Marlies Slütter
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Die Automobilindustrie ist weltweit die größte Industrie. Ein paar kurze Fakten:

  • Jedes Jahr werden etwa 99 Millionen Kraftfahrzeuge hergestellt (Quelle: Dachverband der europäischen Automobilindustrie (ACEA)).
  • Die Länder, in denen die meisten Autos hergestellt werden, sind China, Japan, Deutschland, Indien und Südkorea (2017).
  • Die Strecke, die ein Auto im Durchschnitt pro Jahr zurücklegt, fällt von Land zu Land unterschiedlich aus. In den Vereinigten Staaten sind es etwa 21.500 km pro Jahr. In Europa liegt der durchschnittliche Wert bei 12.000 km pro Jahr (Quelle: Odyssee).
  • Im Durchschnitt sind in einem Auto 30.000 Einzelteile verbaut (Quelle: Netstar).

Viele Menschen nutzen Autos, um zur Arbeit zu fahren und auch um im Privatleben mobil und flexibel zu sein. Das ist bei mir nicht anders. Ich nutze mein Auto jeden Tag, aber bei meinen Fahrten habe ich mir nie bewusst gemacht, dass die Durchflussmesser, die wir entwickeln, für die Herstellung meines Wagens verwendet werden. Hätten Sie das gewusst? Nachdem mir das klar geworden war, stellte ich fest, dass unsere Durchflussmesser in vielen Bereichen der Automobilindustrie eine wichtige Rolle spielen – das gilt natürlich nicht für alle 30.000 Einzelteile, aber doch für einige davon. Aus diesem Grund möchte ich Ihnen gerne drei spannende Anwendungen von Durchflussmessern in der Automobilindustrie vorstellen.

1. Exakte Dosierung von Trennmitteln

Zum Beispiel gibt es ein großes Unternehmen mit einer Automobilsparte, das Beschichtungen in Lederoptik für Armaturenbretter herstellt. Diese Beschichtung wird aufgebracht, indem flüssiges, farbiges Polyurethan in eine Form aus Nickel gesprüht wird. Damit die Beschichtung unbeschädigt aus der Form gelöst werden kann, wird die Innenseite der Form mit einem Trennmittel behandelt, bevor das Polyurethan zugeführt wird. Bronkhorst erhielt den Auftrag, einen geeigneten Massendurchflussregler für die Dosierung dieses Trennmittels zu liefern. Erfahren Sie mehr!

Armaturenbrett-Beschichtung mit Durchflussreglern

2. Ventilsitzprüfung

Ventilhersteller prüfen metallisch dichtende Ventilsitze mithilfe von Druckabbauverfahren. Da neuere Automotoren höhere Druckwerte haben, müssen die Hersteller neue Verfahren für Dichtheitsprüfungen einführen, um die Bedürfnisse ihrer Kunden weiterhin erfüllen zu können. In jüngster Vergangenheit war Bronkhorst erfolgreich für Hersteller von Ventilen und Anlagen zur Ventilsitzprüfung tätig und konnte die Messung von niedrigen Durchflussmengen als Alternativverfahren für bessere Leistung etablieren. In unserem Applikationsbericht erfahren Sie mehr!

Ventilsitzprüfung

3. Abgassimulation zur Prüfung von Lambdasonden

Alle modernen Autos mit Verbrennungsmotor haben eine Selbstregelungsoption zur Optimierung der Motorleistung. Eine Lambdasonde ist ein Sensor, der in der Auspuffanlage eines Wagens angebracht wird, um den Sauerstoffgehalt der Autoabgase zu messen. Dieser Sauerstoffgehalt oder „Lambdawert“ gibt an, wie effektiv der Verbrennungsprozess im Motor des Wagens ist. Die Forschungsabteilung eines Autoherstellers muss die Leistung dieser Lambdasonden anhand verschiedener Abgaszusammensetzungen prüfen. Zu diesem Zweck wurde ein Modell einer Auspuffanlage entwickelt, durch die keine echten Abgase geleitet werden, sondern in der die Zusammensetzung verschiedener Autoabgase simuliert wird. Bronkhorst erhielt den Auftrag, die Massendurchflussregler für diese Anlage zu liefern. Hier können Sie weiterlesen!

Lambd-Sonde in der Abgasprüfung

4. Erneuerbare Energie in der Automobilindustrie

Aber Instrumente von Bronkhorst kommen nicht nur bei Autoherstellern (oder Zulieferern für die Automobilindustrie) zum Einsatz, sondern auch bei Universitäten, die sich an Wettbewerben beteiligen oder erneuerbare Energiequellen für die Automobilindustrie erforschen. Zum Beispiel versucht Green Team Twente derzeit, das effizienteste Wasserstoffauto zu entwickeln. In diesem Blog berichtet das Team über das Forschungsprojekt. Das Wasserstoffauto - worauf warten wir noch?

Rennautos mit Wasserstoffantrieb

Das Solar Team Twente nimmt an dem World Solar Challenge teil, das in zweijährigem Turnus stattfindet. Die teilnehmenden Teams sollen ein ausschließlich mit Solarkraft betriebenes Auto entwickeln, das in maximal sechs Tagen eine Strecke von 3.000 Kilometern von Nord- nach Südaustralien zurücklegt. Bronkhorst tritt als Sponsor dieses Teams auf. In unserer [Pressemitteilung](https://www.bronkhorst.com/int/about/news/solar-team-twente-we-believe-in-the-power-of-the-sun/ ) erfahren Sie mehr.

Eine dritte erneuerbare Energiequelle, die aktuell erforscht wird, ist Ameisensäure (Methansäure). In ihrem Blog erläutert Lotte Pleging von Team FAST, warum das Team auf Ameisensäure (HCOOH) als möglichen Ersatz für fossile Kraftstoffe setzt und welche Rolle die thermischen Massendurchflussmesser von Bronkhorst bei der Erzeugung dieser erneuerbaren Kraftstoffe spielen. Lesen Sie weiter.

Hydrozin-Anlage

Erwin Broekman
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Warum mögen wir alle (nun ja, fast alle) Süßigkeiten, Limonade, Plätzchen, Kuchen und Eiscreme? All diese Produkte schmecken richtig lecker, weil sie Zucker enthalten. Aber woher kommt der Zucker? Alle Grünpflanzen erzeugen Zucker durch Photosynthese. Zuckerrüben und Zuckerrohr weisen den höchsten Zuckergehalt auf, deswegen werden diese beiden Pflanzen am häufigsten für die Zuckergewinnung verwendet. In diesem Blog konzentrieren wir uns darauf, wie Brokhorst bei einem entscheidenden Schritt in der Zuckergewinnung helfen kann.auf die Verarbeitung von Zuckerrüben und die Rolle, die Durchflussmesser von Bronkhorst dabei spielen.

Convergence Industry B.V. stellt kundenspezifische Mess- und Regelsysteme für Flüssigkeiten und Gase her. Bei der Gewinnung von Zucker aus Zuckerrüben entdeckte ein Kunde von Convergence, dass es durch Anwendung von Membranfiltration möglich war, aus Zuckerrüben mehr Komponenten als nur Zucker zu extrahieren. Dazu wurde eine spezielle Laboranlage für Nanofiltration verwendet. Damit konnte die Zuckergewinnung deutlich effizenter gestaltet werden.

Membranfiltration

Die Membranfiltration ist ein hochwertiges, technisch anspruchsvolles Reinigungsverfahren. Wie funktioniert es? Filtration lässt sich am einfachsten mit Kaffeekochen vergleichen. Wenn heißes Wasser in einen Kaffeefilter mit Kaffeebohnen geschüttet wird, entsteht idealerweise ein Kaffee ohne feste Elemente Partikel wie Kaffeepulver. Dazu wird ein Filter verwendet. Die wasserlöslichen Anteile im Kaffepulver laufen durch den Filter, während alles nichtlösliche (Kaffeesatz) im Filter hängen bleibt. Damit werden die flüssige und die feste Phase getrennt und können separat weiterverarbeitet werden. Die Membranfiltration ist allerdings etwas komplizierter, sie ist vergleichbar mit einer Wasseraufbereitung, bei der über mehrere Stufen die Fremdstoffe und Ionen so herausgefiltert werden, so dass aus Meerwasser Trinkwasser entsteht.

Zusammenarbeit mit Convergence bei der Membranfiltration

Bei der Membranfiltration kommt ein „Convergence Inspector Colossus“ zum Einsatz. Diese voll automatisierte, spezifische Laboranlage für Nanofiltration ist äußerst interessant. Felix Broens (Chief Technology Officer von Convergence Industry B.V.) erklärt, wie die Anlage funktioniert:

*„In die Nanofiltrationsanlage wird Wasser geleitet, das eine phosphatfreie Anti-Scaling-Lösung enthält. Die Anlage wird mit einer Hochdruckpumpe unter Druck gesetzt, sodass ein Teil des Wassers die Membran durchdringt (Permeat). Der Teil des Wassers, der die Membran nicht durchdringen kann (Retentat) wird dorthin zurückgeleitet, wo das Wasser eingespeist wurde. Eine weitere Pumpe im Rezirkulationsrohr sorgt für eine höhere Geschwindigkeit auf der Oberfläche der Membran, was die Verschmutzung der Membran reduziert. Das Permeat ist sauberes Wasser, das zu verschiedenen Zwecken genutzt werden kann.“

„Die Anti-Scaling-Lösung dient dazu, die Bildung von Ablagerungen auf der Membran zu verhindern, indem ein Komplex aus metallhaltigen Ionen gebildet wird, die im Retentatstrom verbleiben und schließlich aus dem System abgeführt werden. Da die verwendete Anti-Scaling-Lösung phosphatfrei und biologisch abbaubar ist, ist sie für die Umwelt unschädlich.“*

Durchflussmessung in der Membranfiltration

Durchflussmesser von Bronkhorst für die Membranfiltration

Das Herz der Nanofiltrationsanlage ist ein Coriolis-Massendurchflussmesser von Bronkhorst, der den Prozess kontrolliert. Er nutzt einen Coriolis-Durchflussmesser, der auch die Dichte messen kann, was bei Zuckerlösungen wichtig ist. Je höher die Dichte, desto höher ist auch der zuckergehalt. Der Durchflussmesser wird auf der „sauberen“ Prozessseite angebracht, also hinter der Membran, durch die das Permeat, also der gereinigte Produktstrom, fließt. Der Grad der Membranseparation kann durch Stromgeschwindigkeit und Druck beeinflusst werden. Daher ist ein Coriolis-Durchflussmesser mit einem großen Messbereich erste Wahl, um einen großen Testbereich abzudecken.

Bildbeschreibung

Diese Anlage von Convergence ermöglicht es den Kunden, ihre Prozesse wesentlich zu verbessern. Davor kam ein manuelles Verfahren zur Anwendung, das relativ zeitraubend und nicht immer genau war. Mittlerweile ist der gesamte Prozess mithilfe kundenspezifischer Software von Convergence automatisiert, sodass der Coriolis-Massendurchflussmesser die Pumpe steuern und somit den Permeatstrom genau und unmittelbar regeln kann. Das führt im Vergleich zu vorher zu hoher Reproduzierbarkeit, Zuverlässigkeit, einfachem Datenlogging und kürzeren Durchlaufzeiten für das Experiment. Diese kundenspezifische Laboranlage ermöglicht es, ausreichend Informationen zu Testzwecken zu erzeugen, ohne dass es notwendig ist, den Prozess in eine Pilotanlage auszulagern.

Erfahren Sie mehr über Durchflussmessung mit Coriolis-Technologie!

Sie brauchen mehr Informationen über Membranfiltertechniken? Kontaktieren Sie Convergence!

Nicolaus Dirscherl
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Weltweit wird immer mehr Fisch verzehrt. Mit der Zunahme der Weltbevölkerung und dem damit verbundenen Bedarf an Lebensmitteln suchen grade gesundheitsbewusste Verbraucher nach Alternativen zu „einer schönen Scheibe Fleisch“. In der Konsequenz wird immer mehr Fisch oder Vegetarisches gegessen.

Bestimmte Arten von Wildfischen werden aber im offenen Meer oder in den Flüssen immer seltener, weil die Auswirkungen der Überfischung u.a. durch industrialisierte Fischereiflotten enorm sind. Aus dem offenen Meer lässt sich die steigende Nachfrage nicht decken. Glücklicherweise gewinnt die Fischzucht als nachhaltige Lebensmittelproduktion zunehmend an Bedeutung.

Die Fischzucht ist der aquatische Partner der Vieh-, Schaf- oder Geflügelzucht. Seit Jahrtausenden betreiben wir Menschen Ackerbau und Viehzucht und erzeugen so unsere Hauptnahrungsmittel - ob in Gewächshäusern, in Ställen oder auf dem Feld. Was auch immer wir brauchen, wir versuchen, unsere Bedürfnisse zu erfüllen - immer nachhaltiger, mit Respekt vor den natürlichen Ressourcen. Die Fischzucht folgt hier dem gleichen Trend.

Wenn die Menschen von Fischzuchtanlagen hören, denken sie vielleicht an ein Aquarium, einen kleinen Teich oder ein schwimmendes Netz. Aber in Norwegen, einem der wichtigsten Akteure in der Fischzucht, denken die Menschen in größerem Maßstab. Ein typisches Zuchtgehege in der Nähe der norwegischen Küste hat einen Durchmesser von mehreren Dutzenden Metern und beherbergt 200.000 bis 300.000 Lachse. In naher Zukunft werden diese Zuchtgehege auf 1 bis 2 Millionen Lachse anwachsen. Allein in Norwegen trieben Anfang 2018 mehr als 3500 Gehege für die Fischzucht im Meer. Und die norwegischen Züchter verbreiten ihr Wissen und ihre Technologie auf der ganzen Welt; überall dort, wo die Menschen an der groß angelegten Zucht von Fischen im Meer - oder vielleicht auch an Land - interessiert sind.

Fischzucht in Skandinavien

Lachs ist ein typisches Beispiel für einen Fisch, der in Fischzucht gehalten werden kann. Lachse brauchen kaltes Wasser - sieben bis neun Grad Celsius sind das, was sie am liebsten mögen - deshalb findet diese Aquakultur auf der Nordhalbkugel statt, vor der Küste Skandinaviens und in den Fjorden findet der Lachs optimale Bedingungen. Außerdem: Lachs ist ein sehr beliebter Fisch, der oft auf den Speisekarten in der ganzen Welt steht - die Nachfrage ist also hoch.

Warum Belüftung?

In den Anfangszeiten der Fischzucht waren Läuse grade in der Lachszucht ein weit verbreitetes Problem für die Tiere. Da Lachsläuse die Gesundheit und damit das Zuchtergebnis beeinflussten, mussten die Fischzüchter nach Lösungen suchen. Aus irgendeinem Grund – vielleicht war es ein Experiment, vielleicht auch Zufall – begann man, Luft von unten in die Zuchtgehege zu blasen. Dabei beobachteten die Züchter, dass sich die Bewegung der Fische zu verändern begann. Anstatt zu kreisen, wie es Lachse für gewöhnlich tun, wurden die Fische agiler und begannen, sich im Gehege zu bewegen. Wenn der Lachs agiler ist, wird die Muskulatur stärker beansprucht und das Fleisch bekommt eine bessere Qualität. Das ist aber nicht alles. Gleichzeitig stellten die Züchter fest, dass die Belüftung dabei half, die Temperierung des Wassers zu verbessern. Durch die Belüftung ließen sich also die gesamten Lebensbedingungen wie Temperierung, Sauerstoffgehalt oder allgemein die Lebensbedingungen deutlich verbessern. Damit reduzierte sich auch das Auftreten von Lachslausbefall deutlich. Die Belüftung hat also zwei entscheidende Vorteile, die Lebensbedingungen und damit der Zuchterfolg sind deutlich besser und die unerwünschten Parasiten werden gleichzeitig in Schach gehalten.

Belüftung von Fischfarmen mit Massenstromreglern

Der Prozess der Belüftung ist sehr einfach - wie in jedem Aquarium, das Sie zu Hause haben, wird Luft in das Wasser geleitet und steigt dort in Form kleiner Luftblasen nach oben – und es ist sehr erfolgreich. Die Luftblasen können durch natürliche Wasserströme (Offshore, Downhill), Pumpen, Laufräder, Schwebekörperdurchflussmesser oder - wie bei Bronkhorst - durch Massendurchflussregler und Kompressor erzeugt werden. Hier erzeugt ein Kompressor Druckluft aus der Umgebungsatmosphäre und leitet diese an den Massenstromregler zur kontrollierten Belüftung des Wassers in den Fischgehegen weiter.

Fischzucht

Aber es gibt noch mehr: Massenstromregler bieten ein Potenzial zur Energieeinsparung durch bessere Bedingungen im Gehege. Dabei ist die Genauigkeit der Geräte wichtig. Jeder Kubikmeter Luft, den Sie durch eine höhere Genauigkeit einsparen - schnellere Steuerung oder Öffnung von Ventilen - hat direkten Einfluss auf Ihre Kosten für den Betrieb des Kompressors. Außerdem kann man bei stürmischem Wetter die Belüftung reduzieren, aber während einer langen Trockenzeit ohne Wasserbewegung werden mehr Luftblasen benötigt. Im Wesentlichen führt diese Genauigkeit und Flexibilität also zu einer besser kontrollierten Umgebung.

Massendurchflussregler im Einsatz für die Tiergesundheit

Mit den Massenstromreglern von MASS-STREAM verfügen wir über ein robustes Gerät, das sich in der rauen nördlichen Umgebung gut bewährt. Gemessen an Bronkhorst-Standards entspricht diese Art der Belüftung einem "hohen Durchfluss". Typische Luftströme für einen Fischgehege liegen im Bereich von 600 bis 1400 Liter pro Minute.

Massendurchflussregler sind für viele Belüftungsaufgaben geeignet, neben der Fischzucht werden sie auch in anderen Aquakulturen, wie z.B. in der Algenzucht eingesetzt. Die Zucht der Jungfische geschieht normalerweise an Land. Fischeier und Jungfische sind noch anfälliger für Veränderungen, daher muss die Umwelt stabiler sein als bei Zuchtfischen. Je nach Fischart reagieren die Jungfische sehr empfindlich auf das Sauerstoffgleichgewicht im Wasser, dies muss genau kontrolliert werden.

In der Algenzucht ist Kohlendioxidgas eine der Nahrungskomponenten, die unter definierten Bedingungen geliefert werden müssen.

"Die Fischzucht mit kontrollierter Belüftung durch Massenflussregler wird das Streben nach guter Fischqualität, Krankheitsbekämpfung und Ertragssteigerung unterstützen", so Nicolaus Dirscherl, Geschäftsführer der M+W Instruments GmbH.

Aber natürlich gibt es noch unzählige andere Belüftungsanwendungen.

Ein weiteres typisches Feld ist die Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Wie Sie vielleicht wissen, ist jede Limo oder jedes karbonisierte Getränk eine Flüssigkeit, die mit Kohlendioxidgas versetzt wird. In diesem Zusammenhang: Beim Verpacken von Lebensmitteln wird die Verpackung mit Stickstoff gespült, um den Sauerstoff zu entfernen, bevor das Lebensmittel in die Verpackung gelangt. Dies dient der Verlängerung der Haltbarkeit des Lebensmittels.

Lesen Sie hier die ganze Geschichte und erfahren Sie mehr über die eingesetzten Geräte!

Marcel Katerberg
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Für uns als Hersteller und Lieferant von Durchflussmessern und Durchflussreglern für niedrige Durchflussmengen von Gasen und Flüssigkeiten ist es von entscheidender Bedeutung, unseren Kunden ein einwandfrei arbeitendes Messgerät von hoher Qualität zu liefern. Deshalb ist die Qualitätskontrolle wichtig. Als letzten Schritt in der Produktion kalibrieren wir alle unsere Durchflussmesser, um genaue Durchflussmessungen zu ermöglichen.

Als Leiter des Bronkhorst Calibration Center erlebe ich manchmal Fehlinterpretationen bezüglich der Kalibrierung und ihrer Bedeutung. Gelegentlich wird die Kalibrierung mit anderen Konzepten wie Neukalibrierung und Justierung verwechselt. Deshalb möchte ich in diesem Blog die Unterschiede verdeutlichen.

Worin besteht der Unterschied zwischen der Kalibrierung und Rekalibrierung von Durchflussmessern?

Kurz gesagt, die Kalibrierung ist nichts anderes als der Vergleich des Outputs eines Messgerätes mit einer Referenz. Bei Bronkhorst-Geräten kann dies durch eine Bronkhorst-Servicebüro, ein Kalibrierzentrum oder durch den Endverbraucher erfolgen, wenn er über die richtige Ausrüstung verfügt. Rekalibrierung oder auch Neukalibrierung sind gängige Begriffe für die Überprüfung des Instrumentes. Viele Anwender senden ihre Durchflussmesser und Durchflussregler zur regelmäßigen Überprüfung der Kalibrierung zu uns ins Werk. Die Neukalibrierung ist also eigentlich gleichbedeutend mit der Kalibrierung, das Durchflussgerät wird erneut mit einer festen Referenz verglichen. Grundsätzlich ist bei der Kalibrierung keine Justierung erforderlich.

Kalibrierung von Massendurchflussmessern und Massendurchflussreglern bei Bronkhorst

Was bedeutet Justierung und wann ist dies notwendig?

In der Praxis ist es für den Kunden am wichtigsten, über ein einwandfrei funktionierendes Messgerät zu verfügen, und deshalb wird die regelmäßige Überprüfung eines Zählers auch als Kalibrierung "as found" bezeichnet. Wenn das Messgerät eine Abweichung außerhalb seiner Spezifikationsgrenze anzeigt, wird eine Einstellung empfohlen. Die Einstellung kann von einem Bronkhorst-Servicebüro, einer (Bronkhorst-)Kalibrierungsstelle oder vom Kunden durchgeführt werden, wenn er über die richtige Ausrüstung verfügt. Das Gerät wird so eingestellt, dass es den wahren Wert wieder anzeigt. Nach der Justierung wird das Gerät einer Kalibrierung "as left" unterzogen (also so, wie es ursprünglich geliefert wurde) und mit dem Kalibrierzertifikat geliefert.

Warum ist eine Kalibrierung nötig?

Jedes Instrument ist Alterung, Verschleiß und Schmutz ausgesetzt. Um sicherzustellen, dass die Instrumente Werte messen, die die Wahrheit repräsentieren, wird oft eine regelmäßige Überprüfung empfohlen. Für einige Anwendungen ist aufgrund von Gesetzen, Normen oder Richtlinien (z.B. interne Qualitätsstandards) sogar eine regelmäßige Überprüfung erforderlich.
Geringfügige Abweichungen können durch die Alterung von mechanischen und analogen elektrischen Komponenten verursacht werden, dies ist nahezu unvermeidlich. Beträgt die Abweichung mehr als ein paar Prozent, wird dies in der Regel durch Schmutz oder Verschleiß verursacht. In diesem Fall wird ein "Rundum-Paket“ mit Service, Reparatur und Neueinstellung des Gerätes empfohlen.

Unsere Top 4 Fragen zum Thema Kalibrierung:

  1. Wie oft sollte ich eine Kalibrierprüfung an meinen Massenflussgeräten durchführen?

  2. Wie interpretiert man die Daten und Terminologie auf Bronkhorst-Kalibrierungszertifikaten?

  3. Kann ich die Instrumente im Notfall selbst reinigen, reparieren und kalibrieren?

4. Ist es möglich, den Durchflussmesser/Durchflussregler für andere Gase zu verwenden, als für die sie kalibriert sind?

Bronkhorst Service & Kalibrierund weltweit

In den Bronkhorst Global Service Offices und in unserem Kalibrierzentrum in Ruurlo (NL) sind wir in der Lage, Bronkhorst Durchflussgeräte und auch Fremdgeräte in unserem Bereich zu kalibrieren und einzustellen. Erfahren Sie mehr über unser Kalibrierzentrum.

Bronkhorst Kalibrierzentrum

Darüber hinaus wurde das Bronkhorst Calibration Centre vom niederländischen Akkreditierungsrat (RvA) als ISO 17025 konform akkreditiert und bietet damit eine internationale Anerkennung seiner technischen Kompetenz und Qualifikation. Erfahren Sie mehr über unser Kalibriezentrum in unserem Blog: Ein Tag im Bronkhorst Kalibrierungszentrum.

Chris King
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Die Spezifikationen eines Durchflussmessers sind ausschlaggebende Elemente bei der Auswahl der für Ihre Anwendung geeigneten Geräte. Zwei wichtige Charakteristika sind die Genauigkeit und die Wiederholgenauigkeit. Beginnen wir mit der Erläuterung, was diese beiden Parameter bedeuten:

Die Genauigkeit des Durchflussmessers

Die Genauigkeit beschreibt, wie nahe der Messwert am wahren Wert ist. In Durchflussmessern bedeutet dies, wie nah der Ausgangswert des Messers an seiner Kalibrierkurve liegt. Dieser Wert wird in Prozent ausgedrückt, z.B. ±1%. Das bedeutet, dass ein beliebiger Messwert mit bis zu 1% Abweichung über oder unter der Kalibrierkurve liegen kann. Im Allgemeinen kann man sagen, je kleiner der Prozentsatz, desto genauer das Messgerät. Dies hängt aber auch von der Angabe vom FS (Full Scale oder Endwert) oder Rd (Reading oder Ablesewert) ab. Die Bedeutung von Full Scale und Reading wird später in diesem Blog erläutert. Durchflussmesser werden immer genauer, insbesondere seit es Massenflussmesser gibt.

Die Wiederholgenauigkeit des Durchflussmessers

Die Wiederholgenauigkeit führt zu demselben Ergebnis unter gleichen Bedingungen. Mit anderen Worten, ein Durchflussmesser sollte die gleichen Messwerte liefern, wenn er unter den gleichen Variablen und Bedingungen betrieben wird. Auch dies wird in ± Prozent ausgedrückt. Während die Genauigkeit in der Regel im Mittelpunkt der Messwelt steht, ist die Wiederholgenauigkeit die Grundlage, auf der die Genauigkeit beruht. Man kann eine hohe Wiederholgenauigkeit ohne hohe Genauigkeit haben, aber man kann keine hohe Genauigkeit ohne hohe Wiederholgenauigkeit bekommen. Es ist nicht hilfreich, wenn das Messgerät nur“ ab und zu“ eine hohe Genauigkeit aufweist. Wenn Sie unter den gleichen Umständen und Einstellungen unterschiedliche Zahlen erhalten, gibt es keine Möglichkeit, dass diese Werte genau sein können.

Genauigkeit versus Wiederholgenauigkeit

Ist Genauigkeit immer wichtig?

Niemand will ein ungenaues Messgerät, aber nicht alle Anwendungen erfordern ein hohes Maß an Genauigkeit. So kann es z.B. akzeptabel sein, weiter von der Kalibrierkurve abzuweichen, wenn Sie lediglich eine Vorstellung davon bekommen wollen, wie viel durch ein Rohr fließt. Dies ist aber nicht akzeptabel, wenn Sie Arzneimittel oder flüchtige Bestandteile mischen. Wie genau Ihr Messgerät sein muss, ist wichtig bei der Auswahl eines Durchflussmessers, denn je genauer ein Messgerät, desto höher der Preis.

Wenn Sie eine Genauigkeitsspezifikation sehen, sollte diese als Prozentsatz des Endwertes (FS) und/oder des Messwertes (Rd oder RD) ausgedrückt werden. Der Unterschied hierzwischen kann signifikant sein.

Hier erfahren Sie mehr!

Was verstehen wir unter dem Begriff Full Scale/Endwert (FS)?

Die Definition von Full Scale bzw. Endwert bedeutet "Wie nahe ist der Istwert am realem Wert, ausgedrückt als Prozentsatz bezogen auf den Messbereichsendwert". Bei der Endwert-Abweichung (FS) bleibt der absolute Wert gleich, aber der errechnete Messwertfehler ändert sich, wenn der Durchfluss den Durchflussbereich auf- und abwärts geht. Wenn z.B. die Genauigkeit ±1% FS von 200 ln/min definiert ist, dann ist die max. erlaubte Abweichung 0,01 x 200 ln/min = 2 ln/min. Wenn der Durchfluss dann beispielsweise 100 ln/min (50% des Messbereiches) beträgt, ist der max. erlaubte Abweichung immer noch 2 ln/min, dieses bezogen auf den Messwert ergibt allerdings 2%, als Zahl ein viel größerer Prozentsatz, die Wertigkeit ist allerdings gleich zu bewerten.

Endwert (FS) versus Messwert (Rd)

Die Endwert-Genauigkeit ist eigentlich ein Relikt aus der Zeit der mechanischen Messgeräte, als deren Messwerte von physikalischen Markierungen auf einem Zifferblatt abhängig waren. Digitale Messgeräte können nun viel präzisere Messwerte liefern, so dass High-End-Messgeräte im Allgemeinen eher die Messwertgenauigkeit als die Endwertgenauigkeit verwenden.

Obwohl Sie keinen ungenauen Durchflussmesser wünschen, erfordern nicht alle Anwendungen eine hohe Genauigkeit.

Im Hinblick auf den Massenstrom können die Genauigkeitsanforderungen den Typ des in Frage kommenden Sensors verändern. Wenn Sie eine sehr hohe Genauigkeit benötigen, können Sie einen Coriolis-Durchflussmesser verwenden, wenn eine hohe Genauigkeit weniger wichtig ist, benötigen Sie einen Messer basierend auf konstanter Temperatur Anemometrie (CTA) oder einen anderen Sensortyp.

Endwert versus Messwert

James Walton
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Der englische Wasserwerksbetreiber Anglian Water Services reinigt Wasser nach höchstem Standard, liefert es an Millionen von Haushalten und überwacht es sorgfältig. Anglian Water Services stellt damit sicher, dass das Wasser in dieser Region Großbritanniens nicht zur Mangelware wird. Der Trinkwasserversorger hat ein Projekt zur Optimierung und weiteren Kontrolle bei der Dosierung von Phosphaten (als Korrosionsinhibitor) in der öffentlichen Wasserversorgung ins Leben gerufen.

Die Funktion von Orthophosphorsäure im öffentlichen Trinkwassernetz

Betreiber von Trinkwassernetzen fügen dem Trinkwasser häufig Phosphate als Korrosionsinhibitor hinzu, um das Auslaugen von Blei und Kupfer aus Rohren und Armaturen zu verhindern. Anorganische Phosphate (z.B. Phosphorsäure, Zinkphosphat und Natriumphosphat) werden dem Wasser zugesetzt, um Orthophosphat zu bilden. Anorganische Phosphate sind in der Regel extrem schlecht löslich und bilden so eine Schutzschicht aus unlöslichem mineralischem Material auf der Innenseite von Versorgungsleitungen und Hausinstallationen. Die Beschichtung dient als Auskleidung, die verhindert, dass sich durch Korrosion entstandene Ionen im Trinkwasser auflösen. Infolgedessen bleiben die Blei- und Kupferwerte im Wasser niedrig und entsprechen den Normen zum Schutz der öffentlichen Gesundheit.

Wie lief der bisherige Prozess?

Im ursprünglichen Prozess war ein Down-Stream-Analysator vorhanden, um die Konzentration der Orthophosphorsäure im Hauptstrom zu messen. Deren Dosierung erfolgte über eine Pumpe. Die Messergebnisse wurden gegen die erforderliche Konzentration geprüft und zur Anpassung der Pumpendrehzahl und damit des Orthophosphorsäuregehalts im Hauptstrom verwendet. Mit diesem Prozess kann Anglian Water Services die Grenzwerte der Kupfer- und Bleikonzentration im Wasser einhalten, die zum Schutz der öffentlichen Gesundheit als akzeptabel gelten. Dennoch hatte der Prozess Verbesserungspotential, das ich Ihnen hier vorstellen möchte.

Original Prozess Phosphorsäuredosierung

Abb.1: Das ursprüngliche Dosiersystem

Welche Einschränkungen ergeben sich aus der bisherigen Methode?

Der reaktive Rückkopplungsmechanismus zur Dosierung von Phosphaten war keine sehr gute Methode. Wir konnten nicht schnell genug auf den sich ändernden Hauptstrom reagieren, um die Dosis proportional zu reduzieren oder zu erhöhen. Es musste sichergestellt werden, dass auf ein Niveau dosiert wurde, das den gesetzlichen Anforderungen entspricht, unter Annahme des maximalen Durchflusses. Dazu kommt, dass eine Redundanz des Analysators erforderlich war. Damit wurde sichergestellt, dass es keine Unterbrechung bei der Messung des Orthophosphorsäuregehalts gibt. Hierdurch ergaben sich natürlich auch Mehrkosten.

Zielsetzung des Projektes

  • Reduzierung des Phosphatgehaltes.
  • Reduzierung der Kosten für die Einhaltung gesetzlicher Umweltstandards für das Unternehmen.
  • Entfernung des Down-Stream-Analysators und der entsprechenden redundanten Systeme.

Um diese Ziele zu erreichen wurden zwei verschiedene Sensortechnologien evaluiert; Differenzdruck- und Coriolis-Technologie.

Das Differenzdruckmessgerät war das kostengünstigste und erlaubte es uns, den Orthophosphorsäuredurchfluss als Volumen zu messen, es benötigt einen analogen Signaleingang, um die Dosis proportional zum Hauptstrom anzupassen.
Der Coriolis-Massendurchflussmesser verwendet eine direkte Massendurchflussmessung, die für diese Anwendung dem Volumenstrom vorzuziehen ist, weil sie genauer und wiederholbarer ist. Der Nachteil ist, dass es teurer ist. Auch hier kann ein analoger Signaleingang eingesetzt werden, um die Dosis proportional zum Hauptstrom anzupassen.

Coriolis Durchflussregler mit direktgesteuerter Pumpe

Abb.2: Coriolis Durchflussregler mit direktgesteuerter Pumpe

Die Entscheidung sollte aufGrundlage des Return on Investment erfolgen, also der Zeit, die benötigt wird, um ausreichende Einsparungen zu erzielen. Beim der Vorführung des Coriolis-Massendurchflussmessers zeigte sich aber ein entscheidender Vorteil, denn das Instrument lieferte auch die die Dichte der gemessenden Flüssigkeit als Ausgangssignal.

Warum ist das wichtig?

Handelsübliche Phosphorsäure hat eine Konzentration von etwa 80%, am Einsatzort haben sich allerdings Varianzen der tatsächlichen Konzentration gezeigt..

Zu diesem Zeitpunkt wussten wir bereits, dass entweder die Differenzdruck- oder die Coriolis-Technologie dabei helfen könnte, den Prozess der Dosierung und natürlich auch der Aufzeichnung der damit verbundenen Daten zu verbessern. Jetzt hatten wir die Möglichkeit, den nächsten Schritt zu gehen und einen bisher nicht verfügbaren, aber sehr wichtigen Parameter zusätzlich zu integrieren und damit das Dosisverhältnis deutlich zu verfeinern.

Der zusätzliche Dichteparameter, der mit dem Coriolis-Massendurchflussmesser verfügbar ist, ist hier entscheidend. Die Dosierung kann nun proportional zum Hauptstrom und zur Dichte/Qualität der verwendeten Phosphorsäure gesteuert werden.

Dosiersystem mit Coriolis-Durchflussmesser

Abb.3: Das neue Dosiersystem mit Coriolis-Massendurchflussmesser

Welche Vorteilekönnen wir mit dem Einsatz von Massedurchflussmessgeräten erreichen?

Bei den ersten fünf Installationen dieser Technologie in Betrieb wollten wir Folgendes erreichen:

  1. Stabile Konzentration der Orthophosphorsäure im öffentlichen Wassersystem.
  2. Einhaltung der Verpflichtungen der Wasserwirtschaft im Bereich der öffentlichen Gesundheit.
  3. Verringerung der Zugabe von Phosphorsäure in die Umwelt um ein erhebliches Maß.
  4. Doppelte Kostensenkung: durch den Wegfall der nachgeschalteten Analysatoren und den Verbrauch von Phosphorsäure.

Bei Anglian Water Services wird die „Love Every Drop“-Idee gelebt. „Love Every Drop“ ist eine Vision dafür, wie Anglian Water Services glaubt, dass ein modernes Versorgungsunternehmen geführt werden sollte. Diese Vision bedeutet, ein Land mit einem widerstandsfähigen Umfeld zu schaffen, das nachhaltiges Wachstum ermöglicht und den Druck des Klimawandels bewältigen kann. Schaffung einer Infrastruktur, die bezahlbar und zuverlässig ist und den Bedürfnissen von Kunden, Gemeinden und der Umwelt entspricht. Anglian Water Services möchte, dass unsere Mitarbeiter und unsere Gemeinschaften auch widerstandsfähig sind. Phosphorsäure ist mit dem Konzept der planetaren Grenzen nach Rockström et al. 2009 verbunden. Anglian Water Services konnte so den Verbrauch von Phosphorsäure in ihren Prozessen reduzieren, ohne die Qualität des Wassers zu beeinträchtigen. Dies passt zu der Art und Weise, wie sie ihr Geschäft führen.

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