Chris King
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Reduktion von Stickstoffoxiden (NOx) mit wasserfreiem Ammoniak

Unter dem Begriff NOx werden verschiedene Stickstoffoxide (z.B. NO, NO2, N2O, N2O2, N2O4, N2O5, usw.) zusammengefasst. In der Regel handelt es sich um ein Gemisch der verschiedenen Stickstoffoxide. Diese treten bei der Verbrennung als Schadstoffe und werden als stark gesundheitsgefährdend eingestuft.

Eine deutliche Reduktion von NOx in Abgasen sowohl aus dem Straßenverkehr als auch in stationären Verbrennungseinheiten wie Brennern oder Öfen hat oberste Priorität. Mittels selektiver katalytischer Reduktion (Selective Catalaytic Reduction – SCR) wird schon seit längerer Zeit das in einer Verbrennung entstandene NOx in unbedenkliche Stoffe umgewandelt. Über die SCR-Technologie werden Stickoxide und Ammoniak mit Hilfe eines Katalysators in Stickstoff (N2) und Wasser (H2O) umgewandelt, der wasserfreie Ammoniak (NH3) dient hierbei als Reduktionsmittel.

SCR-Prozess

Ein Kunde von Bronkhorst, der seit über 50 Jahren Kessel und Pumpen für gewerbliche und industrielle Anwendungen verkauft und gewartet hat, hatte bereits ein System zur Regelung der Ammoniakzufuhr im Einsatz. Allerdings erwies sich dieses System als unzuverlässig und nicht robust genug, so dass es immer wieder zu Ausfällen kam und damit sowohl die Regelung als auch das Monitoring lückenhaft war. Dieser Zustand war für die Endkunden hinsichtlich der Umweltverträglichkeit und auch der resultierenden Geldbußen bei Überschreitung der Grenzwerte nicht akzeptabel.

Warum benutzt man Massendurchflussregler für die Zuführung von Ammoniak zum Abgasstrom?

In dem NOx-Reduktionssystem werden die Massendurchflussregler verwendet, um die Strömung von wasserfreiem Ammoniak in das Abgas eines Kessels oder Ofens zu steuern, wo es an einem Katalysator adsorbiert wird. Der Katalysator aktiviert die adsorbierten Moleküle und es kommt zur Reaktion von NOx und NH3. Dabei entstehen Stickstoff (N2) und Wasser (H2O).

Es gibt in vielen Teilen der Welt sehr strikte Gesetzesvorgaben für die Freisetzung von Stickoxiden. Das Überschreiten dieser Grenzwerte wird oft mit hohen Geldstrafen geahndet. Die Anwender benötigten also eine zuverlässige und robuste Lösung, um immer die benötigte Menge Ammoniak zuzusetzen und dieses auch belegen zu können. Es wurde also ein Massendurchflussregler benötigt, der dieses leisten kann und im industriellen Umfeld zu Hause ist.

Die Experten von Bronkhorst schlugen hierfür einen Massendurchflussregler mit CTA-Technologie (Constant Temperature Anemometry) vor, weil dieser auf Grund seiner linearen Bauweise optimal für die Anwendung bei verunreinigten Gasen ist. Der Bronkhorst MASS-STREAM Massendurchflussregler vereinigt Funktionalität mit sehr guter Reproduzierbarkeit in der Messung und Regelung; das robuste IP-65-Gehäuse ermöglicht den Einsatz in industrieller Umgebung.

MASS-STREAM

Nachdem unser Kunde zunächst nur die einzelnen defekten Altsysteme gegen MASS-STREAM Instrumente ersetzt hatte wurden im nächsten Schritt alle bestehenden Anlagen ausgetauscht und wurden so den Anforderungen der Endanwender für einen störungsfreien und compliance-konformen Prozess gerecht.

Lesen Sie mehr über das CTA-Prinzip!

Dr. Angela Puls
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Das neue Jahr ist nicht nur eine Zeit der Vorsätze, sondern auch des Nachdenkens. Wir freuen uns sehr, dass unsere Blogs so gut ankommen! Im vergangenen Jahr gab es viele interessante Geschichten aus den unterschiedlichsten Branchen zu erzählen. Unsere Kollegen von Bronkhorst haben ebenso unsere Gast-Blogger haben Ihnen Wissenswertes aus der Welt des Massendurchflusses berichtet.

Ich möchte Ihnen unsere Top 5 der spannendsten und meistgelesenen Blogs von 2017 vorstellen.

  1. Das riecht hier nach Gas- Sicherheit durch Odorierung für Gasverbraucher:
    Wir alle kennen den typischen Gasgeruch, aber genau dieser Geruch wird künstlich erzeugt, damit wir austretendes Gas auch wahrnehmen können. Ein interessantes Thema nicht nur für Fachleute, schauen Sie mal rein.

  2. Bestimmung kleiner Volumenströme mit Ultraschallwellen - der neue ES-FLOW: Im Sommer 2017 haben wir unser Ultraschall-Durchflussmessgerät ES-FLOW™ zur Messung und Regelung von Flüssigkeitsvolumenströmen auf den Markt gebracht. In Zusammenarbeit mit TNO (niederländische Organisation für angewandte wissenschaftliche Forschung) haben wir dieses Gerät mit Ultraschallwellentechnologie entwickelt. Ausführlichere Informationen zu diesem Thema finden Sie in diesem Blogbeitrag.

  3. Nutzen Sie schon FLUIDAT? Unser Online-Berechnungstool zur Berechnung von Fluideigenschaften in der Massendurchflussmessung und -regelung: FLUIDAT ist das ultimative Tool zur Berechnung der Fluideigenschaften unserer Massenduchflussregler und -messer für Gase und Flüssigkeiten. Seit langem gibt es Literatur zu Fluideigenschaften in Form von Handbüchern, Graphen und Tabellenwerken sowie online verfügbare Daten. Mit FLUIDAT haben Sie direkten Zugriff auf die verfügbaren Daten tausender von Fluiden und Mehrkomponentengemischen. Registrieren Sie sich gleich kostenfrei für Ihren Online-Zugriff auf FLUIDAT!

  4. 5 Gründe für das CTA-Prinzip: Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Massendurchfluss von Gasen messtechnisch zu erfassen. Das CTA-Prinzip ist hervorragend geeignet für die Messung und Regelung von industriellen Gas-Anwendungen.

  5. Massenspektrometrie und und Massendurchfluss: Die Massenspektrometrie ist eine der wichtigsten Analysetechniken im Laborbereich. Unser Kollege Rob ten Haaft stellt die Technik vor und erklärt, worauf es bei der Reglung von Gasen im Analysengerät ankommt.

Und last but not least möchten wir unsen Gast-Bloggern danken, die ihr Wissen und spannende Applikationen mit uns geteilt haben.

Frank Nijsen (Qirem Medical), Bram de la Combé (Green Team Twente), Maarten Nijland (Veco B.V.), Jens Rother (Rubolab GmbH) und Kees Jalink (Netherlands Cancer Institute).

HappyNewYear

Jens Kiene
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Heutzutage werden 3D-Drucktechniken im industriellen Umfeld häufig zur Prozessoptimierung eingesetzt. Auch wir bei Bronkhorst® nutzen 3D-Drucktechniken im eigenen Haus in unserer Produkt- und der Prozessentwicklung. 3D-Druck ist faktisch nicht mehr wegzudenken aus unserem Produktionsumfeld, wir können damit schnell und flexibel auf wechselnde Anforderungen reagieren. Innerhalb weniger Stunden ist es mit Hilfe der 3D-Drucktechnik möglich, das Design einer Komponente auf Passgenauigkeit und Funktionalität zu überprüfen.

Gleichzeitig führt der Weg aber auch wieder zurück, denn wir benutzen nicht nur 3D-Drucker, sondern liefern auch Komponenten für diese Drucker. Massendurchflussregler werden in 3D-Druckern benutzt, um die Prozessbedingungen zu kontrollieren. In diesem Blogbeitrag möchten wir Ihnen mehr über 3D-Druck erzählen. Dieser Blog ist entstanden in Kooperation mit einem einem Hersteller von 3D-Druckern.

Beispiel 3D-Druck

Selektives Schmelzen mittels Lasertechnologie

Beim 3D-Drucken, auch bekannt als additive Fertigung, wird ein Werkstück durch das schichtweise Aufbringen des Werkstoffes hergestellt. Klassische Fertigungsmethoden gehen eher den entgegengesetzten Weg. Beim Fräsen, Bohren oder anderen Fertigungsmethoden wird aus einem Vollmaterial durch Entfernen von Material ein fertiges Produkt erzeugt. Selektives Laserschmelzen (Selective Laser Melting, SLM) ist eine 3D-Drucktechnik, bei der eine Schicht Pulver aufgebracht wird und dieses anschließend mit einem Laser selektiv aufgeschmolzen wird. Der Anwender ist ein Hersteller von Maschinen für den 3D-Druck von Metallen wie Stahl, Aluminium oder Titan. Das Verfahren findet unter anderem in der Luftfahrt, im Automotive-Bereich und in der Medizin- & Dentaltechnik Anwendung. Um das Bett aus Metallpulver müssen hochreine Inertgase für eine Schutzgasatmosphäre sorgen. Hier hat Bronkhorst® dem Anlagenbauer dabei geholfen, diese Schutzatmosphäre aus Stickstoff oder Argon sicher aufzubauen.

Systemanforderungen

Für den Laserschmelzprozess ist es notwendig, dass die Atmosphäre des Bettes aus Metallpulver absolut frei von Sauerstoff ist. Nur so kann gewährleistet werden, dass keine unerwünschten Oxidationsprodukte auftreten, da diese das fertige Produkt unbrauchbar machen. Da Metalle wie Eisen oder Titan bei den auftretenden Temperaturen auch mit Stickstoff reagieren können, muss hier eine Schutzatmosphäre aus Argon aufgebaut werden. Bei Aluminium reicht auf Grund des sehr viel geringeren Schmelzpunktes Stickstoff als Schutzgas aus.

Die Lösung: Massendurchflussregler MASS-STREAM

System-Skizze

Für den Endnutzer der 3D-Drucker von SLM gibt es zwei verschiedene Wege, um die benötigte Schutzgasatmosphäre zu generieren. Zum einen kann aus einer hauseigenen Stickstoffversorgung (falls vorhanden) oder mittels eines zusätzlichen Stickstoffgenerators (als Zusatzgerät bei SLM erhältlich) das benötigte hochreine Gas bereitgestellt werden. An der zuletzt genannten Lösung ist Bronkhorst ® als Zulieferer für Massendurchflussregler beteiligt. Der Stickstoffgenerator arbeitet mit Druckluft (entweder aus einem Kompressor oder aus einer Druckluftversorgung) und trennt über ein eingesetztes Molekularsieb den Luftstrom in zwei Teile auf. Bestandteile wie Sauerstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf und Argon werden entfernt und Stickstoff mit hoher Reinheit (Grad 5.0) bleibt zurück.

Hinter dem Generator ist ein Bronkhorst MASS-STREAM™ D-6300 Massendurchflussregler installiert, dieser kontrolliert den Stickstoffzufluss in den Drucker. Dieser Regler arbeitet mit zwei verschiedenen Operationsmodi. Vor dem eigentlichen Druckprozess wird der komplette Drucker mit Inertgas gespült und so die Schutzatmosphäre aufgebaut. Hier ist ein relativ hoher Durchfluss von etwa 60 bis 90 ln/min notwendig. Im zweiten Schritt wird während des eigentlichen Druckvorganges ein relativ kleiner Durchfluss von 3 bis 10 Liter pro Minute benötigt. Hier wird lediglich die Schutzgasatmosphäre erneuert gleichzeitig einer etwaigen Leckage entgegengewirkt. Dieses Setup kommt bei etwa 5 bis 10 Prozent der von SLM Solutions Group AG gebauten 3D-Druckern zum Einsatz.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Applikationsbericht

Sie möchen mehr wissen über die Massendurchflussregler der MASS-STREAM-Serie? Hier finden Sie weitere Informationen!

Chris King
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Seit über 35 Jahren bringt Bronkhorst® revolutionäre Flow-Technologien auf den Markt. Im heutigen Blog möchte ich Ihnen das konstant-Temperatur-Anemometrie-Messprinzip (CTA) anhand des Beispiels MASS-STREAM™ erklären. Dieses Gerät basiert auf dem CTA-Messprinzig der thermischen Massendurchflussmessung, jedoch funktioniert es in diesem Bereich etwas anders als die herkömmlichen Messgeräte. In diesem Blogartikel beschreibe ich, wie genau dieser thermische Massendurchflussmesser arbeitet und wie er sich von den konventionellen Messgeräten und deren Anwendungen unterscheidet. Außerdem erkläre ich auch was genau die MASS-STREAM™ Technologie auszeichnet.

Was ist ein konventioneller CTA-Massendurchflussmesser?

Der thermische Massendurchflussmesser arbeitet mit einem Sensor, der mit Sonden versehen ist, welche in den Gasstrom eingesetzt werden. Dadurch stehen sie im direkten Kontakt mit dem strömenden Gas. Einer der beiden Sensoren ist als Heizelement entworfen worden und der andere als Temperatursensor. Wenn das Gerät eingeschaltet ist, wird konstant eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Sensoren erzeugt. Die Energie, welche für das Heizelement benötigt wird um die Temperaturdifferenz aufrecht zu halten, hängt von dem Massendurchfluss ab. Das Wirkungsprinzip basiert auf der Kingschen Regel und dem Verhältnis von der Durchflussmasse und der benötigten Wärmeenergie. Je höher also der Durchfluss, desto mehr Energie wird benötigt um die Temperaturdifferenz aufrechtzuhalten.

Ein konventioneller CTA-Massendurchflussmesser ist folgendermaßen aufgebaut: Die langen Sonden werden dabei in die Rohrwand durch die Verbindungsschnittstelle, also einem Loch, eingesetzt. Der „Kopf“ des Gerätes befindet sich somit an der Außenseite des Rohres.

Gemeinsame Merkmale der (CTA) thermischen Massendurchflussmessgeräte bestehen darin, dass sie keine beweglichen Teile besitzen, bei einem Druckabfall im Gerät wird so kein zusätzlicher Temperatur – oder Druckausgleich benötigt.

Wo werden konventionelle Konstant-Temperatur-Anemometer (CTA) thermische Massendurchflussmesser eingesetzt?

Wie Sie sich vielleicht vorstellen können, kommen die Messgeräte bei Prozessen zum Einsatz bei denen Gase in Rohrleitungen strömen. Eine robuste Bauweise, keine beweglichen Teile und ein geringer Druckabfall sind vorteilhaft um Gasströme in folgenden Industrien zu messen: Midstream Öl & Gastätigkeiten, vorgelagerte Öl- und Gastätigkeiten, Abwasserbehandlung und Stahl.

Die Prozessarten bei denen Durchflussmessgeräte benutzt werden, schließen Anwendungen mit Methan, Propan, Argon, komprimierter Luft, Kohleemissionen, Kohlenstoffdioxid, Ammoniak und weitere Gase ein.

Normalerweise sind CTA thermische Massendurchflussmesser eine gute Wahl, wenn das Risiko besteht, dass das Gas verunreinigt ist oder Feuchtigkeit beinhaltet, da diese Durchflusstechnologie bei Kontamination weniger sensibel reagiert als andere thermische Messverfahren.

Bildbeschreibung

MASS-STREAM™ Massendurchflussmesser

Auch der MASS-STREAM™ Durchflussmesser/-regler selbst basiert auf der CTA thermischen Massendurchflusstechnologie, jedoch unterscheidet er sich in einigen Punkten von den konventionellen CTA-Durchflussmessgeräten in einigen Punkten.

1. Inline-Durchflussmesser

Der MASS-STREAM™ Durchflussmesser/-regler wird nicht über eine Verbindungsschnittstelle in der Wand des Rohres installiert, denn der MASS-STREAM™ ist ein Inline-Durchflussmesser. Das bedeutet, dass das Instrument selbst über die zwei Enden des Rohres oder einer kleineren Rohrleitung verbunden ist und somit effektiv Teil davon ist.

Im Gegensatz zu den konventionellen CTA thermischen Massendurchflussmessgeräten, ist das MASS-STREAM™ ein kompaktes Instrument, die Hauptplatine und der Sensor befinden sich auf dem „Durchflusskörper" des Gerätes, in welchen die Sensoren eingelassen sind. Ein Inline-Durchflussgerät ermöglicht die Benutzung der CTA Technologie in Anwendungen, welche Rohre und kleinere Leitungen benötigen.

2. Durchflussmenge

Wie bereits erwähnt wird der MASS-STREAM™ Durchflussmesser/-regler in einem Rohr oder einer kleinen Leitung angebracht und kommt bei Anwendungen zum Einsatz, bei denen Gas durch kleine Leitungen fließt und somit ist die Durchflussmenge gering.

Natürlich ist „gering“ ein subjektiver Ausdruck, daher möchte ich Ihnen dies durch ein Beispiel besser erklären. Die geringste Durchflussmenge des MASS-STREAM™ liegt bei 10-200 mln/min, wiederum messen die Messgeräte dieser Gruppen auch Werte bis zu 5.000 ln/min.

3 . Regelung

Wahrscheinlich besteht der größte Unterschied zwischen dem MASS-STREAM™ und der konventionellen CTA-Massendurchflusstechnologie darin, dass der MASS-STREAM™ nicht nur als Messgerät (wie die anderen Geräte), sondern auch als thermischer Massendurchflussregler eingesetzt werden kann.

Der thermische Massendurchflussregler MASS-STREAM™ ist ein vollständiger Regelkreis. Er misst den Gasstrom, nutzt einen integrierten PID Algorithmus und stellt ein Kontrollsignal zu einem elektrisch und mechanisch verbundenen Kontrollregler bereit. Alles was zur präzisen Regelung des Gasflusses benötigt wird, ist ein Sollwertsignal.

Es ist also ein kompletter Regelkreis, der in eine Hand passt.

MASS-STREAM Durchflussmesser

Zusammenfassung

Während andere thermische Massendurchflussmesser (CTA) den Anwendungen, für die sie am besten geeignet sind, gut dienen, sind keine für niedrige Durchflüsse oder als ein kompletter Regelkreis wie der MASS-STREAM ™ ausgelegt. Die Anwendung dieser Technologie reicht somit von der Prozessindustrie und der Lebensmittelindustrie bis hin zur Pharmazie, Chemie und Medizin. Dabei stellen diese Bereiche nur einige Beispiele dar, denn auch in anderen Branchen findet die MASS-STREAM™-Technologie Anwendung. Die MASS-STREAM™-Technologie kann also für viele unterschiedliche Gase oder Gasgemische eingesetzt werden, dabei garantiert sie eine präzise Regelung und ist sehr kompakt und robust.

In unserem Blog „Gasverbrauchsmessungen in der Medizin – ein Hilfsmittel zur kosteneffizienten Nutzung von medizinischen Gasen in Krankenhäusern“ wird die Anwendung der MASS-STREAM™ Technologie in der medizinischen Industrie noch genauer erklärt.

Video: Die Funktionsweise der MASS-STREAM™ Technologie

Um mehr über die MASS-STREAM™ Technologie zu erfahren und zu besprechen, ob es das richtige Messgerät für Ihre Anwendung ist, kontaktieren Sie uns.

Chris King
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Im medizinischen Bereich herrscht ein stetig steigender Druck hinsichtlich Kosteneffizienz und Budgets. Insbesondere wird darauf geachtet, wie Ressourcen besser und kosteneffizienter genutzt werden können. Ein großer Kostenfaktor in vielen medizinischen Einrichtungen ist die Beschaffung und Bereitstellung medizinischer Gase wie medizinische Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder Lachgas. Häufig wird der Verbrauch solcher Gase weder überwacht noch gemessen oder, falls doch eher abgeschätzt und notiert. Die meisten Krankenhäuser schätzen den Verbrauch anhand der Zeit, bis eine Flasche leer ist.

Diese Methode gibt allerdings nur eine grobe Einschätzung wieder, weil:

  • Der Inhalt einer Gasflasche (sprich der Fülldruck) kann deutlich schwanken, auch wenn die Flaschen immer vom gleichen Lieferanten kommen.
  • Es kann nicht zwischen Gesamtverbrauch und aktuellem Verbrauch unterschieden werden. Eventuell vorhandene Peak-Zeiten sind nicht sichtbar.
  • Leckagen bleiben unbemerkt.
  • Der Verbrauchsort bleibt unbekannt.

All dies macht es sehr schwierig, die Kosten im Griff zu behalten und die entstandenen Kosten dort zu budgetieren, wo der Verbrauch auch tatsächlich stattfindet. Eine Abrechnung nach Abteilungen ist nicht möglich.

Eine britische Firma, die sich auf das Design, die Installation und die Wartung von Gasverteilsystemen spezialisiert hat, wurde beauftragt, ein neues Krankenhaus auszurüsten und hat in Kooperation mit Bronkhorst ein Konzept entwickelt, Gas-Messer in das Kommunikationsnetzwerk der Hausüberwachung zu integrieren.

Thermische Massendurchfluss Instrumente mit integrierten Multifunktionsdisplays wurden angeboten, um sowohl die Genauigkeit als auch die benötigte Zuverlässigkeit zu erfüllen. Mit dem gewählten Messprinzip der Durchflussmessung (Konstante-Temperatur-Anemometrie - CTA-Technologie) boten die thermischen Massendurchflussmesser zusätzliche Vorteile:

  • kein Verstopfungsrisiko
  • kein Verschleiß, keine beweglichen Teile im Gasfluss
  • eine minimale Behinderung des Gasflusses und daher ein extrem niedriger Druckabfall - durch lineares Sensordesign

Massendurchflussmesser

Zusätzlich können neben der lokalen Anzeige sowohl ein analoges (z.B. 4 …20 mA) als auch ein digitales Signal (z.B. RS-232) für die Kommunikation mit dem Überwachungssystem genutzt werden. Damit können alle Werte zentral überwacht und gespeichert werden. Der Nutzer kann damit in Echtzeit die Verbräuche überwachen und Maßnahmen ergreifen, wenn z.B. der Verbrauch außerhalb des Toleranzbereiches liegt. Zur doppelten Absicherung bieten die Instrumente sowohl Zähler als auch Minimum/Maximum-Alarm direkt am Instrument.

Die Installation von Massendurchflussmessern für Krankenhaus-Gasnetze bietet die folgenden Vorteile für den Anwender:

1. Hauptnetzwerk:

  • Getrennte Abrechnung für Krankenhaus-, Klinikums- und Laborbereiche, die über das Netz versorgt werden
  • Überwachung und Sammlung von Verbrauchsdaten
  • Leckagen in Gasleitungen, Sicherheitseinrichtungen und Versorgungseinheiten können detektiert werden

2. lokale Netzwerke:

  • Unabhängige Abrechnung des Verbrauches nach einzelnen Stationen
  • Detektion von Verbrauchsspitzen
  • Überwachung und Sammlung von Verbrauchsdaten
  • Detektion von Leckagen in Gasleitungen

In der Folgezeit wurden solche Systeme europaweit in Betrieb genommen. So ist es möglich, den Verbrauch medizinischer Gase nach Kostenstellen aufzuschlüsseln, indem Massendurchflussmesser den Gesamtverbrauch und Einzelverbrauch überwachen. Damit lässt sich einfach aufschlüsseln, wo Ursachen für steigende Verbräuche und damit auch steigende Kosten zu finden sind.

Sehen Sie sich jetzt unsere Video über die Funktionsweise der MASS-STREAM™ an

Laden Sie die Applikationsgeschichte herunter, die den Einsatz von MASS-STREAM thermische Massendurchfluss Instrumente in der Medizin beschreibt.

Applikation Note

Lesen Sie mehr über die Mass-Stream thermische Massendurfluss Instrumente.

Webseite – Mass-Stream

Chris King
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In der Regel kommt uns bei der Frage nach thermischen Massendurchflussmessern und Massendurchflussreglern als erstes ein Bypass-Sensor in den Sinn, aber auch ein CTA-Sensor ist in vielen Fällen gut oder sogar besser geeignet.

Wo liegen die Unterschiede?

Bei thermischen Massendurchflussmessern und Reglern wird immer der Sensor elektrisch beheizt. Beim Bypass wird z.B. an einer Position der Sensor aufgeheizt und die Temperatur der Sensorkapillare an 2 Punkten im gleichen Abstand von der Heizung gemessen. Wenn kein Medium fließt, ist die Temperatur an beiden Positionen gleich, die Temperaturdifferenz ist also null. Wenn das Medium durch den Sensor fließt, wird damit auch Wärme transportiert. Die Temperatur am ersten Messpunkt sinkt also, weil durch den Massenfluss dort Wärme wegtransportiert wird. Am zweiten Messpunkt erhöht sich die Temperatur, weil der Massenfluss die Wärme in Fließrichtung transportiert; eine Temperaturdifferenz entsteht. Je höher der Durchfluss, desto höher größer ist die resultierende Temperaturdifferenz. Diese Temperaturdifferenz ist direkt proportional zum Massenfluss. Diese Aussage ist nur dann richtig, wenn entweder der gesamte Massenstrom durch den Sensor fließt (bei kleinen Durchflüssen, wenige ml/min) oder über sog. LFE (Laminar Flow Element) eine Teilung des Durchflusses erfolgt und das Verhältnis zwischen Massendurchfluss durch den Sensor und durch das LFE genau bekannt ist.

Die CTA-Methode (Constant Temperature Anemometry) basiert ebenfalls auf einem thermischen Messprinzip. Hier werden zwei Sensoren direkt im Massenstrom positioniert. Der erste Sensor misst sowohl die Temperatur und fungiert gleichzeitig als Heizer. Der zweite Sensor („downstream“, also flussabwärts) misst die Temperatur des Mediums. Es ist also auch ohne Durchfluss eine gewisse Temperaturdifferenz vorhanden. Ebenso wie beim Bypass-Prinzip wird Wärme vom Heizer zum zweiten Sensor transportiert, wenn das Medium fließt und die Temperaturdifferenz ändert sich. Die Heizleistung des Heizers wird nun so variiert, dass die Temperaturdifferenz immer konstant bleibt, somit ist die Leistung, die proportional dem Massendurchfluss ist.

Beide Techniken haben applikationsspezifische Vorteile und Nachteile. Das Bypass-Prinzip ist sehr gut geeignet für trockene, saubere Gase und bietet neben einer sehr guten Reproduzierbarkeit auch eine sehr gute Genauigkeit. Solche Instrumente sind z.B. der EL-Flow Select, IN-Flow Select und der EL-Flow Prestige.

EL-Flow Prestige

Wenn das fließende Medium (Gas) nicht sauber oder mit Feuchtigkeit beladen ist und vor allem eine sehr gute Reproduzierbarkeit und Robustheit wichtig ist, ist das CTA-Prinzip die bessere Wahl. Die Mass-Stream-Serie bietet robuste und kostengünstige Geräte über einen großen Durchflussbereich.

Mass-Stream

Sie möchten mehr wissen über das CTA-Prinzip? Lesen Sie weiter in unseren Blog-Beiträgen:

5 Gründe für das CTA-Prinzip

Vom König, einer Brücke und einem Massendurchfluss