglicherweise nicht übereinstimmen.

Manchmal ist es möglich, den Coriolis-Durchflussmesser so zu konfigurieren, dass die zusätzlichen Komponenten kompensiert werden, wenn sie sehr konsistent sind. Ist dies nicht der Fall, geht die Genauigkeit verloren, die Messung ist jedoch wiederholbar.

PromassF300 zur Konzentrationsmessung

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Konsistenz der Produkte. Wenn sich die Dichte der Komponenten ändert, ist die Dichte für eine bestimmte Konzentration unterschiedlich, was sich auf das Ergebnis auswirkt. Dies kann in der Milchindustrie häufig zu Problemen bei der Messung der Milchfettkonzentration führen.

Verschiedene Jahreszeiten, Herden und Gräser können sich auf die Milchfettdichte auswirken, daher ist es sehr schwierig, genau zu messen. Um dies zu überwinden, muss die Dichte der einzelnen Produkte bekannt sein oder gemessen werden. Dies kann in einer Hauptleitung erfolgen, bevor das Produkt verdünnt oder reduziert wird.

Ein hochpräzises und flexibles Instrument, ein Coriolis-Durchflussmesser, bietet eine präzise Messung des Massenstroms von Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen bei sehr geringen Betriebskosten, auch bei beengten Installationen.

Darüber hinaus liefern die zusätzlichen Messgrößen Dichte und Temperatur eine Fülle von Prozessinformationen und ermöglichen indirekte Größen wie Volumenstrom und Konzentration (für Flüssigkeiten). Die Live-Konzentrationsmessung kann helfen, die Kosten zu senken und die Produktivität der Anlage zu steigern.

Prozessindustrie Informer

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