MaxxFlow HTC Mengenmessung für Schüttgüter

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "MaxxFlow HTC Mengenmessung für Schüttgüter"

Bärbel Graf
vor 6 Jahren
Abrufe

1 DE MaxxFlow HTC Mengenmessung für Schüttgüter SWR engineering Messtechnik GmbH

MaxxFlow HTC MaxxFlow HTC MaxxFlow HTC Produktinformation Einsatz Der MaxxFlow HTC ist zielgerichtet entwickelt zur Mengenmessung von Schüttgütern ohne Einbauten in den Strömungsquerschnitt.

2 MaxxFlow HTC MaxxFlow HTC MaxxFlow HTC Produktinformation Einsatz Der MaxxFlow HTC ist zielgerichtet entwickelt zur Mengenmessung von Schüttgütern ohne Einbauten in den Strömungsquerschnitt. Aufgrund der beliebigen Einbaulage und seiner geringen Einbauhöhe zeichnet sich der MaxxFlow HTC überall dort aus, wo bisher nur aufwendige mechanische Lösungen wie z. B. Prallplatten oder Messschurren möglich waren. Der Einbau des MaxxFlow HTC erfolgt unabhängig von der Leitungsführung (senkrecht/ geneigt), aber immer nach mechanischen Förderorganen wie z. B. Zellenradschleusen, Förderschnecken, Luftförderrinnen oder Kettenförderer. 120 t/h 80 t/h Einbau nach Zellenradschleuse Einbau nach Förderschnecke Funktion Das zu messende Material fällt oder rutscht nach dem Förderorgan durch eine Einlaufstrecke und durchläuft den Sensor. Während des Durchlaufs erfasst der MaxxFlow HTC die Größen Materialdichte und Geschwindigkeit. Da das Material nach dem Auslauf des Förderorgans aus einer konstanten Höhe fällt, ist die Geschwindigkeit des Produktstroms beschleunigt, aber an der Einbauposition des Sensors konstant. Aufgrund dieser Konstanz muss die Geschwindigkeitsmessung nicht in jeden Fall aktiviert werden, sondern kann als Konstante in Abhängigkeit der Fallhöhe berechnet werden. Der Massenstrom wird ermittelt nach: Keramikinnenrohr h = konstant v = 2 x g x h v = Geschwindigkeit g = Erstbeschleunigung h = Fallhöhe u Q (kg/s) = K (kg/m 3 ) x v () x A (m 2 ) Durch die Einkopplung eines hochfrequenten, elektromagnetischen Wechselfeldes wird im Messrohr ein homogenes Messfeld erzeugt. Das Messrohr (Innenrohr des Sensors) besteht aus einer verschleißfesten Al 2 O 3 - Keramik. Schüttgut, das sich innerhalb des Messfeldes befindet, dämpft die Amplitude des Wechselfeldes. Dies führt zu einem Messsignal proportional zur Konzentration des Schüttguts im Sensor (kg/m 3 ). Falls die Materialgeschwindigkeit variiert, z. B. aufgrund einer sich ändernden Anfangsgeschwindigkeit, so kann diese mitgemessen werden. Dies geschieht durch eine Laufzeitmessung mit Hilfe zweier weiterer Elektroden, die sich hinter dem Keramikinnenrohr befinden. 2

Kalibrierung Die Erfassung der Geschwindigkeit ist in jedem Fall unabhängig von der Art des Schüttguts, das gemessen werden soll, da sie entweder berechnet werden kann oder auf einer Laufzeitmessung

Hierdurch wird eine neue und einfache Art der Kalibrierung möglich: Über einen Befüllstutzen in der Einlaufstrecke oberhalb des Sensors kann eine Materialprobe (etwa 10 Liter = Sensorvolumen) in den

Wenn der Sensor vollständig gefüllt ist, muss der gemessene Dichtewert der Schüttdichte des Materials entsprechen.

Die Messung ist also selbst bei großen Produktströmen mit einer Materialprobe von nur etwa 10 Liter fertig kalibriert.

3 Kalibrierung Die Erfassung der Geschwindigkeit ist in jedem Fall unabhängig von der Art des Schüttguts, das gemessen werden soll, da sie entweder berechnet werden kann oder auf einer Laufzeitmessung beruht. Die Geschwindigkeitsmessung erfordert daher keine Kalibrierung. Hierdurch wird eine neue und einfache Art der Kalibrierung möglich: Über einen Befüllstutzen in der Einlaufstrecke oberhalb des Sensors kann eine Materialprobe (etwa 10 Liter = Sensorvolumen) in den Sensor geschüttet werden. Unterhalb des Sensors befindet sich dazu ein Schieber, der zur Kalibrierung geschlossen wird. Wenn der Sensor vollständig gefüllt ist, muss der gemessene Dichtewert der Schüttdichte des Materials entsprechen. Diese Schüttdichte (Sollwert) kann einfach als g/l-gewicht ermittelt und in die Auswerteeinheit eingegeben werden (Vollabgleich). Die Messung ist also selbst bei großen Produktströmen mit einer Materialprobe von nur etwa 10 Liter fertig kalibriert. Materialentnahmen/-verwiegungen über Kalibrierweichen aus dem laufenden Prozess gehören somit der Vergangenheit an. Das Handling von mehreren Tonnen als Referenzmenge entfällt somit komplett. System Eine komplette Messstelle besteht aus den Komponenten: Messaufnehmer zum Einbau in die Förderleitung Auswerteeinheit MFE Auswerteeinheit Sensor Der Messaufnehmer steht in den Größen DN 100 mm, DN 150 mm und DN 200 mm zur Verfügung. Auf Wunsch können auch die Komponenten Einlaufstrecke (zwischen Förderorgan und Sensor) und Absperrschieber (zur Kalibrierung) ausgelegt und mitgeliefert werden. Die Auswerteeinheit wird mittels 4-adrigem, abgeschirmtem Kabel am Messaufnehmer angeschlossen. Die maximale Entfernung zwischen Messaufnehmer und Auswerteeinheit beträgt 300 m. DN 100mm DN 150mm DN 200mm 3

4 Auslegung 70,0 Durchfluss MaxxFlow DN 100 max. 50 % Füllgrad in m 3 /h Zur Auslegung des Sensors ist grundsätzlich die Kenntnis des maximalen Volumenstroms wichtig, um die Messstelle so auszulegen, dass der Schüttgutstrom ungehindert durch den Sensor fließen kann und der Produktstrom nicht beeinflusst wird. Die Diagramme in den Abbildungen 1 bis 3 zeigen für die drei Sensorgrößen DN 100 mm, DN 150 mm und DN 200 mm den maximalen förderbaren Volumenstrom in Abhängigkeit der Materialgeschwindigkeit. Dabei ist der Sensorquerschnitt jeweils zu 50 % gefüllt. m³/h 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,00 Abbildung 1 Beispiel: Beträgt der max. Massenstrom 80 t/h, und besitzt das Material eine Schüttdichte von 0,8 t/m 3, so beträgt der maximale Volumenstrom 100 m 3 /h. Beim Einsatz eines MaxxFlow HTC DN 150 mm wäre hierfür eine Geschwindigkeit von etwa 3 notwendig. Bei einem MaxxFlow HTC DN 200 mm wird eine Geschwindigkeit von etwa 1,7 benötigt. Aus der Abbildung 4 ist ersichtlich, dass zur Erreichung dieser Geschwindigkeiten eine Einlaufstrecke zwischen Förderorgan und Sensor von 0,5 bzw. 0,15 m notwendig ist. Turndown und Messbereich Welcher Sensortyp eingesetzt wird, entscheidet die zur Verfügung stehende Einbauhöhe und der Turndown bzw. der gewünschte Messbereich. Der Sensor selbst hat eine Einbauhöhe von 220 mm (DN 100 mm), 290 mm (DN 150 mm) bzw. 310 mm (DN 200 mm). Um die Messstelle aus dem obigen Beispiel mit einem Sensor DN 150 mm auszurüsten, wäre eine Einbauhöhe von 500 mm mm = 790 mm notwendig. Der Turndown, also das Verhältnis zwischen Messbereichsende und Messbereichsanfang beträgt für alle MaxxFlow HTC- Sensoren 1: 5. Bezogen auf das angegebene Beispiel kann also mit einem MaxxFlow HTC DN 150 mm zwischen 20 m 3 /h und 100 m 3 /h gemessen werden. m³/h m³/h m Durchfluss MaxxFlow DN 150 bei max. 50 % Füllgrad 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Abbildung 2 Durchfluss MaxxFlow DN 200 max. 50 % Füllgrad 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Abbildung 3 Einlaufstrecke 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Abbildung 4 4

5 Auch ein MaxxFlow HTC DN 200 mm kann zur Lösung dieser Messaufgabe eingesetzt werden. Dabei muss darauf geachtet werden, dass der Winkel für die Einschnürung der Einlaufstrecke bei einer Höhe von 0,15 m nicht zu flach wird. Der Winkel α (siehe Abbildung 5) muss mindestens 60 betragen, um einen einwandfreien Produktfluss zu gewährleisten. Falls die Einlaufstrecke (Fallhöhe) vergrößert werden muss, um die Forderung nach einem Winkel > 60 einzuhalten, ist zu beachten, dass die untere Grenze des Messbereichs sich nach oben verschiebt. Würden bspw. 0,3 m Einlaufstrecke notwendig, so würde die Geschwindigkeit etwa 2,5 und damit der maximale Volumenstrom für einen MaxxFlow HTC DN 200 mm 150 m 3 /h betragen. Mit einem Turndown von 1: 5 liegt die untere Messbereichsgrenze dann bei 30 m 3 /h. Abbildung 5 α 60 α Einlaufstrecke Vorteile querschnittsfreier Einbau ohne Toträume unabhängig von der Leitungsführung (senkrecht oder geneigt) einfache Nachrüstbarkeit staubdicht berührungsloses Messverfahren (keine Mechanik) maximale Materialtemperatur 120 C optional druckfest bis 10 bar abrasionsfestes Keramikinnenrohr Abmessungen DN 150 / 200 DN 100 F B 8 x Ø18 Erdungsbohrung M8 in beiden Flanschen Ø100 C DN PD 8 x E Ø220 Ø180 A Flansch EN / 01A/DNxxx/PN10/ DN A B 241, C PD E F ,5 5

Technische Daten Sensor Gehäusematerial Innenrohr Stahl St 52, pulverbeschichtet (optional Edelstahl 1.

6 Technische Daten Sensor Gehäusematerial Innenrohr Stahl St 52, pulverbeschichtet (optional Edelstahl ) NW 100/150/200 mm, Flansch EN / PN10 Al 2 O 3 -Keramik Auswerteeinheit Versorgungsspannung 110 / 240 V, 50 Hz, 24 V DC Leistungsaufnahme 20 W / 24 VA Schutzart IP 65 nach EN / Betriebsumgebungstemperatur C Schutzart IP 65 Betriebsumgebungstemperatur Max. Betriebsdruck Sensorrohr: C Sensorelektronik: C 1 bar, optional 10 bar Abmessungen 258 x 237 x 174 (B x H x T) Gewicht Ca. 2,5 kg Kabelverschraubungen 3 x M16 (4,5-10 mm Ø) Anschlussklemmen Leiterquerschnitt 0,2-2,5 mm 2 [AWG 24-14] Arbeitsfrequenz 88 khz Strom- oder Spannungsausgang 2 x 4 20 ma (0 20 ma), Bürde < 500 Ω Sendeleistung Gewicht Messgenauigkeit Max. 2 mw Abhängig von der Nennweite ± 3 % (bezogen auf den Messbereichsendwert und kalibriertem Material) Schaltausgang Messwertalarm Schaltausgang Fehleralarm Datensicherung Impulsausgang RS 485-Schnittstelle Relais mit Umschaltkontakt max. 250 V AC, 1 A Flash-Speicher Open Collector - max. 30 V, 20 ma ModBus SWR engineering Messtechnik GmbH Gutedelstraße Schliengen (Germany) Fon Fax ( Technische Änderungen behalten wir uns jederzeit vor.) 6 DE 23/06/2016

Ähnliche Dokumente

SolidFlow FlowJam Applikationsübersicht. Feststoff-Mengenmessung Pneumatik / Freifall. Applikationsübersicht

SolidFlow FlowJam Applikationsübersicht Applikationsübersicht Feststoff-Mengenmessung Pneumatik / Freifall Intelligente Messsysteme für die Industrie seit 995 Entwicklung + Produktion + Vertrieb + Inbetriebnahme