AutomationEndress+Hauser t-mass 300/500: Durchflussmessgerät mit feinem Gespür für Verbrauchsgase
Die hochgenaue Erfassung von Verbrauchs- und Prozessgasen wird mit dem neuen t-mass 300/500 von Endress+Hauser einfacherer und sicherer. Neben neuen Features wie der bidirektionalen Messung und SIL-Zertifizierungen arbeitet der thermische Massedurchflussmesser dank neuem völlig driftfreiem Sensor über einen großen Zeitraum absolut stabil. Bei stark wechselnden Prozessbedingungen kann die Messung der Gasströme und die Messgerätetüchtigkeit mit einzigartigen Funktionen überwacht werden.
Heartbeat Technology für zuverlässige Messungen und höchste Betriebssicherheit
Ein weiteres Highlight des t-mass F/I 300/500 ist die Heartbeat Technology. Diese in allen Proline-Messgeräten integrierte Überprüfungsfunktion ermöglicht eine permanente Selbstdiagnose bei einem sehr hohen Diagnose-Deckungsgrad (> 95 %). Das Prüfkonzept setzt dabei auf drei Säulen: die Heartbeat Diagnose, Heartbeat Verifikation und das Heartbeat Monitoring. Die Heartbeat Diagnose überwacht und prüft permanent die Diagnoseparameter gegenüber festgelegten Grenzwerten. Sollte es zu Abweichungen kommen, so werden diese gemäß NE 107 angezeigt und klare Handlungsanweisungen kommuniziert. Die Heartbeat Verifikation dokumentiert diese Geräteprüfung auf Knopfdruck – ohne zusätzliche Software – und speichert den manipulationssicheren Bericht im Messgerät selbst. Mit Heartbeat Monitoring kommen schließlich zusätzliche Diagnoseparameter hinzu, die zur Bewertung und Beobachtung der Prozessqualität genutzt werden können. Anlagenbetreiber können damit die vorbeugende Wartung planen, um unerwünschte Stillstände zu vermeiden.
Das Besondere daran ist die universelle Verfügbarkeit – die Heartbeat Technology ist nicht nur für Durchflussmessgeräte verfügbar, sondern wird auch in den Füllstand-, Druck-, Temperatur- und Analysemesstechniken von Endress+Hauser eingesetzt.
Die Messung von Gasströmen ist in allen Prozessindustrien und Branchen eine Herausforderung für Verfahrenstechniker und Anlagenbetreiber. Die exakte Erfassung eines Volumenstroms wird durch dessen Empfindlichkeit gegenüber Temperatur- und insbesondere Druckschwankungen erschwert. Werden diese Werte nicht gleichzeitig zur Volumenstrommessung erfasst, so kann es zu erheblichen Fehlmessungen durch schwankende Prozessbedingungen kommen.
Alternativ wird in diesen Fällen gern eine Messtechnologie eingesetzt, die den Massestrom direkt erfasst und damit unempfindlich gegenüber den erwähnten Veränderungen ist. Eines der weitverbreitetsten Messverfahren ist dabei die kalorimetrische Durchflussmessung, auch thermische Masseflussmessung genannt. Endress+Hauser hat weltweit weit über 100.000 Messgeräte dieser Art erfolgreich im Einsatz und holt dieses Portfolio nun mit dem t-mass 300/500 in das Zeitalter der Digitalisierung.
Der t-mass F/I 300/500 ist sowohl in einer Flansch- als auch in einer Einsteckvariante verfügbar. Für besonders herausfordernde Umgebungsbedingungen kann das Gehäuse auch aus rostfreiem Stahl gefertigt werden.
Was ist das kalorimetrische Messprinzip?
Bei diesem Messverfahren macht man sich die abkühlende Wirkung eines Massestroms zunutze, der an einem Körper vorbeiströmt. Im t-mass sind diese Körper zwei Temperatursensoren, die in das Rohrinnere ragen, wobei einer der Sensoren konstant beheizt wird. Bei stehendem Messstoff bildet sich eine konstante Temperaturdifferenz zwischen den beiden Sensoren. Fließt das Medium, so kommt es zu einer Abkühlung an beiden Sensoren. Durch zusätzliche Energiezufuhr wird die Temperaturdifferenz zwischen beiden Sensoren konstant gehalten. Der dafür zusätzlich notwendige Energiestrom ist ein direktes Maß für die Fließgeschwindigkeit des Messstoffes.
Ein wichtiger Vorteil dieses Messverfahrens ist die gleichzeitige Empfindlichkeit gegenüber sehr hohen und sehr geringen Fließgeschwindigkeiten, dadurch lässt sich mit einer anwendungsspezifischen Justage eine Messdynamik von bis zu 1:1000 erreichen. Gleichzeitig gewährleistet der neue t-mass 300/500 bei über 40 Reingasen eine hohe Messgenauigkeit (±1,0 %) mit exzellenter Wiederholbarkeit (±0,25 %). Hinzu kommen mit der neuen Messgerätegeneration zwei neue Gase: reines Ozon und Wasserdampf als Teil einer Gasmischung. Denn auch Mischgase können mit der patentierten 'Gas Engine' von Endress+Hauser gemessen werden.
Die Gas Engine ist ein Softwaremodell, welches standardmäßig im t-mass 300/500 integriert ist. Sind die Gasbestandteile bekannt, so kann hiermit aus bis zu acht Komponenten eine individuelle Gasmischung im Feld zusammengestellt und im t-mass ohne Neukalibrierung implementiert werden. Einmal einprogrammiert, errechnet der t-mass für das Gas nicht nur den Massefluss bei aktuellen Betriebsbedingungen, sondern auch die Fließgeschwindigkeit, Referenzdichte, Normvolumen und den Energiefluss des Mediums.
Beim thermischen bzw. kalorimetrischen Durchflussmessverfahren wird die Durchflussrate über die Abkühlung an zwei Temperatursensoren bestimmt, an denen das Medium vorbeifließt.
Der einzigartige Sensor bietet dank drei Temperaturfühlern die Möglichkeit, bidirektional zu messen und Rückfluss zu erkennen. Das patentierte, robuste Design, sorgt für langfristig gleichbleibende Messqualität.
In der Flanschvariante kann der t-mass F 300/500 für Nennweiten von DN15 bis DN100 eingesetzt werden. Um die Einlaufstrecke zu verkürzen, kann optional ein Strömungsgleichrichter integriert werden.
Effizienter durch zweite Gasgruppe, höhere Sicherheit durch SIL2
Ob Metall-, Lebensmittel oder Kunststoffindustrie – in vielen Prozessen ist es notwendig, die Rohrleitungen vor oder nach einem Bearbeitungsschritt von Restgasen zu befreien. Diese oft „Spülen“ genannte Phase dient verschiedenen Zwecken, beispielsweise der Vermeidung von Explosionen, unerwünschten Reaktionen (Inertisierung) oder der Verlängerung der Haltbarkeit von verderblichen Waren. Mit der optionalen zweiten Gasgruppe im neuen t-mass ist es nun möglich auch diese Spülgase (z. B. Stickstoff, Kohlendioxid oder Argon) mit ein und demselben Gerät zu messen. Der Wechsel zwischen den Gasen ist dabei unkompliziert per Statuseingang oder Buskommunikation möglich. So kann jeder Spülvorgang exakt gesteuert und gemessen werden, der Verbrauch wertvoller Gaskomponenten wird gesenkt und die Produktqualität erhöht.
Apropos Explosionen: Da das t-mass 300/500 Messsystem gemäß IEC 61508 (SIL 2) entwickelt wurde, kann es bevorzugt auch in sicherheitstechnischen Applikationen eingesetzt werden. Auftretende Geräte- oder Prozessfehler werden gemäß NAMUR NE107 eindeutig kategorisiert und sofort angezeigt. Dies ermöglicht schnelle und gezielte Gegenmaßnahmen. Außerdem ist der t-mass 300/500 mit einzigartigen Alarmfunktionen ausgestattet, durch die unerwünschte Kondensat-Tropfen am Sensor oder pulsierender Durchfluss sofort detektiert werden. Im Falle von Kondensat können dadurch langfristig auftretende Korrosionsschäden im Rohrleitungssystem vermieden werden. Sollte es doch einmal zu Verschmutzungen oder Belägen am Sensor selbst kommen, kann dieser für Reinigungsarbeiten schnell und einfach aus- und wieder eingebaut werden – ohne Beeinträchtigung der Messperformance.
Ein besonderes Highlight der neuen Sensorik ist die einzigartige Möglichkeit, Gasströme in beide Fließrichtungen (bidirektional) zu messen und diese auch zu bilanzieren. Hierbei wird eine komplett neuartige Sensorkonstruktion eingesetzt. Damit eröffnen sich insbesondere für Anlagen, in denen Ringleitungen eingesetzt werden, völlig neue Möglichkeiten. Der Verbrauch von Gasen kann somit mit einem Gerät in beiden Richtungen separat summiert und ausgegeben werden. Bei Leitungen, in denen nur eine Fließrichtung erlaubt ist, kommt die Rückstromüberwachung zum Einsatz. Hier gibt der t-mass 300/500 ein Alarmsignal aus, sobald kleinste Gasmengen in die falsche Richtung fließen.
In der Einsteckvariante kann der t-mass I 300/500 für Nennweiten zwischen DN80 und DN1200 eingesetzt werden sowie für rechteckige Kanäle.
Der t-mass F/I 300/500 wird bei Endress+Hauser auf modernsten Kalibrieranlagen geprüft, kalibriert und justiert. Die nach ISO/IEC 17025 akkreditierten Luft-Kalibrieranlagen bieten dafür einen Messbereich von 0,05…10 000 kg/h.
Der QR Code ermöglicht eine dreidimensionale Explosionsdarstellung des t-mass F 300, dafür einfach mit der Handykamera scannen.
Modernste Umformer-Elektroniken ergänzen innovative Sensorik
Der neue t-mass F/I ist mit den Messumformer-Elektroniken Proline 300 als kompakte Ausführung und Proline 500 als getrennte Ausführung kombinierbar. Diese verfügen über bis zu vier Schnittstellen zur Ein- bzw. Ausgabe der Messwerte. Die digitale Signalverarbeitung beginnt bereits im intelligenten Messaufnehmer und stellt die Grundlage für eine robuste, verlässliche Messung dar. Ein vollständiger Zugriff auf alle Messdaten, einschließlich der durch Heartbeat Technology gewonnenen Diagnosedaten ist jederzeit möglich – dank digitaler Datenübertragung mittels HART, Modbus RS485, via WLAN oder über die frei kombinierbaren Ein- und Ausgänge. Für Nennweiten von DN15 bis DN100 wird dabei idealerweise die Flanschversion, der t-mass F 300/500, eingesetzt. Bei größeren Nennweiten bis DN1500 kommt die Einsteckversion, der t-mass I 300/500, zum Einsatz, welcher auch in rechteckige Kanäle eingebaut werden kann.
Die innovative Sensortechnologie in Kombination mit den modernen Messumformern machen das neue t-mass 300/500 damit für zahlreiche Applikationen zum idealen Durchflussmessgerät. Ob für die Belüftung in Belebtschlammbecken von Abwasseranlagen, für die Wasserstoff-Messung zur Kühlung von Stromgeneratoren oder für die Chlor-Messung zur Wasserdesinfektion.
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