Allround-Durchflussmesssonde für breites Einsatzspektrum

Auch unter härtesten Einsatzbedingungen soll die robuste Durchflussmesssonde KBar 2000 WGF von Kurz Instruments zuverlässige Daten liefern und nahezu wartungsfrei sein.

Nicht alle Durchflussmessgeräte liefern bei starken Temperaturschwankungen oder bei kondenswasserbedingter Feuchtigkeit valide Messdaten. Darüber hinaus ergibt sich etwa bei Messungen von Abgasströmungen die Problematik, dass sich die im Medium mitgeführten Ruß- und Schmutzpartikel an der Sonde anlagern und dadurch die Ermittlung korrekter Werte verhindern. Während der – mit erheblichem Zeit- und Arbeitsaufwand verbundenen – Reinigung kann des Weiteren die gesetzlich vorgeschriebene Dokumentation der Abgase nicht erfolgen.

Flexible Messung über verschiedene Durchflussbereiche
Häufig neigen Betreiber von Industrieanlagen dazu, alle Messgerättypen einander gleichzusetzen, obwohl sie sich tatsächlich massiv voneinander unterscheiden. Jedes Messprinzip hat je nach Einsatzgebiet und damit verbundenen Anforderungen Vorteile, aber auch Restriktionen. Dazu kommt, dass Kunden oft gar nicht genau wissen, welche Bedingungen in ihren Schächten und Rohren im Detail vorliegen. Um aufwändige Untersuchungen der durchströmenden Medien zu vermeiden, wird eine Allround-Lösung gesucht, die möglichst mit allen Widrigkeiten zurechtkommt und valide Messergebnisse liefert. Die Geräte von Kurz Instruments wie die KBar 2000 WGF, werden oft eingesetzt, wenn sich andere Lösungen nicht bewährt haben. Restriktionen für Messgeräte sind eine ganze Reihe von Kriterien. Eines davon ist das Messmedium selbst mit seinen korrosiven und abrasiven Eigenschaften. Zudem liegen bei vielen Anwendungen große Kanal- oder Schachtdimensionen vor, in denen oft nur sehr geringe Mengen fließen. Die Anwender benötigen daher eine flexible Messung über sehr verschiedene Durchflussbereiche. Vorgelagerte Gebläse, Einschnürungen, Einbauten oder Rohrbögen verursachen in verschiedenen Ebenen Verwirbelungen des Mediums und durch die oftmals beengten Platzverhältnisse stehen kaum Ein- und Auslaufstrecken zur Verfügung, um den Gasstrom zu beruhigen und ausgeprägte Strömungsprofile zu erzielen. Bei diesen Bedingungen sind die meisten Messgeräte wie Coriolis, Vortex oder Venturi-Rohre ungeeignet, da ihre Messwerte in solchen Einsatzszenarien weit von ihrer Spezifikation abweichen.

Verschiedene Szenarien erfordern ­unterschiedliche Lösungen
Die Brennstoffdosierung in Industrieöfen oder in Biogasanlagen, die thermische Reinigung von Anlagen, die Belüftung von Minen oder auch einfach nur die Durchflussmessung in Drucklufterzeugungsanlagen – bei allen Einsatzgebieten werden an die Messsysteme unter verschiedensten Umgebungsbedingungen hohe Anforderungen gestellt. Feuchtigkeit, Verschmutzung, große Hitze oder Kälte sowie hohe Temperaturunterschiede – oft treten mehrere dieser Faktoren zusammen auf und führen zu falschen Messergebnissen und Beschädigungen an den Geräten, die mit hohem Wartungsaufwand gehoben werden müssen.
Feuchtigkeit entsteht bspw. in Abgasschornsteinen, in denen heißes Gas aufsteigt. Da es im oberen Bereich des Schlotes immer mehr abkühlt, entsteht Kondenswasser. Das Pro­blem: Einerseits kann eine Messung im Bereich des noch heißen Abgasstroms von vielen Systemen nicht geleistet werden, andererseits fallen die Sonden im kälteren Bereich wegen der Feuchtigkeit aus. Hinzu kommt, dass etwa Venturi-Systeme bei hohen Anschaffungskosten einen erheblichen Installations- und Kalibrieraufwand erfordern. Ultraschall- und Annubar-Geräte sind in schmutzpartikelbelasteten Milieus störungsanfällig und erfordern eine regelmäßige Reinigung. Zudem liefern sie bei geringen Durchflussraten und gestörten Strömungsprofilen erhebliche Messwertabweichungen.

Ein Gerät für alle Fälle
Mit der thermischen Sonde KBar 2000 WGF von Kurz Instruments im Vertrieb von TrigasDM ist eine Lösung, mit der Messungen realisiert werden können, die bisher nur als ungenaue Trendermittlung erfolgten oder einen hohen Wartungsaufwand mit sich brachten. Das Instrument kann je nach Kundenanforderungen eine Länge von 200 mm bis etwa 11 m haben, so dass auch komplette Durchmesser von sehr großen Rohren oder Schächten erfasst werden können. Bis zu 4 Messpunkte werden im Sondenstab integriert, um die Fließgeschwindigkeit an den neuralgischen Punkten im Rohr zu ermitteln. Bei Bedarf kann ein weiterer Sondenarm im 90°-Winkel installiert und an den Durchflussrechner angeschlossen werden, um den gesamten Querschnitt zuverlässig zu erfassen. Der Durchflussrechner ermittelt aus den gemessenen Daten einen repräsentativen Mittelwert für die Durchflussgeschwindigkeit, auch bei stark variierenden Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des Messzeitraums. Dabei können sowohl der Durchschnittswert aller Messpunkte gemeinsam, als auch die Ergebnisse der einzelnen Messpunkte ausgewertet werden, wenn z. B. ein Monitoring des Strömungsprofils erfolgen soll.
Da die KBar 2000 WGF durch ihre Stabform einen vernachlässigbaren Druckverlust verursacht, ist sie universell einsetzbar und bringt in Gesamtsystemen gegenüber Differenzdruckmessungen erhebliche Kosteneinsparungen. Dabei können sowohl große Durchflussmengen problemlos und genau erfasst als auch zeitweise auftretende sehr geringe Durchflüsse durch die Messbereichspanne der KBar 2000 WGF von 1:1000 zuverlässig dokumentiert werden. Zur Erleichterung der Datenauswertung ist es möglich, die beiden separaten 4–20 mA-Analogausgänge unterschiedlich zu skalieren. Wechselnde Strömungsprofile werden über die Messpunktanordnung zuverlässig erfasst. Temperatur und Druckänderungen im Betrieb haben keinen Einfluss auf die Messung, da die Sonde die direkte Masse erfasst und die Referenztemperatur im Betrieb kontinuierlich ermittelt wird.

Hohe Temperaturen für eine saubere Messung
Darüber hinaus kann die KBar 2000 WGF bei maximalen Prozesstemperaturen von bis zu 500 °C verbaut werden. Für Einsatzbereiche in denen die Sonde starker Verschmutzung ausgesetzt ist, wurde ein Selbstreinigungssystem entwickelt, das optional verfügbar ist. Der Sensorstab kann dabei im laufenden Messbetrieb um bis zu 300 °C über Betriebstemperatur aufgeheizt werden. Lediglich die Maximaltemperatur von 500 °C darf nicht überschritten werden“, erläutert Renc. „Dadurch wird einerseits das im Prozess entstehende Kondenswasser eliminiert, andererseits werden aber auch die meisten Schmutzpartikel, die an der Sonde haften bleiben, entfernt. Das Wasser verdampft bzw. die Schmutzpartikel verbrennen, wie bei der Pyrolyse eines Backofens, während parallel dazu ohne Einschränkung weiterhin Messdaten erhoben werden.“ In den wenigen Fällen mit extremen Verunreinigungen kann die Sonde zusätzlich mit einer für Hochtemperatur entwickelten Luftspülung ausgerüstet werden, die ebenfalls über de