Aufrufe
vor 10 Monaten

Industrielle Automation 2/2016

  • Text
  • Industrielle
  • Automation
Industrielle Automation 2/2016

HANNOVER MESSE

HANNOVER MESSE 2016 Jeder hat seine Eigenheiten Druckmittler-Systeme – welche Besonderheiten Sie bei der Auswahl beachten müssen Faina Batler Hohe Temperaturen, schwer zugängliche Einbauorte oder stark vibrierende Anlagen – all das stellt Drucktransmitter vor eine Herausforderung. In derartigen prozessbedingten Situationen kommen Druckmittler ins Spiel. Sie erlauben Messungen geschützt vor aggressiven, hochviskosen, poly- merisierenden oder kristallisierenden Medien. Doch worauf kommt es bei der Auswahl eines geeigneten Systems an? Druckmittler kommen immer dann zur Anwendung, wenn Drucktransmitter an ihre Grenzen stoßen. Sie bieten höchste Varianz und Flexibilität bei Membranmaterialien und Prozessanschlüssen (hygienische Prozessanschlüsse mit 3A, EHEDG, FDA). Zudem ermöglichen verschiedene volumenoptimierte Anbindungsmöglichkeiten (z. B. Kompakt, mit Temperaturentkoppler oder mit Kapillare) einen vielfältigen Einsatz. Dabei sind jedoch verschiedene Besonderheiten des Druckmittlersystems zu beachten, die Einfluss auf die Messwertgenauigkeit haben können. Grundsätzlich gilt bei der Auswahl eines Druckmessgerätes weiterhin: Wenn technisch möglich, sollte immer auf Systeme Faina Batler, Marketing Managerin Druckmesstechnik, Endress+Hauser, Weil am Rhein ohne Druckmittler zurückgegriffen werden. Ein Beispiel sind ölfreie, keramische Messzellen, die mit hygienischen Prozessanschlüssen sehr robust, absolut kondensatfest und für den Einsatz bei Prozesstemperatuten bis zu 150 °C hervorragend geeignet sind. Zudem erlauben sie, einen Membranbruch sofort zu detektieren und somit die Produktsicherheit in den Prozessen zu erhöhen. Bietet der Einsatz von Druckmittlern Vorteile bei der Instrumentierung, oder muss aus technischen Gründen darauf zurückgegriffen werden, so sollte ein Druckmittlersystem mit möglichst geringem Temperaturfehler gewählt werden. Die Besonderheiten der Messtechnik Bei der Messung mit einem Druckmittler wirkt der Betriebsdruck auf die Prozessmembran des Druckmittlers. Der Druck auf die Membran wird über das nicht kompressible Druckmittlerfüllöl auf die Sensormembrane des eigentlichen Messgerätes übertragen. Vergleicht man ein Gerät mit und ohne angebauten Druckmittler, so wird man feststellen, dass das Ölvolumen im Druckmittler, das des Grundgerätes um ein Vielfaches überschreitet. Je länger der Entkoppler (z. B. das Kapillar), umso höher ist das Ölvolumen. Dadurch sind Druckmittler-Systeme grundsätzlich empfindlich gegen Temperaturänderungen. Das liegt am temperaturabhängigen Ausdehnungsver- Darauf sollten Sie bei Druckmittler-Systemen achten: n Minimierte Druckmittlerfehler – auch bei kleinen Prozessmembranen (TK-Wert) n Minimierte Einschwingzeit nach Reinigungs- und Sterilisationsprozessen (CIP/SIP) n Möglichst breiter Einsatztemperatur-Bereich n Maximale Membranauslastung einhalten n Softwaretool zur Druckmittlerauslegung nutzen 14 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2016

HANNOVER MESSE 2016 halten des eingesetzten Öls. Wird das Öl stark erwärmt, so dehnt es sich innerhalb des Druckmittlers aus und erzeugt einen Druck auf den Sensor – dieser Druck ist der Auslöser für den Temperaturfehler des Druckmittlers. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, gibt es zwei Möglichkeiten: Das Ölvolumen so gering wie möglich zu halten und/oder die Membrane konstruktiv so zu gestalten, dass sie das zusätzliche Ölvolumen aufnehmen kann, ohne eine Rückstellkraft auf den Sensor aufzubringen. Hierbei spricht man von der Steifigkeit einer Membran. Je geringer die Steifigkeit einer Membran, desto höher ist die Genauigkeit bei Temperaturänderungen. Sensor Sensor- Membran Ölgefüllte Kapillare Druckmittler-Membran Präzision durch eine optimierte Membran Ein Ansatzpunkt für die Präzisierung und Zuverlässigkeit der Messergebnisse ist die Optimierung der Membran. Mit der Temp- C-Membran (Temperature Compensation) hat Endress+Hauser eine Membran mit möglichst geringer Steifigkeit entwickelt. So können die Temperatureinflüsse auf die Druckmessung minimiert werden. Doch was unterscheidet die TempC von einer herkömmlichen Membran? Die TempC-Membran weist ein eher untypisches Verhalten bei Auslenkungen auf: anders als bei herkömmlichen Membranen, verhält sie sich besonders flexibel, wenn sie ausgelenkt wird. Sie kann bei temperaturabhängiger Ausdehnung des Öls im System mehr Volumen aufnehmen, ohne dabei eine Rückstellkraft auf den Sensor zu erzeugen. Das ermöglicht ein genaues und zuverlässiges Messsignal – unabhängig von Temperaturschwankungen. Bisher konnten nur mit großen Membranen – und somit auch großen Prozessanschlüssen – hohe Genauigkeiten erreicht werden. Mit der speziell für hygienische Anwendungen entwickelten TempC können nun auch sehr kleine Prozessanschlüsse bedenkenlos realisiert werden. Das ermöglicht zum einen den problemlosen Einsatz z. B. in Rohrleitungen mit kleinen Nennweiten, zum anderen senkt es die Kosten bei der Beschaffung erheblich. Vergleicht man herkömmliche Membranen mit der TempC, so weist diese eine bis zu 14 Mal höhere Genauigkeit auf. Anspruchsvolle Herstellung der Edelstahlmembran Üblicherweise bilden sich durch die einzelnen Verarbeitungsschritte der Edelstahlmembran, zum Beispiel Schweißen und Prägen, Verspannungen im Metallgefüge. Für die TempC Membran konnte Endress+Hauser Schweiß- und Prägeprozesse entwickeln, die eine optimierte Ver- und Bearbeitung der Membrane ermöglichen. Die Membran verlässt die Produktion span- 01 Beim Druckmittler wirkt der Betriebsdruck über die Membran und das Füllöl auf den Sensor 02 Drucktransmitter mit direkt angebautem Druckmittler für die Messung in Gasen und Flüssigkeiten (Cerabar M PMP55); unten die TempC Membran nungsfrei und weist keinerlei Inhomogenitäten in ihrem Gefüge auf. Zudem bietet die Befüllung der Druckmittler bei Endress+Hauser bislang einzigartige Möglichkeiten: Für jeden einzelnen Druckmittler wird die ideale Ölmenge individuell bestimmt und befüllt. Dies erfolgt über eine Tiefziehanlage, welche die Membrane in ihre optimale Position bringt. Food Safety in den Produktionsanlagen Bei der Herstellung von Lebensmitteln liegt ein besonderes Augenmerk auf den Reinigungs- und Sterilisationsprozessen (CIP/ SIP). Gerade dort muss sichergestellt werden, dass die vorgegebenen Temperaturen und Drücke sicher erreicht werden, um den Anforderungen an die Hygienestandards gerecht zu werden. Die Messtechnik ist dabei großen Temperatursprüngen, Temperaturänderungen und Lastwechseln ausgesetzt. Unter diesen besonderen Bedingungen bieten Druckmittler-Systeme mit einer verlässlichen Membran höchste Sicherheit im Produktionsprozess durch ein stabiles und verlässliches Messergebnis. Bilder: Fotolia, Endress+Hauser www.de.endress.com 03 Temperature Compensation-Membran (TempC) für hygienische Anwendungen INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2016 15