19.05.2020

Inline-Ultraschall-Gaszähler geeignet für SIL-Applikationen

Integrierte Gasanalyse

Das Inline-Ultraschall-Durchflussmesssystem Prosonic Flow G 300/500 bietet mit der erweiterten Gasanalyse Funktionen zur Inhaltsanalyse von Gasgemischen.


Das integrierte Gasanalysepaket des Prosonic Flow G300/500 Ultraschall-Inline-Gasmengenmessung ermöglicht neben der Durchflussmessung auch den Einblick in das zu messende Gas.
Bild: Endress+Hauser Messtechnik GmbH & Co. KG

Das Ultraschall-Durchflussmessgerät Prosonic Flow G 300/500 mit integrierten Druck- und Temperatursensoren erfüllt alle Anforderungen an moderne Prozessmesstechnik sowohl bei der Gasmengenmessung als auch bei der Analyse von Gasen. Weil er für anspruchsvolle Prozessbedingungen entwickelt wurde ist, eignet er sich für Anwendungen in der Öl&Gas- sowie in der chemischen Industrie. Das Anwendungsspektrum ist vielfältig: Verbrauchsmessungen von Brennern, Messung von Abgasen und Rauchgasen, Frischluft- oder Zufuhr von technischen Gasen, Kontrollmessungen von abrechnungsrelevanten Messtellen oder einfach als Ersatz von wartungsintensiven mechanischen Zählern in der Brenngasmessung. Dank einer optional erhältlichen integrierten Druck- und Temperaturmessung sowie des vorhandenen Gasanalysepaketes bietet er hochgenaue Durchflusswerte und viele weitere Informationen über die Gaseigenschaften.

Erweiterter Einsatzbereich

Im Vergleich zu anderen Gasmesssystemen misst der Prosonic Flow G 300/500 in den Nennweiten DN25 bis DN300 ohne Druckverlust, außerdem liefert er unter allen Applikationsbedingungen Messwerte mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit. Feuchtes Gas, geringer Prozessdruck, kleine Fließgeschwindigkeiten sowie schnell wechselnde Prozessbedingungen meistert er ohne Probleme. Als Komplettmessstelle entfällt die zusätzliche externe Instrumentierung von Druck- und Temperatursensoren und die Installation eines Durchflussrechners. Somit reduziert sich der Installationsaufwand auf ein Minimum. Das Messrohr besteht aus rostfreiem Stahl (1.4404 (316, 316L)), die Ultraschallwandler aus Titan Grade 2. Diese Kombination entspricht den Anforderungen von NACE MR0175/MR0103. Das Gerät kann bei einem Prozessdruck von bis zu 100bar und einer Prozesstemperatur bis zu +150°C eingesetzt werden. Zusätzliche Sicherheit bietet eine fest eingebaute Berstscheibe. Sie verhindert, dass im Falle einer Undichtigkeit bei der Durchführung zur Auswerteelektronik Gas ins Umformergehäuse eindringen kann. Da die Gehäuseoberfläche des Messaufnehmers ebenfalls aus korrosionsbeständigem rostfreiem Stahl besteht, eignet sich der Prosonic Flow G auch für raue Umgebungsbedingungen im Offshore- und Onshore-Bereich. Das Sensorkonzept verfügt über ein spezielles Drainagesystem, welches Kondensat im Bereich des Wandlerstutzens sofort um die Wandleroberfläche leitet. Somit hat das Kondensat keine Auswirkungen auf die Signalstärke des Ultraschallsignals.

Moderne Umformer-Elektroniken

Der Prosonic Flow G ist mit den Messumformer-Elektroniken Proline 300 als kompakte Ausführung und Proline 500 als getrennte Ausführung kombinierbar. Sie verfügen bis zu vier Schnittstellen zur Ein- bzw. Ausgabe der Messwerte. Auch bei der Messleistung und Genauigkeit von bis zu ±0,5% v.Mw. machen die Messumformer keine Kompromisse. Die digitale Signalverarbeitung beginnt bereits im intelligenten Messaufnehmer und stellt die Grundlage für eine echte multivariable Messung dar. Das Gerät erfasst also mehrere für die Prozesskontrolle wichtige Messgrößen wie Fließgeschwindigkeit, Schallgeschwindigkeit, Druck oder Temperatur gleichzeitig und kann diese an ein Prozessleitsystem weitergeben. Ein vollständiger Zugriff auf alle Messdaten, einschließlich der durch Heartbeat Technology gewonnenen Diagnosedaten, ist jederzeit möglich - aufgrund digitaler Datenübertragung mittels HART, Modbus RS485, via WLAN oder über die frei kombinierbaren Ein- und Ausgänge.

Integrierte Gasanalyse

Der Prosonic Flow G 300/500 ist auch mit dem Funktionspaket ´Erweiterte Gasanalyse´ lieferbar. In Kombination mit der optional verfügbaren integrierten Druck- und Temperaturmessung ermöglicht dies eine einfache Umrechnung in Masse oder Normvolumen. In Kombination mit der gemessenen Schallgeschwindigkeit wird zudem die Ausgabe von wichtigen Gasinformationen möglich. Mit dieser Funktion können bei Bedarf weitere Parameter und Prozessgrößen berechnet werden. Beispiele dafür sind Volumenfluss, Normvolumenfluss, Massefluss, Energiefluss, Brennwert, Wobbe-Index, Molmasse, Methangehalt (%), Dichte oder Viskosität. Hierzu stehen dreizehn bereits in der Elektronik hinterlegte Gase zur Auswahl. Für die Definition eines Gasgemisches ist es möglich, sogar bis zu 20 verschiedene Komponenten zu kombinieren. Somit ist es auch möglich, Mischgase punktgenau zusammenzustellen. Bei Erdgasanwendungen basieren die Berechnungen auf verschiedene Standards, wie z.B. der AGA NX-19, AGA8, AGA5 oder SGERG-88. Das Gerät wurde zudem nach den Qualitätsanforderungen gemäß SIL-Norm IEC 61508 entwickelt. Dadurch ist sogar der Einsatz in sicherheitsgerichteten SIL-Applikationen möglich, was es bei Inline-Ultraschallgaszählern bisher nicht gab. Auftretende Geräte- oder Prozessfehler werden gemäß Namur NE107 eindeutig kategorisiert und angezeigt. Ein weiteres Highlight ist die Heartbeat Technology. Diese in alle Proline-Messgeräte integrierte Prüffunktion ermöglicht eine permanente Selbstdiagnose bei einem hoher Diagnose-Deckungsgrad (>95%) sowie eine TÜV-geprüfte, metrologisch rückführbare Geräteverifikation ohne Unterbrechung des Prozesses.

Empfehlungen der Redaktion

Webserver und Datenspeicherkonzept

Die Proline 300/500 Messumformer verfügen standardmäßig über einen Webserver. Mithilfe eines Standard-Ethernet-Kabels und eines Laptops oder drahtlos via WLAN haben Anwender einen direkten Zugriff auf alle Diagnose-, Konfigurations- und Gerätedaten ohne zusätzliche Soft- oder Hardware. Dies ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme sowie zeitsparende Wartungs- und Servicearbeiten. Das Datenspeicherkonzept HistoROM gewährleistet zudem eine hohe Datensicherheit, während und nach einem Servicefall. Alle Kalibrierdaten und Geräteparameter sind sicher auf dem HistoROM-Datenspeicher abgelegt und werden nach Wartungsarbeiten automatisch neu geladen. Dieses Konzept ermöglicht eine sichere und schnelle Instandsetzung. Fehler durch Inkompatibilitäten der Treiber oder Firmware mit Ersatzteilen, die die Wiederinbetriebnahme gestern noch verzögerten, sind damit ausgeschlossen.

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