Bronkhorst

Handhabung niedriger Durchflüsse - Eine Blogreihe in 5 Teilen: Teil 5

19. Mai 2020 Bart de Jong

Handhabung von äußeren Bedingungen

Bei der Durchflussregelung und -messung unterscheiden wir zwischen „niedrigen Durchflüssen“ und „hohen Durchflüssen“. Aber was heißt das genau? Bronkhorst liefert Durchflussmesser und Durchflussregler für „niedrige Durchflüsse“. Wissen Sie, was „niedriger Durchfluss“ bedeutet? In unserer Blogreihe erläutern wir den Unterschied und geben Tipps & Tricks für die Einrichtung eines Systems für niedrige Durchflüsse. Im letzten Teil unserer Blogreihe erfahren Sie mehr über äußere Einflüsse und wie man diese eliminiert.

Teil 1 unserer Blogreihe
äußere Bedingungen, Vibrationen in Durchflussinstrumenten, coriolis

​Welchen Einfluss können äußere Bedingungen auf Ihren Durchflussmesser haben?

In den vorherigen Teilen dieser Blogreihe wurden Durchflussmesser von Bronkhorst vorgestellt, die (extrem) niedrige Durchflüsse messen können. Diese Durchflussmesser sind äußerst empfindlich. Das bedeutet, dass auch minimale Unterbrechungen und Störungen in einemProzess oder sich ändernde Umweltbedingungen detektiert werden können. Es werden also alle Störungen, die auch schon vorher in einem Prozess auftraten, nun offensichtlich, da die Messgenauigkeit durch die Verwendung dieses empfindlichen Durchflussmessers erhöht wird. Eventuell reagiert der Anwender in diesem Fall auf diese Situation, da er denkt, es würde etwas mit dem Messinstrument nicht stimmen. Aber das Gegenteil ist der Fall! Die Informationen dieser Blogreihe sollen dabei helfen, Ihren eigenen Prozess zu optimieren. Überprüfen Sie äußere Bedingungen wie Leitungen zum und vom Durchflussmesser, den Einfluss von vibrierenden Instrumenten in der Umgebung oder das Vorhandensein fester Partikel oder Gasblasen in der Flüssigkeit.

In einem praktischen Kontext bedeutet das: Wenn ein Coriolis-Durchflussmesser oder -regler zum Einsatz kommt, wird ein relativ hoher Vordruck benötigt, um den Druckabfall im Instrument zu überwinden. Das ist hauptsächlich dann der Fall, wenn Coriolis-Instrumente in ihrem normalen Durchflussbereich eingesetzt werden. Aber weil Coriolis-Instrumente eine hohe Messspanne von bis zu 1:100 haben, ist der Druckabfall im unteren Bereich in der Regel geringfügig und mit einem thermischen Instrument vergleichbar.

Obwohl eine Messung mit einem solchen Coriolis-Durchflussmesser wesentlich genauer ist als mit einem thermischen Durchflussmesser, ermöglicht ein hoher Vordruck eines Druckbehälters, dass mehr Gas in der Flüssigkeit aufgelöst wird. Dabei werden im weiteren Verlauf des Prozesses Gasblasen bei einem niedrigeren Druck freigesetzt, was zu instabilen Messergebnissen führt. Mit dieser Blogreihe über niedrige Durchflüsse möchten wir Ihnen zeigen, was Sie tun können, um ihren Prozess zu optimieren. Dabei werden die jeweiligen Vor- und Nachteile sowie mögliche Auswirkungen der verschiedenen Optionen erwähnt.
 

​Welche Verrohrung sollte ich verwenden?

Verwenden Sie möglichst kurze Rohr mit kleinem Querschnitt. Wenn Länge und Durchmesser der Flüssigkeitszufuhrleitung zwischen Durchflussmesser und Prozessaufbau auf ein Minimum reduziert werden, benötigt das Befüllen und Wiederbefüllen möglichst wenig Zeit. Der Druckabfall bei Coriolis-Durchflussmessern ist wesentlich höher als bei thermischen Durchflussmessern, weil die Kapillare bei letzterem 20 mal kürzer ausfällt und der Durchmesser größer ist.

Es gilt, ein optimales Mittel zwischen Druckabfall und der kleinstmöglichen Innenkapazität der Leitung zu finden. Für niedrige Durchflüsse bis zu 100 g/h wird eine Leitung mit einem Außendurchmesser von 1,6 mm (ca. 1/16 Zoll) empfohlen. Für höhere Durchflussmengen empfehlen wir eine Leitung mit 3 mm (ca. 1/8 Zoll), um den Druckabfall zu begrenzen. Verwenden Sie möglichst wenige Verbindungs-, Winkel- oder T-Stücke, da sich dort Luft ansammeln kann, sodass der Durchfluss instabil wird. Verwenden Sie bei Bedarf Verbindungsstücke mit einer niedrigen Kapazität.

Wahl der Verrohrung bei Durchflussmessern
Verrohrung bei Durchflussmessern

Die Entscheidung zwischen festen Leitungsmaterialien wie Edelstahl und weichen Leitungsmaterialien ist im Wesentlichen vom Betriebsdruck abhängig. In einer Produktionsumgebung, in der mit hohem Druck gearbeitet wird, kommen flexible Leitungen nur selten zum Einsatz. Für Durchflussmengen bis zu 2 g/h werden feste Leitungen dringend empfohlen, weil sie interne Volumenänderungen verhindern. Für Durchflussmesser mit Hastelloy-Kapillaren werden Leitungen aus Hastelloy empfohlen. PEEK (Polyetheretherketon) wird vorzugsweise für aggressive Flüssigkeiten verwendet, die Edelstahl angreifen.

Würden Sie gerne mehr zum Thema "Warum ist die Verrohrung so wichtig beim Einsatz thermischer Massendurchflussmesser und -regler?" lesen?

Blog: Verrohrung

​Druckschläge verhindern durch Vermeidung plötzlich wechselnder Leitungsdurchmesser

Druckschläge sind ein Phänomen, das besonderer Aufmerksamkeit bedarf. Sie kennen es wahrscheinlich von Ihrer Toilette oder Ihrem Geschirrspüler Zuhause: Wasserschlag ist ein hydraulischer Stoß, der auftritt, wenn eine bewegliche Flüssigkeit plötzlich gestoppt wird, in Bewegung gerät oder die Richtung ändert. Dadurch entsteht ein Druckschlag, der weit über dem (statischen) Druckwert liegt, für den ein System in der Regel ausgelegt ist.

Sie können einen Druckstoß verhindern, indem Sie plötzliche Wechsel von großen zu kleinen Leitungsdurchmessern vermeiden, einen kleinen Pulsationsdämpfer anbringen (der einen Dämpfungseffekt durch eine isolierte Gassäule bietet), den Druck allmählich erhöhen oder darauf achten, dass die Pumpe nicht gegen ein geschlossenes Ventil pumpt.

Umgang mit Vibrationen

Vibrationen einer Pumpe oder anderer Instrumente in der unmittelbaren Umgebung können die Leistung von Coriolis-Durchflussmessern negativ beeinflussen. Das Funktionsprinzip von Coriolis-Durchflussmessern beruht auf Vibrationen. Daher muss sichergestellt werden, dass Pumpen und andere Instrumente in der Umgebung eine andere Vibrationsfrequenz als das Coriolis-Instrument aufweisen. Um den Coriolis-Durchflussmesser gegen diese äußeren Vibrationen abzuschirmen, können Sie (leicht flexible) PEEK-Leitungen verwenden oder den Durchflussmesser/-regler mechanisch entkoppeln, indem Sie die Leitung spiralenförmig verbiegen. Für die Coriolis-Instrumente bietet Bronkhorst 2 kg und 4 kg schwere Masseblöcke mit Vibrationsdämpfern an, die als zusätzliche Puffer Vibrationen absorbieren.

Lesen Sie unseren Blog: "Wie man Vibrationen bei der Nutzung von Coriolis-Massendurchflussmessern beherrschen kann"

Blog: Vibrationen
Masseblöcke für Coriolis-Durchflussmesser gegen Vibrationen
Masseblöcke für Coriolis-Durchflussmesser

Nutzen der Kalibrierung

Wir empfehlen, thermische Durchflussmesser wie μ-FLOW- und LIQUI-FLOW-Instrumente einmal pro Jahr kalibrieren zu lassen. Coriolis-Instrumente wie der Mini CORI-FLOW ML120 brauchen nicht kalibriert zu werden, weil das Messprinzip weniger anfällig für Alterungserscheinungen ist. In Bereichen wie Automobilindustrie, Pharmazeutik und Lebensmittelherstellung ist eine Kalibrierung jedoch gesetzlich oder aufgrund von Standardisierungsprozessen vorgeschrieben. In diesen Branchen ist es lebenswichtig, dass ein Messinstrument den richtigen Wert ermittelt. Bei der Kalibrierung kann es nützlich sein, transparente flexible Leitungen, z. B. aus Teflon, zu verwenden, damit Gasblasen in der Flüssigkeit visuell erkannt werden können.

Bronkhorst Kalibrierzentrum
Bronkhorst Kalibrierzentrum

Verwendung von Partikelfiltern, um Verstopfungen zu verhindern

Um Verstopfungen in Leitungen und Kapillaren mit geringem Durchmesser in Durchflussmessern zu verhindern oder Schäden an Piezo-Regelventilen zu vermeiden, empfehlen wir, einen oder mehrere Partikelfilter einzusetzen. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn Kanäle und Regelventile für niedrige Durchflussmengen verwendet werden. Die Filterporengröße sollte maximal ein Zehntel der kleinsten Kapillare, Öffnung oder Regelöffnung im System betragen; für Poren, die dem Piezo-Regelventil nachgeordnet sind, wird eine Porengröße von 5 Mikron empfohlen. Eine große Filteroberfläche kann einen hohen Druckabfall kompensieren, der durch eine geringe Porengröße verursacht wird.

Erfahren Sie mehr über Filter von Bronkhorst

Möchten Sie mehr Informationen?

Dieser Blog ist der letzte Teil einer fünfteiligen Blogreihe. Lesen Sie auch die anderen Teile:

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