Coriolis-Durchflussmessung Coriolis für die 2-Leitertechnologie: Hier kommen die Besser-Messer

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Wer 2-Leitertechnologie einsetzt, muss bei der Messgenauigkeit (zumindest beim Durchfluss) keine Abstriche machen – Chemieanlagen haben ein langes Leben – leider trifft das nicht auf die verwendete Messtechnik zu. Wer eine vorhandenen 2-Leiter-Messstrecke nachrüsten will, muss jetzt einen Kompromiss weniger machen: Neue Durchflussmessgeräte kombinieren 2-Leiter-Anschluss und Coriolis-Technologie in einem Gerät.

Auch Anlagen altern: Gerade in der Chemieindustrie werden Apparate über Jahrzehnte hinweg betrieben, umgebaut und den aktuellen Anforderungen angepasst. Viele langlebige Anlagen sind seit über 30 oder 40 Jahren in Betrieb und haben sowohl Bedarfseinbrüche als auch Wachstumsphasen erlebt. Während der Expansion musste eine Anlage mitunter erweitert werden, wofür weitere Messtechnik verbaut wurde. Der zur Verfügung stehende Raum wächst aber im seltensten Fall mit. In Folge dessen wird immer mehr Technologie auf kleinem Raum verbaut.

Bei der Messtechnik bedeutet das häufig den Einsatz von 2-Leiter-Technologie, da diese in der Vergangenheit den geringsten Verkabelungsaufwand hatte. So sind vielerorts 2-Leiter-Durchflussmesser im Einsatz, die nicht so zuverlässig wie etwa ein Coriolis-Durchflussmesser sind. Vielleicht hätten sich die Werksleiter sogar Coriolis-Geräte gewünscht, allerdings waren diese lange nur in 4-Leiter- bzw. 9-Leiter-­Konfigurationen erhältlich, bei denen Strom- und Signalkabel getrennt verlegt wurden.

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Differenzdruckmesser, Verdrängungszähler oder Turbinenradzähler nutzen verschleißanfällige, bewegliche Teile mit begrenztem Messbereich. Solche Typen sind zwar in der Anschaffung günstig, berücksichtigt man jedoch die Kosten für Wartung und Unterhalt über die gesamte Lebensdauer der Geräte, deutlich teurer. Im Gegensatz dazu haben Coriolis-Durchflussmesser keine beweglichen Teile und benötigen keine Ein- und Auslaufstecken.

Außerdem bieten sie eine konstante Zuverlässigkeit sowie erweiterte Turn-Down-Optionen für unterschiedliche Durchflussraten. Bei diesen Sensoren wird das Messrohr in Schwingungen versetzt. Diese werden im Ein- und Auslauf des Rohres gemessen und verglichen. Diese Schwingung verhält sich proportional zum Coriolis-Effekt und somit auch proportional zu Massendurchfluss und Dichte.

Worauf es bei der Durchflussmessung ankommt

Dadurch kann ein größeres Messspannenverhältnis für unterschiedliche Durchflussraten berücksichtigt werden, gleichzeitig wird den Forderungen nach Effizienz und Sicherheit entsprochen. In Branchen, die mit flüchtigen Verbindungen arbeiten und in denen eine unbemerkte Veränderung der Materialzusammensetzung katastrophale Auswirkungen haben könnte, ist es unerlässlich, sich auf Messgeräte verlassen zu können.

Alle Diagnosen müssen nicht nur absolut zuverlässig funktionieren, sondern sie müssen zudem durch wiederholte genaue Messungen hindurch zuverlässig bleiben. Viele Coriolis-Durchflussmesser verfügen inzwischen standardmäßig über integrierte Diagnoseoptionen, die Änderungen des Messgerätezustands überwachen und den Benutzer gegebenenfalls frühzeitig warnen. Diese informieren Bediener oder Techniker über alle Zustandsänderungen, um sicherzustellen, dass das Messgerät ordnungsgemäß funktioniert.

Bei der Anlagenmoderniserung auf Technologie setzen

Die Entscheidung zur Technologiemodernisierung kann nicht allein dem Management überlassen werden: In den meisten Fällen ist es erforderlich, den Produktivitätsstandard zu wahren und die Marktanforderungen zu erfüllen. Wie bereits erwähnt, werden immer noch viele Anlagen mit 2-Leiter-­Geräten betrieben, wobei eine Aufrüstung auf 4-Leiter oder 9-Leiter zwar wünschenswert, jedoch weder finanziell tragbar noch praktisch durchführbar ist.

Die Installation zusätzlicher Kabel erfordert einen beträchtlichen Aufwand, z.B. muss eine Anlage in der Praxis so lange außer Betrieb genommen werden, bis die Neuverkabelung abgeschlossen ist. Kein Betreiber kann es sich leisten, dass die Anlagen bis zum Abschluss der Wartungsarbeiten stillstehen.

Eine bessere Lösung ist der Einsatz eines neuen 2-Leiter-Coriolis-Durchflussmessers, welcher problemlos in einem vorhandenen Raum betrieben werden kann, ohne dass zusätzliche Kabel bzw. Rohrleitungen für die Durchflussmessung benötigt werden.

Advantages of Guided Wave Radar (GWR)

Using Advanced Radar Technology Helps Improve Separation Process Performance

Know-how inklusive: Coriolis-Durchflussmesser mit digitalem Mehrwert

Die Umrüstung auf neue Technologien bietet eine Lösung für ein weiteres Problem: Geht eine alternde Belegschaft in den Ruhestand, gehen damit oft umfang­reiche Anlagenkenntnisse und Fertigkeiten verloren. Durch die Installation neuer Durchflussmesser, welche mit den neuesten Technologien wie digitale Displays und Fernzugriff ausgestattet sind, wird eine Anlage auch für jüngere Mitarbeiter attraktiv, die mit digitalen Tools vertraut und in der Lage sind, sich leichter an neue Technologien anzupassen.

Mithilfe fundierter Entscheidungen, in welche Technologien investiert werden soll und welche Nachwuchskräfte einzustellen sind, kann eine alternde Anlage eine erhebliche Investitionsrendite erzielen und dabei gleichzeitig ihre Prozesse optimieren sowie die Produktion steigern. Um mit den Anforderungen des Marktes Schritt halten zu können, muss die Technologie auf dem neuesten Stand der Technik sein, wofür gezielte Investitionen erforderlich sind.

Coriolis-2-Leiter-Durchflussmesser, wie sie Emerson anbietet, passen gut zu diesem Szenario, da sie die optimale Messtechnologie bereitstellen, ohne dass wesentliche Änderungen an einer bestehenden Anlage vorgenommen werden müssen.

* * Der Autor ist Product Manager Precision Flow, Emerson Process Management, Langenfeld.

Wie war das noch gleich?

Coriolis-Durchflussmessung

Das hätte sich Gaspard de Coriolis nicht gedacht: Der französische Physiker erforschte zur Zeit der Restauration nach den napoleonischen Kriegen Drallbewegungen in Natur und Technik und beschrieb ausführlich die nach ihm benannte Trägheitskraft, die auch für die Entstehung von Wirbelstürmen verantwortlich ist. Weniger turbulent kann dieses Phänomen für die Durchflussmessung genutzt werden: Dabei wird ein leicht gebogenes Messrohr an seinem Mittelpunkt in Schwingung versetzt und Frequenz und Amplitude an beiden Enden gemessen. Strömt nun ein Medium durch das Rohr, wird durch die durchströmende Masse bzw. durch die Trägheit dieser Masse (ganz präzise: durch die Beschleunigung und Verzögerung des Mediums auf Bahngeschwindigkeit) eine Auslenkung bzw. Schaukelbewegung eingebracht.

Diese ist abhängig von der Schwingungsfrequenz, der strömenden Masse und der Flussgeschwindigkeit sowie dem E-Modul des Rohres und sorgt dafür, dass sich die Schwingungsphase am Rohr­auslass gegenüber dem Einlass verschiebt. Diese Verformung ist direkt proportional zu Massendurchfluss und Dichte und kann zur Messung genutzt werden. Da die Frequenz der Schwingung in dichteren Medien zurück geht, kann die Messung im Nebenjob auch die Dichte- und damit Medienbestimmung mit übernehmen.

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