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Vergleichen Coriolis vs Oberflächenschallwellen-Durchflussmesser

FLOWave System

Die Durchflussmessung von Flüssigkeiten ist eine wesentliche Voraussetzung für die Steuerung vieler Fertigungsprozesse - denn eine genaue Regelung verbessert die Effizienz und garantiert Qualität. Während eine Reihe verschiedener Technologien zur Verfügung steht, war bisher die Coriolis-Durchflussmessung die bevorzugte Wahl, wenn hohe Genauigkeit gefordert ist. Die Entwicklung der Surface Acoustic Wave (SAW) -Technologie für den Einsatz in Durchflussmessern stellte jedoch einen Herausforderer auf dem Markt dar, der potenziell eine Vielzahl zusätzlicher Vorteile bietet.

Ian Webster, Field Segment Manager .hygienic - Pharmaceutical für Bürkert Fluid Control Systems UK und Irland, untersucht, wie diese beiden Spitzenlösungen zusammenpassen.

Für diejenigen, die in hygienischen Anwendungen wie der Pharma-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie tätig sind, müssen die für die Produktherstellung verwendeten Geräte, einschließlich der Sensoren, strenge Hygienestandards erfüllen und gleichzeitig eine ausgezeichnete Leistung erbringen. Produkte zu entwickeln, die in dieser Umgebung zuverlässig funktionieren, erfordert viel Engagement und Know-how, um die geforderten Standards zu erreichen.

Coriolis-Design

Coriolis-Durchflussmesser wurden bisher aufgrund ihrer vielseitigen Fähigkeiten für Flüssigkeiten und Gase sowie der Fähigkeit zur Messung des Massenflusses als die Top-of-the-Tree-Spezifikationen für ein Durchflussmessgerät angesehen. Die Anfangskosten solcher Geräte können jedoch sehr hoch sein und sie haben einige Einschränkungen.

Das Design des Coriolis-Durchflussmessers verursacht einen Druckabfall über den Durchflussmesser und dies kann die obere Grenze des Messbereichs beeinflussen. Der Druckabfall steigt mit der Viskosität sowie der Durchflussmenge und der entsprechenden Geschwindigkeit durch das Messgerät.

Aufgrund der Größe und des Gewichts des Coriolis-Durchflussmessers muss dieses sorgfältig in den Prozessrohrleitungen unterstützt werden. Der Platzbedarf für Coriolis-Durchflussmesser ist größer als für entsprechende Konstruktionen erforderlich, mit zusätzlichen Rohrstützen und erforderlicher Montagezeit.

Das Coriolis-Durchflussmessgerät eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen für die Messung von Flüssigkeiten und Gasen mit hoher Genauigkeit. 0.1% der Durchflussrate, die mit speziellen Kalibrierungsverfahren auf 0.05% verbessert werden kann. Diese Konstruktion kann auch bidirektional gemessen werden, ohne dass Einlass- oder Auslassabschnitte in der Installation erforderlich sind.

Es ist jedoch oft kein Durchgangsgerät und dies kann einige wesentliche Nachteile haben, wenn es um die Art von Medien geht, die durchgeleitet werden können, Spülen, einschließlich Produktverschwendung und zusätzliche CIP-Anforderungen für Wärme und Volumen der Reinigungsprozessflüssigkeit .

Darüber hinaus ist in vielen Fällen die Massenflussmessung für die Anwendung nicht erforderlich, aber ein Coriolis-Durchflussmessgerät wird nur auf Genauigkeitsanforderungen spezifiziert. In solchen Fällen wird die erhöhte Investition in die traditionelle Ausrüstung für Funktionen verschwendet, die nicht benötigt werden. Jetzt gibt es ein alternatives Folge-Messgerät, das diese und viele andere Herausforderungen des Coriolis-Durchflussmessers bewältigt.

SAW

In Bezug auf die Messung des Flüssigkeitsdurchflusses gibt es eine offensichtliche Öffnung für eine Vorrichtung, die eine kompakte berührungslose Messung liefern kann, die unabhängig von den Medieneigenschaften, der Strömungsrichtung und den Strömungsbedingungen genau ist.

Mit der Surface Acoustic Wave (SAW) Technologie hat Bürkert ein Durchflussmessgerät entwickelt, bei dem keine der Komponenten in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit steht und keine Strömungsbeeinträchtigung verursacht. Darüber hinaus kann die innere Oberfläche des Rohrs mit der gleichen Oberflächengüte wie der Rest der Rohrleitung hergestellt werden, was bedeutet, dass in Bezug auf Hygiene, Reinigung und Durchflussbedingungen kein Unterschied zu irgendeinem anderen geraden Rohrstück innerhalb des Prozesses besteht.

Das Hauptprinzip dieser Strömungsmeßvorrichtung beruht auf Wellenausbreitungsformen ähnlich zu seismischen Wellen, die von einem anfänglichen Anregungspunkt ausgehen und sich entlang der Oberfläche eines festen Materials ausbreiten. FLOWave verwendet mindestens vier Interdigitalwandler, die sich außerhalb des Messrohrs befinden und daher keinen direkten Kontakt mit dem Fluid haben. Jeder Wandler wirkt sowohl als Sender als auch als Empfänger.

Die empfangenen Signale werden von der Bordelektronik und -software verarbeitet, die ebenfalls von Bürkert in Zusammenarbeit mit einer lokalen Universität entwickelt wurde, die sich mit SAW-Technologie und ihren Anwendungen beschäftigt. Die Analyse aller Signale und Vergleiche anhand verschiedener Kriterien wie Amplitude, Frequenz und Laufzeiten ermöglicht die Beurteilung der Qualität der Messung, der Existenz von Gasblasen oder Festkörpern sowie der Art der Flüssigkeit. Das Ergebnis ist ein Durchflussmesser mit einer Genauigkeit von bis zu +/- 0.4% und einer Wiederholgenauigkeit von +/- 0.2% des Messwerts bei Flüssigkeitstemperaturen bis zu 140 ° C.

FLOWave

FLOWave kann auch mit oder ohne Anzeigemodul angegeben werden, das für die endgültige Ausrichtung in der Prozessverrohrung positioniert werden kann.

VORTEILE

Vor allem die Tatsache, dass die innere Oberfläche des FLOWave nach den gleichen Spezifikationen wie der Rest der Produktionslinie hergestellt werden kann, bedeutet, dass hygienische Reinigungsprozesse, einschließlich CIP und SIP, auf dem höchsten Standard und zu niedrigen Kosten aufrechterhalten werden können. Darüber hinaus besteht keine Gefahr einer Kontamination durch irgendwelche Komponenten, die in Kontakt mit der Flüssigkeit sind, und es gibt keine Strömungsbeschränkung.

FLOWave löst auch viele der Probleme, die mit einigen High-End-Durchflussmessern verbunden sind, wie Systemvibration in der Anlage, magnetische und elektrische Effekte sowie die Leitfähigkeit der Flüssigkeit - keiner dieser Faktoren hat Auswirkungen auf die Genauigkeit oder Zuverlässigkeit der Durchflussmessungen, aber die SAW-Technologie hat auch die Fähigkeit, zwischen laminaren und turbulenten Strömungen zu unterscheiden.

In Bezug auf die Installation ist der Prozess wesentlich weniger kompliziert, wenn ein FLOWave-Gerät verwendet wird, da es in jeder Ausrichtung montiert werden kann und viel weniger Platz benötigt, als bei ähnlichen Geräten, die traditionellere Messtechniken verwenden. Der FLOWave kann auch mit oder ohne Anzeigemodul spezifiziert werden, das für die endgültige Ausrichtung in der Prozessverrohrung positioniert werden kann.

Nach der Installation bietet die FLOWave-Reihe fortlaufende Vorteile, einschließlich einer Gerätestatusanzeige, die dem Bediener Diagnosestatusinformationen bietet, wie von NAMUR NE107 beschrieben. Darüber hinaus benötigt diese Technologie erheblich weniger Energie für den Betrieb. Etwa ein Drittel davon wird von einem Standard-Coriolis-Durchflussmessgerät benötigt, was erhebliche Auswirkungen auf die Betriebskosten und die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO) haben kann.

Kontinuierliche Verbesserung

Die Ausrüstung, die verwendet wird, um am oberen Ende des Marktes solch genaue Flussablesungen zu liefern, beruht auf Software, um die notwendigen Algorithmen und Berechnungen bereitzustellen, um die endgültigen Daten bereitzustellen. Daher wird diese Software ständig überprüft und Bürkert verfolgt eine Politik der kontinuierlichen Verbesserung, die auch zusätzliche Funktionen implementiert, die in Kundenfeedback vorgeschlagen werden.

Seit ihrer Einführung haben Kunden in einer Vielzahl von Branchen wichtige Informationen und Vorschläge zur Verfügung gestellt, die zu einer Reihe von Verbesserungen geführt haben. Diese umfassen die Fähigkeit, Flüssigkeitsänderungen unter Verwendung eines Dichtefaktors zu detektieren, die Detektion von Gasblasen und Feststoffen in Flüssigkeiten sowie die Fähigkeit, die Auffrischzeiten für die gemessenen Werte festzulegen.

Zukünftige Entwicklung

Das FLOWave-System liefert derzeit sehr genaue Durchfluss- und Temperaturdaten und die Technologie wird in Zukunft ermöglichen, Dichteinformationen zu verwenden, um die Massendurchflussrate zu bestimmen. Die Prinzipien, die hinter dieser Konstruktion stehen, ermöglichen es dem Durchflussmesser, mit einer stagnierenden Flüssigkeit zu arbeiten, und so sind selbst bei kleinsten Durchflussmengen zuverlässige Durchflusszahlen verfügbar. Die Technologie ermöglicht es zudem, schnelle Durchflussänderungen zuverlässig zu erkennen und ist damit für schnelle Abfüllprozesse geeignet.

Dies ist erst der Anfang der Geschichte von FLOWave mit so vielen geeigneten Anwendungen und vielen Vorteilen. Es wird prognostiziert, dass das Angebot wachsen wird, um zusätzliche Lösungen für ein viel breiteres Publikum bereitzustellen und mehr Prozessen und Branchen von der SAW-Durchflussmesstechnologie zu profitieren .

Helen Christopher
Bürkert Fluid Control Systems
Fluid Control Centre, 1 Bridge End, Cirencester, Gloucestershire, GL7 1QY, Großbritannien
Tel: + 44 (0) 1285 648720 Fax: + 44 (0) 1285 648721
Web: www.burkert.co.uk
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