Coriolis- Massendurchflussmessung

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Die Coriolis-Massendurchflussmessung misst den Massenfluss einer, durch ein Rohr durchströmenden, Flüssigkeit oder eines Gases. Dieses Messverfahren liegt dem Coriolis-Effekt zugrunde. Es ist einzigartig, da es direkt den Massenfluss messen kann.

 

Der Coriolis Effekt

Die Corioliskraft ist eine der drei Trägheitskräfte, die in einem rotierenden System auftreten. Sie tritt auf, wenn sich ein Körper in einem rotierenden System bewegt, wobei die Bewegung nicht parallel zur Rotationsachse verläuft.

Da unsere Erde ein rotierendes System ist, übt der Coriolis-Effekt einen großen Einfluss aus. Diese Kraft ist verantwortlich für Wetterphänomene wie Wirbelstürme, die Meeresströmung und sogar das Magnetfeld der Erde. Zudem ist sie verantwortlich für die Rotationsrichtung von Wasserströmungen und Wirbelstürmen. So drehen sich Wirbelstürme auf der Nordhalbkugel nach rechts, während sie sich auf der Südhalbkugel nach links drehen.  

Zur Veranschaulichung sei ein sich rotierendes Karussell gegeben. Person A möchte einen Ball Person B zuwerfen. Der Ball wird sich entlang der Rotationsachse, in einem sich drehenden System bewegen, wodurch auf den Ball sowohl die Zentrifugalkraft, als auch de Corioliskraft wirken. Eine außenstehende Person würde einen gerade Wurf sehen (Ansicht 1). Aus der Perspektive von Person A sieht es so aus, als würde eine unsichtbare Kraft den Ball lenken (Ansicht 2). Dieses Beispiel zeigt, dass die Corioliskraft eine Frage der Wahrnehmung ist.

Funktion

Am Coriolis-Prinzip ist einzigartig, dass der Massefluss direkt gemessen werden kann. Im inneren des Coriolis-Durchflussmessgerätes wird ein Rohr durch einen Erreger in Schwingung gebracht. Herrscht kein Durchfluss vor, schwingt das Rohr gleichmäßig. Ein- und Auslaufsensoren registrieren die Schwingungen.

Sobald Durchfluss vorherrscht wird der Schwingung des Rohres, durch die Trägheit der Flüssigkeit eine zusätzliche Schaukelbewegung aufgezwungen. Auf Grund des Coriolis-Effekts schwingen Ein- und Auslauf zur gleichen Zeit in unterschiedliche Richtungen. Hochsensible Sensoren registrieren zeitlichen und räumlichen Veränderungen. Dies ist die Phasenverschiebung. Sie ist Maß dafür wieviel Flüssigkeit momentan durch das Rohr fließt. Die Geschwindigkeit und Menge des Mediums haben direkten Einfluss auf die Intensität der Schwingung.

Indem zusätzlich Sensoren die Schwingungsfrequenz erfassen, lässt sich auch die Dichte bestimmen. Zur Verdeutlichung wird am Beispiel von Wasser, als durchfließendes Medium, eine höhere Schwingungsfrequenz gemessen als bei Honig. Die Schwingungsfrequenz ist ein direktes Maß für die Dichte des Mediums.

 

Anwendungsgebiete

Die Coriolis Durchflussmessung kann fast überall Anwendung finden, da sie unabhängig ist von: Dichte, Strömungsprofil, Leitfähigkeit, Viskosität und mehr. Stoffe wie Öle, Alkohol, Säfte, Treibstoffe und Reinigungsmittel können gemessen werden. Es ist möglich unter hohen Drücken und Temperaturen zu messen, sowie in explosionsgefährdeten Bereichen. Für den eichpflichtigen Verkehr gibt es ebenfalls Ausführungen.

Zu den vielfältigen Einsatzbereichen zählen unter anderen:

  • Dosieranlagen
  • Erdgaszapfsäulen
  • Pipeline-Verrechnungsmessungen
  • LKW-Bahnverladungen

 

Vor- und Nachteile

Vorteile

Nachteile

Direkte Massedurchflussmessung

Hoher Preis

Multivariable Sensorik für Temperatur, Viskosität, Dichte und Masse

Einsatz begrenzt möglich bei mehrphasigen Medien oder hohem Gasanteil

Sehr hohe Messgenauigkeit (Standard ± 0,15 % v. M.)

In der Dichtemessung können Ablagerungen zu Fehlern führen

Verschleißfrei, da keine beweglichen Teile (Messrohrbewegung von max. 30 µm)

Begrenzte Materialauswahl (korrosionsanfällig)

Messunsicherheitsanalyse ist einfach aufzubauen, da es nur ein Gerät zu betrachten gibt

Medium muss homogen sein

Unabhängig von physikalischen Messstoffeigenschaften und Strömungsprofil

Druckverlust tritt auf

Keine Ein- und Auslaufstrecken notwendig

 

Das digitale Coriolis-Durchflussmesssystem SITRANS FC330 erhöht die Effizienz jedes FlĂĽssigkeits- und Gasprozesses. Das Ergebnis ist ein Durchflussmessgerät, das nicht nur ausgezeichnete Genauigkeit und Zuverlässigkeit bietet, sondern auch platzsparend und bedienerfreundlich ist.   Das Durchflussmessgerät SITRANS FC330 besteht aus einem Messaufnehmer SITRANS FCS300 und einem Messumformer SITRANS FCT030.



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Bedienungsanleitung

Mit dem digitalen Coriolis-Durchflussmessgerät SITRANS FC310 können Sie mehr Messgeräte auf engstem Raum unterbringen und das ohne Verzicht auf höchste Leistung. Das All-in-one-Design des FC310 steht fĂĽr mĂĽhelose Installation, einfache Integration in Ihr Prozessleitsystem und optimale Kosteneffizienz, weil Sie nur fĂĽr das zahlen, was Sie wirklich brauchen. Das komplette System ist fĂĽr Standard- und Hygiene-Anwendungen erhältlich.   Das Durchflussmessgerät FC310 besteht aus einem Messaufnehmer SITRANS FCS300 und einem Messumformer SITRANS FCT010.



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Das Durchflussmessgerät SITRANS FC410 ist das leichteste und kompakteste Coriolis-System weltweit. Mit diesem Gerät können Sie mehrere Einheiten auf engstem Raum unterbringen, die Installation in neue und bestehende Anwendungen vereinfachen und Kosten minimieren. Die vollständig digitale Generation der kompakten Durchflussmessgeräte wurde speziell für die direkte Integration in Automatisierungsssysteme entwickelt.

 

Die in den SITRANS FC410 integrierten Messumformerfunktionen ermöglichen eine Installation an nahezu jedem Ort, ohne dass ein separater Messumformer erforderlich ist.

 

Das Durchflussmesssystem SITRANS FC410 besteht aus dem Messaufnehmer SITRANS FCS400 und einem SITRANS FCT010 Messumformer.



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Mit dem SITRANS FC430 hat Siemens die nächste Generation Coriolis-Durchflussmessgeräte konzipiert, die sich durch exzellente Leistung, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit auszeichnet. Dieses digitale Durchflussmessgerät besticht durch marktfĂĽhrende Kompaktheit, sehr hohe Messgenauigkeit von 0,1%, niedrigen Druckverlust, sehr stabilen Nullpunkt und erstklassige Datenaktualisierung mit schneller 100 Hz SignalĂĽbertragung. Bahnbrechende Support-Tools bieten direkten Zugriff auf sämtliche Betriebs- und Funktionsdaten, Zertifikate und Audit-Trails.   Das SITRANS FC430 Durchflussmesssystem besteht aus einem SITRANS FCS400 Messaufnehmer und einem SITRANS FCT030 Messumformer.



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Der SITRANS FCT010 ist ein sehr kleiner, leistungsstarker Coriolis-Durchflussmessumformer, der speziell für die direkte digitale Integration in Prozessautomatisierungssysteme entwickelt wurde. Sein kompakter Aufbau ohne Anzeige, kombiniert mit der Fähigkeit, digitale Signale auszugeben, machen ihn zur perfekten Wahl für Skids und andere Anwendungen mit begrenztem Platz.

Um ein vollständiges Durchflussmesssystem aufzubauen, muss der SITRANS FCT010 mit den Messaufnehmern

SITRANS FCS300

SITRANS FCS400,

SITRANS FC MASS 2100 DI 1.5

SITRANS FC MASS 2100 DI 3-15

SITRANS FC300



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Innovation und Benutzerfreundlichkeit - Mit der patentierten digitalen Signalverarbeitungstechnik liefert der Messumformer SITRANS FCT030 echte Multiparameter-Messungen fĂĽr mehr Effizienz und Sicherheit. Er ĂĽberzeugt mit einfacher Handhabung, modularem Design fĂĽr den unkomplizierten Ein- und Ausbau und kann mit dem gesamten SITRANS FC Messaufnehmer-Sortiment dezentral oder kompakt montiert werden, sodass ĂĽber das gesamte Coriolis-Portfolio eine einheitliche Messumformer-Schnittstelle geboten wird.

 

FĂĽr den Betrieb als Durchflussmesssystem muss der Messumformer SITRANS FCT030 mit einem der folgenden Messaufnehmer kombiniert werden:

 

SITRANS FCS300

SITRANS FCS400

SITRANS FC MASS 2100 DI 1.5

SITRANS FC MASS 2100 DI 3-15

SITRANS FC300 DN4

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