Übersicht Durchflußmessung MID Stefan Gawens Industriespezialist Wasser-Abwasser
Stefan Gawens
05.07.2018
Einleitung KROHNE MID Agenda
1. Vorstellung KROHNE Messtechnik GmbH
2. Messprinzip und Installation
3. Applikationen mit vollgefüllten MID
4. Applikation eines teilgefüllten MID
5. Überprüfung der Messung
6. Messumformer
KROHNE Gruppe Fakten und Zahlen
3 | KROHNE Gruppe
Anbieter von innovativen Produkten, Lösungen und
Services für die Prozessindustrie
1921 in Duisburg gegründet
100% in Familienbesitz
Umsatz 2016: 484,1 Mio. EUR (einschl. Joint Ventures)
>3.800 Mitarbeiter
>350 Mitarbeiter in F&E
17 Produktionsstätten in 12 Ländern
44 Tochtergesellschaften und Joint Ventures
55 Vertretungen
Produktion Dordrecht
Entwicklung und Produktion von:
• Magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten
• Ultraschall-Durchflussmessgeräten
Messprinzip Kalibrierung
Piston Prover
DN 2,5 bis DN 150
Kalibrierturm
DN 200 bis DN 3000
Kalibrierung mit Wasser
Änderungen der Eigenschaften, die durch Druck verursacht werden, sind
vernachlässigbar
Einflüsse von Temperaturunterschieden sind bekannt
Kalibrierung bei Referenzbedingungen
Alle Kalibrieranlagen mit Strömungsgleichrichter, für stabiles, voll
ausgeprägtes Strömungsprofil
5 | Einleitung in KROHNE MID
Kiew
KROHNE Präsenz Europa
6 | KROHNE Group
KROHNE Vertriebsgesellschaften KROHNE Produktions- und Vertriebsgesellschaften
Wien
Grodno
Nowopolozk
Groot-Bijgaarden
Zagreb
Brünn Ostrava
Prag
Vantaa
Romans-sur-Isère
Duisburg
Hochheim
Bad Oeynhausen
Hamburg
Ludwigshafen München
Almaty
Dordrecht Breda
Dongen
Danzig
Warschau
Samara
Salawat
Moskau
Pjatigorsk
Sankt Petersburg
Jaroslawl
Krasnodar
Surgut
Madrid
Malmö
Basel
Istanbul
Wellingborough Sheffield
Mailand Genua
Rom
Brevik
Moss
KROHNE Präsenz Außerhalb Europas
7 | KROHNE Group
Perth Sydney
Brisbane
Melbourne
Adelaide Embu
Shanghai
Peking
Guangzhou
Shenyang
Wuhan
Chengde
Jakarta
Tokio Seoul
Busan
Petaling Jaya
Auckland
Irkutsk
Krasnojarsk
Chabarowsk
Singapur
Midrand
Kapstadt
Durban
Welkom
Dubai
Ho-Chi-Minh-Stadt
Chengdu
Ürümqi
Bogotá
Pune
Teheran
KROHNE Vertriebsgesellschaften KROHNE Produktions- und Vertriebsgesellschaften
Toronto
Tampico
Peabody
Houston
Produktprogramm der KROHNE Gruppe Übersicht
8 | KROHNE Gruppe
Durchflussmesstechnik Füllstandmesstechnik Druckmesstechnik
Analysenmesstechnik Kommunikation Temperaturmesstechnik
KROHNE Service Systemlösungen für die Schifffahrt Systemlösungen für Öl und Gas
MID | Weitverbreitete Anwendung in den meisten Branchen
Quelle: Flow Research (2013)
9 | Einleitung in KROHNE MID
Einleitung KROHNE MID Agenda
1. Vorstellung KROHNE Messtechnik GmbH
2. Messprinzip und Installation
3. Applikationen mit vollgefüllten MID
4. Applikation eines teilgefüllten MID
5. Überprüfung der Messung
6. Messumformer
Messprinzip Einleitung in magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte
MID = Magnetisch-Induktives Durchflussmessgerät
Verwendung in praktisch allen Branchen und für unterschiedlichste Applikationen
Beliebte Lösung für die Messung der Durchflüsse von
Flüssigkeiten mit/ohne Feststoffanteil
Trinkwasser
Schlämmen
Chemiekalien
Fasern und Pasten
Einschränkung:
Flüssigkeiten mit geringer Leitfähigkeit
Kein Öl, Gas, Dampf oder demineralisiertes Wasser
11 | Einleitung in KROHNE MID
OPTIFLUX 4300C
Messprinzip Magnetisch-induktive Durchflussmessung 1/2
12 | Einleitung in KROHNE MID
L
B
v
+ -
L
Messprinzip Magnetisch-induktive Durchflussmessung 2/2
13 | Einleitung in KROHNE MID
L
B
v
L
U
B
U
U =
B . L . v
A L L
v
Q = v . A
U ~ vMedium
Messprinzip Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät
Messumformer
+
Sensor
= Durchflussmessgerät
14 | Einleitung in KROHNE MID
Messprinzip Struktur des Messwertaufnehmers
Messrohr
Auskleidung (Liner)
Elektroden-Paar
Feldspulen-Paar
Magnetische Abschirmung
Spulengehäuse
Anschlussbox
Erdung
Erdungsringe
Referenzelektrode
Virtuelle Referenz
Übliche Werkstoffe
Nicht-ferromagnetischer Edelstahl mit einer
elektrisch isolierenden Auskleidung oder
Innenbeschichtung, Kunststoffe oder Keramik
15 | Einleitung in KROHNE MID
Messprinzip Anleitung für die Installation
≥ 10 DN ≥ 3 DN ≥ 5 DN
Regelventil hinter dem Messgerät
16 | Einleitung in KROHNE MID
Messprinzip Anleitung für die Installation
Niemals in einem oberen Rohrbogen
oder einer abfallenden Rohrleitung
einbauen
Nicht direkt vor einem freien Auslauf
installierten
17 | Einleitung in KROHNE MID
Messprinzip Anleitung für die Installation
Vermeidung von Vakuum, Kavitation und
Gasblasen
1
2
18 | Einleitung in KROHNE MID
Messprinzip Anleitung für die Installation
19 | Einleitung in KROHNE MID
Vermeidung von externen Einflüssen (wie magnetische Quellen und
Vibrationen)
Messprinzip Erdung magnetisch-induktiver Durchflussmessgeräte
T3 T2
Durchfluss
T1
+
-
Erdung
Elektronik
Sensor
T = Klemme
20 | Einleitung in KROHNE MID
Messprinzip Standarderdungsmethoden - Bei metallischer Rohrleitung
Durchfluss
T3 T2 T1
+
-
Erdung
Elektronik
Sensor
Metallische Rohre sind durch Erdleitungen mit dem Sensorgehäuse
verbunden
PE
T = Klemme
21 | Einleitung in KROHNE MID
T3 T2 T1
+
-
Erdung
Beim Einsatz nicht leitfähiger Rohre kommen
Erdungsringe,
die mit Erdungsleitungen verbunden sind, zum
Einsatz
Elektronik
Sensor
Erdungsringe
Durchfluss
PE
T = Klemme
Messprinzip Standarderdungsmethoden - Bei metallischer Rohrleitung
22 | Einleitung in KROHNE MID
Einleitung KROHNE MID Agenda
1. Vorstellung KROHNE Messtechnik GmbH
2. Messprinzip und Installation
3. Applikationen mit vollgefüllten MID
4. Applikation eines teilgefüllten MID
5. Überprüfung der Messung
6. Messumformer
Modulare Messumformer
OPTIFLUX 2000
OPTIFLUX 2300C OPTIFLUX 2100C OPTIFLUX 2050C
24 | Einleitung in KROHNE MID
OPTIFLUX Magnetisch-induktive Messwertaufnehmer von KROHNE
Größter Nennweitenbereich
DN2,5 bis DN3000
Breites Spektrum an Messwertaufnehmeranschlüssen
Flanschanschlüsse
Nennweiten und Druckstufen gemäß EN, ASME, ISO, JIS, AWWA
Sandwichanschlüsse
Hygieneanschlüsse
Spezielle Messwertaufnehmerkonstruktionen (auf Anfrage)
Druckstufen bis 2500
Große Auswahl von Werkstoffen für Messwertaufnehmer
Edelstahl, Duplex, 6mo
Außenbeschichtungen für Offshore-Installation oder Erdeinbau.
25 | Einleitung in KROHNE MID
OPTIFLUX Magnetisch-induktive Messwertaufnehmer von KROHNE
Große Auswahl von Auskleidungen
Eine Lösung für alle Anwendungen mit
PFA, Polypropylen, EFTE, Hartgummi, Weichgummi,
Polyurethan, Rilsan, Keramik
Flexible Größen: großer Nennweitenbereich, spezielle
Innendurchmesser und Dicken, spezielle Konstruktionen
Einzigartige Keramik mit eingeschmolzenen Elektroden
Rilsan-Beschichtung für Trinkwasser
Patentiertes Gitter für PFA-Auskleidung
Spektrum an Elektrodenoptionen
Korrosionsbeständig und komplett abgedichtet
Spezialausführungen: Werkstoffe, versenkbar oder spitz
26 | Einleitung in KROHNE MID
Applikationen MID | Für einen breiten Bereich von Betriebsbedingungen
27 | Einleitung in KROHNE MID
Dosierung Trennsystem Volumetrische Abfüllprozesse Brunnenwasserinjektion in der
Öl- und Gasbranche Bergbau - Kupfer
Schweres Papier Wasserfilteranlage Magnesiumoxid Meerwasser in der Öl- und
Gasbranche
Bentonit-Dosierung Wasserverteilung Mayonnaise-Dosierung Aluminiumraffinerie
Dosierungs- Tanks
Mischen
OPTIFLUX Wasser- und Abwasseranwendungen
Kunde
Rand Water, Südafrika
Projekt
Großes Infrastrukturprojekt zur Behebung von
Rückständen in puncto Wasserversorgung und
Kanalisation für Millionen von Haushalten
BG3 Rohrleitung (8,6 km)
von Vaal Dam bis Zoekfontein Plant
Rohwasserkapazität bis 2.100.000 m3/Tag
Lösung
OPTIFLUX 2300 / DN3000
28 | Einleitung in KROHNE MID
OPTIFLUX 2000 | DN3000
Größte Wasserohrleitung in Subsahara-Afrika
WATERFLUX Magnetisch-induktive Messwertaufnehmer von KROHNE
WATERFLUX 3070 V3
Hauptmerkmale:
Pulsausgang oder Modbus-Kommunikation
Schnelle und einfache Installation
IP68 F Messumformer für den Einbau in Messschächten
Batterie- oder Netzspeisung mit Batteriepufferung
Geringer Platzbedarf für den Einbau in Schaltschränken
oder Messschächten
Druck- und Temperaturdaten
Messempfindlichkeit bei niedrigen Durchflüssen
Robuster Messwertaufnehmer
Gewindeanschlüsse
29 | Einleitung in KROHNE MID
WATERFLUX Rechteckiger Querschnitt
Unabhängigkeit vom Strömungsprofil
Stärkeres Magnetfeld (B)
Homogene Stärke des Magnetfelds (B)
Störungen im Strömungsprofil werden durch Kontraktion
herausgepresst
Durchschnittliche Durchflussgeschwindigkeit (v) ist
verdoppelt
Geringe Messunsicherheit
Gute Leistung bei niedrigem Durchfluss
Große Messspanne R
Deutliche Verkürzung von geraden Strecken: 0D Einlauf,
0D Auslauf
Längste Batterielebensdauer bis zu 15 Jahren
30 | Einleitung in KROHNE MID
OPTIFLUX
Wasser- und Abwasseranwendungen
Dücker
31 | Einleitung in KROHNE MID
32 | Einleitung in KROHNE MID
OPTIFLUX
Wasser- und Abwasseranwendungen
Dücker, Zulauf Industrie-KA
Einleitung KROHNE MID Agenda
1. Vorstellung KROHNE Messtechnik GmbH
2. Messprinzip und Installation
3. Applikationen mit vollgefüllten MID
4. Applikation eines teilgefüllten MID
5. Überprüfung der Messung
6. Vorteile eines MID
TIDALFLUX Einzigartige Lösung für teilgefüllte Rohrleitungen
34 | Einleitung in KROHNE MID
TIDALFLUX 2300 F
Für teilgefüllte
Rohrleitungen
Für teilgefüllte Rohrleitungen in der Wasser- und Abwasserbranche
Nennweitenbereich DN 200 bis DN1600 / 64"
Patentierte, berührungslose Füllstandsmessung
Messung zwischen 10% und 100% Füllhöhe
Messwertaufnehmer und Messumformer verfügbar für Ex-Zone 1
Hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrasion und Chemikalien
Die Elektroden befinden sich 10% über der Rohrsohle und sind daher
unempfindlich gegenüber auf der Wasseroberfläche schwimmendem Fett oder
Öl
Kalibrierung erfolgt komplett werkseitig - daher ist keine Kalibrierung vor Ort
erforderlich
Zielanwendungen:
Abwasser, Schlamm, Zufluss, Abfluss
Beispiel Thalgau
35 | Einleitung in KROHNE MID
Beispiel offener Kanal Betreiberfirma AEGN KA Autigny Frankreich
Kläranlage
Beispiel Regenbecken Referenzprojekt Regenüberlaufbecken Schlangen/NRW
Einleitung KROHNE MID Agenda
1. Vorstellung KROHNE Messtechnik GmbH
2. Messprinzip und Installation
3. Applikationen mit vollgefüllten MID
4. Applikation eines teilgefüllten MID
5. Überprüfung der Messung
6. Vorteile eines MID
Messumformer Online-Diagnose
Mögliche Ursachen für Funktionsstörungen
Veränderte Prozessbedingungen
Kavitationen
Übertemperatur und Vakuum
Fehlerhafte Installation
Ungeeignete Elektrode / Auskleidungswerkstoff
Abrasion durch Feststoffe
Elektrodenbelag
externe Magnetfelder
Defekte Gerätekomponenten
39 | Einleitung in KROHNE MID
OPTIFLUX 2300
Messumformer Kontinuierlicher (Selbst-)Test
Messwertaufnehmer
Elektrodenbelag
Elektrodenkorrosion
Elektrodenleckage
Verformung der Auskleidung
Spulenleistung
Messumformer
Linearitäts-Check
E/A-Kontrolle
Funktionsweise der Messumformerkomponenten
Lokaler Prozess
Gasblasen und Feststoffe
Installation
Leitfähigkeit von Flüssigkeiten
Temperatur des Durchflussmessgeräts
Teilgefülltes Rohr
(Selbst-)Tests übertreffen die von den Endanwendern
für die NAMUR Richtlinie 2650 vorgegebene
Wunschliste
40 | Einleitung in KROHNE MID
Messumformer Online-Diagnose
mA Ausgang, überwacht auf:
• Unterbrechung
• Zulässige Bürde
Signalverarbeitung,
Elektronik überwacht auf:
• Genauigkeit
• Linearität
• µP Funktion
• Speicherfunktion
• Temperatur
Prozess, überwacht auf:
• Mindestleitfähigkeit
• Leitfähigkeitsgrenzen
• Strömungsprofil
• Temperatur
• Gasblasen
• Elektrodenkorrosion
Feldstrom, überwacht auf:
• Realwert
Feldspulen, überwacht auf:
• Widerstand
• Drahtbruch / Kurzschluss
• Temperatur
Magnetfeld, Induktion B,
Signalspannung U, überwacht
auf:
• Auswirkung von externen
Magnetfeldern
• Linearität von Magnetkreis
Messelektroden, überwacht
auf:
• Drahtbruch / Kurzschluss
• Elektrodenbelag
• Elektrodenwiderstand
41 | Einleitung in KROHNE MID
OPTIFLUX 2300
Messumformer Online-Diagnose
Ele
ktro
de E
lektr
ode
Spule
Spule
Anschwellen
Abrasion
Diffusion
Chemisch-
thermischer
Angriff
Vakuum
Problem
Verformung der Auskleidung
Vorrangig durch Installation verursacht
Oder durch Vakuum bei zu hohen Temperaturen
Durchgeführter Test
Kontrolle des Strömungsprofils
Ergebnis
Warnung bei einer nicht ausgeglichenen
Elektrodenspannung
42 | Einleitung in KROHNE MID
Überprüfung von Messungen nach Eigenkontrollverordnungen
Messumformer Diagnosefunktionen
OPTICHECK
Tool für die Vor-Ort-Verifikation
Tragbares Handheld-Gerät
Zur Durchführung einer Reihe von
Leistungstests – vor Ort – in weniger als 10
min.
Nasskalibrierung / Entfernen des Sensors
aus der Leitung nicht notwendig
Ausdruck des Verifikationsberichts
Interne Datenbank für digitale Speicherung
der Verifikationsdaten
Option zum Herunterladen der
ursprünglichen Werkskalibrierung aus der
KROHNE Datenbank
44 | Einleitung in KROHNE MID
Überprüfung von Messungen nach Eigenkontrollverordnungen Prüfprotokoll nach Eigenkontrollverordnungen
Beispiel Überprüfung eines MID
46 | Einleitung in KROHNE MID
47 | Einleitung in KROHNE MID
48 | Einleitung in KROHNE MID
49
Einleitung KROHNE MID Agenda
1. Vorstellung KROHNE Messtechnik GmbH
2. Messprinzip und Installation
3. Applikationen mit vollgefüllten MID
4. Applikation eines teilgefüllten MID
5. Überprüfung der Messung
6. Vorteile eines MID
Zusammenfassung Gute Gründe für die Wahl von magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten
OPTIFLUX 2100 C
Bewährt und akzeptiert.
Extrem genau und zuverlässig. Einfache Bauweise
Im Einsatz bewährt.
Vielzahl installierter Geräte in praktisch allen
Industriezweigen
Referenzlisten, Erfahrungsberichte mit Anwendungen
Weithin anwendbar
einschl. schmutzige Flüssigkeiten, abrasive Schlämme,
Pasten
Großes Spektrum an Optionen für alle Anwendungen
Großer Nennweitenbereich, Werkstoffoptionen, IP,
explosionsgefährdete Bereiche, Zulassungen
Einfach zu installieren, in Betrieb zu nehmen und zu
warten
51 | Einleitung in KROHNE MID
Zusammenfassung Gute Gründe für die Wahl von magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten
OPTIFLUX 2100 C
Robust und zuverlässig Langlebig, keine beweglichen
Teile, weitgehend unabhängig von Bedingungen, Partikeln
etc.
Wettbewerbsfähiger Preis
52 | Einleitung in KROHNE MID
Produktportfolio
53 | Einleitung in KROHNE MID
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!