01.10.2005 • Automatisierung • Sensorik

Alles fließt…

Welcher Prozessverantwortliche hatte ihn noch nicht - den Wunsch, Schüttgutströme so zu erfassen wie das Wasser zu Hause mit der Wasseruhr? Die SWR-engineering GmbH hat nun ein neues System entwickelt, welches Schüttgutströme automatisch während des Durchlaufes misst.

Alles ist messbar

Überall dort, wo große Schüttgutmengen nach mechanischen Förderorganen wie Förderschnecken, Luftförderrinnen, Elevatoren oder anderen mechanischen Austragsorganen gemessen werden müssen, hat der MaxxFlow sein Einsatzgebiet. Die Tatsache, dass keinerlei Einbauten in den Förderstrom vorgenommen werden müssen, lässt die Vorteile der neuen Technik klar erkennen. Schwankende Messergebisse durch Anbackungen feuchter Materialien oder Verschleiß durch abrasive Medien sind für den MaxxFlow kein Thema. Darüber hinaus gibt es keine Obergrenze für die Durchsatzmenge - jedes beliebige Quantum, das gefördert werden kann, ist messbar. Egal, ob es sich um Stundenleistungen bis zu mehreren hundert Tonnen pro Stunde handelt.

Einfach nachrüsten

Die Bauhöhe des Sensorelements beträgt nur 400 mm! Ein Nachrüsten in bestehende Anlagen ist einfach, da der benötigte Raum meist vorhanden ist. Beim Einsatz in neuen Anlagen kann durch die geringen Abmessungen des Systems häufig Bauhöhe eingespart werden, die früher obligatorisch für mechanische Messeinrichtungen mit eingeplant wurde. Wie einfach die Nachrüstung erfolgen kann ist offensichtlich: Der Messaufnehmer wird lediglich in eine bestehende Rohrleitung eingeflanscht. Weitere Umbauarbeiten sind nicht nötig, da der Einbau unabhängig von der Leitungsführung vorgenommen werden kann - Neigungswinkel der Transportkanäle spielen also keine Rolle. Eine geringe Einlaufstrecke ist nur dort nötig, wo mit einer pulsierenden Förderung zu rechnen ist, 200 mm sind in diesen Fällen aber ausreichend. Bei kontinuierlicher Förderung ist keine Einlaufstrecke notwendig, Auslaufstrecken sind generell nicht erforderlich.

Unabhängige Messung

Die Messung ist gleichermaßen unabhängig von der Fließgeschwindigkeit wie vom Flussbild des Fördergutes in der Leitung. Der Befüllungsgrad des Rohres muss mindestens >20% sein, um reproduzierbare Messergebnisse zu erhalten.
Eingesetzt wurde der MaxxFlow bisher in mehreren Zementwerken, in denen die Messung der Zementmenge als Führungsgröße zur Eisen-II-Sulfat-Zudosierung eingesetzt wird. In weiteren Anwendungen, ebenfalls im Zementbereich, wird das Rohmehlvolumen erfasst. Hierdurch können die geforderten Mischungsverhältnisse sichergestellt und somit konstante Qualitäten ausgebracht werden. Die Realisierung dieser Messaufgabe mit dem MaxxFlow war für den Auftraggeber aufgrund der extremen Platzknappheit die einzige Lösung. Der Einsatz von Bandwaagen wäre nur durch kostspielige und aufwändige Schaffung der nötigen Bauhöhe zu realisieren gewesen. Die Einsatzgebiete sind im Grunde unbegrenzt, denn die Ausführung des neuen Messumformers kann nicht nur für runde Förderleitungen auf den jeweils erforderlichen DN angepasst werden, sondern er kann auch in rechteckige bzw. quadratische Kanäle installiert werden. Der Leitungsquerschnitt wird jeweils entsprechend den Maßen der vorhandenen Förderleitung angepasst.

Durch die spezielle Einkopplung eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes wird im Messrohr ein homogenes Messfeld erzeugt. Feststoffe, die sich innerhalb dieses Wechselfeldes befinden, dämpfen die Amplitude dieses Wechselfeldes. Dies führt zu einem Messsignal entsprechend der Konzentration des Fördergutes im Messrohr (kg/m3).
Mittels derselben Sensorik wird innerhalb des Messrohres an zwei weiteren Stellen die Veränderung des Wechselfeldes gemessen. Diese beiden Sensoren haben einen definierten Abstand zueinander. Die Auswerteelektronik mit ihrem integrierten Korrelator ermittelt aus den beiden Sensorsignalen die Laufzeit des Fördergutes zwischen den Sensoren. Mit dem bekannten Abstand wird dann die Geschwindigkeit des Feststoffes ermittelt (m/s).

Aus den beiden gemessenen Größen Konzentration (K) und Geschwindigkeit (v) sowie dem bekannten Querschnitt (A) des Messrohres wird dann der Mengendurchsatz nach Q = K x V x A ermittelt und als 4...20mA-Signal ausgegeben.
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