Ultraschall Durchflussmessung – einfach Clamp-on

ultraschall

Eine Ultraschall Durchflussmessung kann auf zwei wegen gelöst werden: entweder mit der Inline- oder mit der Clamp-On-Variante. Bei der Inline-Variante werden Sensoren in das Rohr eingebaut, durch welches das zu messende Medium fließt. Diese Methode bietet maximale Genauigkeit, hat allerdings den Nachteil, dass der Prozess während der Installation unterbrochen werden muss. Außerdem werden Messungen gestört, sobald ein etwas höherer Anteil an Luftblasen und Feststoffpartikeln sich im Medium befindet.

Für eine einfache und kosteneffiziente Installation ist die Clamp-On-Durchflusslösung ideal.  

 

Was kann damit gemessen werden?

Gemessen werden können alle elektrisch leitenden und nicht-leitenden Flüssigkeiten. In der folgenden Tabelle gibt es Beispiele für mögliche und nicht mögliche Medien.

Kann gemessen werden

Kann nicht gemessen werden

Öl

Dampf (auf Grund der Druck- und Temperaturbedingungen)

Wasser und VE-Wasser

Eisessig (die Säure weist einen niedrige Schallleitung auf)

Wasser in Fernwärme

 

Gas

 

 

Welche Vorteile bietet das Clamp-On-Verfahren?

Eine Ultraschall-Durchflussmessung mit dem Clamp-On-Verfahren bietet eine sehr einfache Montage. Wie die Bezeichnung bereits verrät, werden die Messgeräte, von außen, an ein Rohr angeklemmt, entweder mit einer Schnalle oder magnetisch. Diese Art von berührungsloser Messung hat keine Verschleißteile und ist dadurch sehr langlebig.

Generell können Luftblasen und Feststoffe im Medium die Messung stören. Bei der Inline-Variante darf es zu maximal 3 % solcher Störungen kommen, sonst kann der Sensor blockiert werden. Die Clamp-On-Variante hingegen toleriert 12 % an Luftblasen und Feststoffpartikel. Solange eine Wasserfront die Sensoren erreicht kann der Durchfluss bei der Clamp-On gemessen werden.

Zudem funktioniert es unabhängig von Konduktivität, Viskosität, Temperatur, Dichte oder Druck. Die hoch genauen Messergebnisse sind leicht ablesbar an der Digitalanzeige.  

 

Wie funktioniert die Durchflussmessung mit der Clamp-On-Variante?

Man stelle sich zwei Personen vor, die auf demselben Laufband am Flughafen sich entgegenkommen. Person A geht mit der Fahrtrichtung des Laufbandes, während Person B entgegen der Fahrrichtung geht. Person A ist schneller als Person B. Dieses Konzept kann man auf Ultraschallwellen in einem Rohr mit fließendem Medium übertragen. Ultraschallwellen die sich in Fließrichtung bewegen sind schneller, als die, die sich gegen die Fließrichtung bewegen.

Hat man nun zwei Messgeräte auf einem Rohr angebracht, kann man diese miteinander kommunizieren lassen. Hierbei werden Ultraschallwellen mithilfe vom piezoelektrischen Effekt gesendet und empfangen. Je größer die Differenz zwischen beiden Messwerten, umso schneller bewegt sich das Medium.

Verrechnet man den Rohrdurchmesser mit der Temperatur des Mediums und der Schallgeschwindigkeit, bekommt man exakte Volumendaten, sowie Viskosität und Dichte.

 

Wie verläuft die Montage?

Die Montage ist sehr einfach und stört den Prozess nicht, da die Messgeräte von aussen befestigt werden. Die Befestigung findet über Magnete statt, ggf. über Schnallen, die um das Rohr gehen. Sowohl an einen vertikalen, als auch an einen horizontalen Durchfluss kann montiert werden. Je nach Bedingungen kann eine Montage im Direktmodus oder im Reflektmodus installiert werden.

Direktmodus (Z)

Reflektmodus (V)

 

MUSS gewählt werden, wenn…

 

-           an alten Rohren gemessen wird (vorhandene Ablagerungen können das Ultraschallsignal stören)

-          Nicht genügend Einbaulänge entlang des Rohres ist

-          Folgende Rohrwerkstoffe vorhanden sind (Ultraschallsignal wird nicht reflektiert): Glasfaser, PVC, Glas; Polyethylene

KANN gewählt werden, wenn…

 

-          möglich.

-          genügend Platz für auf der Installationsstrecke vorhanden ist

-          folgende Werkstoffe vorhanden sind (Ultraschallsignal wird reflektiert): Stahl, Edelstahl, Nickel, Messing, Kupfer, Titanium

 

Zudem gibt es noch die Möglichkeit zwischen Mehr-Kanal Messung und Mehr-Pfad-Messung zu wählen.

Mehr-Kanal Messung

Mehr-Pfad-Messung

1 Messumformer verarbeitet n Messstellen

1 Messumformer verarbeitet n Sensorpaare

Es wird an zwei unterschiedlichen Messstellen, unabhängig voneinander, gemessen. Man erhält Messergebnisse von zwei Messorten.

Ein Messumformer misst an einer  Stelle mit n x Sensorpaaren und errechnet den Mittelwert.

SITRANS FS290: flexibel, vielseitig, praktisch

  • Temporäre Messungen, Check-Metering & Prüfmessungen
  • Kompensation von Strömungsstörungen durch die Anomalie-Kompensation
  • Hohe Batterielaufzeit, einfacher Akkuwechsel
  • Messungenauigkeit von 1 % unter guten Bedingungen
Datenblatt

Der FST030 ist nach den neuesten Entwicklungen in der digitalen Signalverarbeitung (DSP) konzipiert und ausgelegt auf hohe Messleistung, kurze Ansprechzeit, hohe Störfestigkeit gegen Prozessgeräusche, einfache Montage, Inbetriebnahme und Wartung.

Der Messumformer FST030 liefert maßgenaue Multi-Parameter-Messungen von Volumendurchfluss, Standardvolumendurchfluss, Dichte, Massendurchfluss Flüssigkeitsschallgeschwindigkeit und Temperatur.

Die Ausgänge und die Buskommunikation ermöglichen das Lesen sämtlicher primären Prozessinformationen entweder sofort (10 ms Aktualisierungsrate) oder regelmäßig je nach Anlagenbedarf.

Bedienungsanleitung

  • High accuracy and repeatability – accuracy of 1% of flow rate and repeatability of 0.25% according to ISO 11631
  • Exceptional zero stability – minimal need to set a zero point
  • Best-in-class user-friendliness – fully graphical display with simple menu navigation, multiple setup wizards and the option to display up to 6 customizable parameters on the same screen
  • Easy servicing – includes removable SensorFlash® microSD card and built-in USB service port
Datenblatt

  • Ideal für Messaufgaben mit sehr hohen Anforderungen an Genauigkeit
  • Zur Messung von Flüssigkeiten, Ölen oder Gasen
  • Für Neuinstallationen und zur Nachrüstung in bestehenden Anlagen
  • Ausgelegt für Verwendung von bis zu 4 Pfaden
  • Geeignet zur Verwendung in Ex-Bereichen, sichere Messumformer-Distanz zum Sensor bis zu 150m
  • Schnelle Signalverarbeitung - 100 Hz Aktualisierungsrate
  • Hohe Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Nullflusserkennung (Wide Beam Technik)
  • Abwärtskompatibel für alle älteren 1011 Sensoren der SITRANS FUS1010 Familie
  • Ersatzgerät für ältere SITRANS FUS1010, FUH1010 oder FUG1010
  • Konstruiert nach NAMUR-Anforderungen und Industry 4.0, vielfältige Diagnosemöglichkeiten



Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Zulassung gemäß MID-Richtlinie für den eichpflichtigen Verkehr, Energiemessungen in Wasser
  • Optische Schnittstelle zum Auslesen von Daten gemäß EN 1434
  • Sofortwerte für Energie- und Volumendurchfluss
  • Flexible Ein- und Ausgangsmoduloptionen
  • Lange Batterielebensdauer (bis zu 16 Jahren)
  • Kältemengenzulassung (gemäß PTB K7.2 Standard)
  • Geeignet für 2- und 4-Leitertemperaturfühle
  • Lieferung mit Wärme-/Kälte zugelassenen PT500-Fühlerpaar (inkl. zugehörigen Tauchhülsen)
  • Optional 2 Analogaausgänge (4 ... 20mA, passiv)
Datenblatt

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