Durchfluss messen mit Ultraschall

Präzise Durchflussmessung in der Wasseraufbereitung

Seit über 30 Jahren entwickelt, baut und vertreibt die EnviroFALK GmbH Anlagen zur Rein- und Reinstwasser-Gewinnung, die weltweit in nahezu jeder Branche zum Einsatz kommen. Innerhalb der Wasseraufbereitung stellt die Umkehrosmose einen wesentlichen Prozessschritt dar. Bei der Umkehrosmose wird das zugeführte Weichwasser zu Reinwasser gefiltert. Eine für den Kunden relevante Messgröße stellt hier die Menge des am Ende der Aufbereitung zur Verfügung stehenden Reinwassers dar. Ausgehend von der Durchflussmenge kann der Anlagenbetreiber unter anderem erkennen, ob einer der eingesetzten Membranfilter wartungsbedürftig ist.

Für die Messung des Durchflusses setzt der Kunde den Ultraschallsensor SU Puresonic ein, welcher Durchflussmengen bis zu 1.000 l/min mit hoher Präzision erfasst. Dank der eingesetzten Ultraschalltechnologie gilt das auch für Rein- und Reinstwasser mit geringer Leitfähigkeit, wie es in den Anlagen von EnviroFALK hergestellt wird. In Kombination mit den Leitfähigkeitssensoren der LDL-Familie lässt sich hier eine zuverlässige Qualitäts- und Mengenkontrolle im Filtrationsprozess etablieren.

Regulierung von Wassermengen in der Teilereinigung

Ein Kunde der ifm, Hersteller für automatisierte Wäschereitechnik, baut Anlagen für den gesamten Wäschereiprozess. Dazu zählen unter anderem Waschmaschinen, die auf Kreuzfahrtschiffen eingesetzt werden. 
Das technisch aufbereitete Meerwasser, welches für die Frischwasserzufuhr der Maschinen genutzt wird, stellt besondere Anforderungen an die eingesetzten Durchflusssensoren. Grund hierfür ist die geringe Leitfähigkeit des Wassers, durch die klassische Messprinzipien, wie das magnetisch-induktive Messprinzip, an Ihre Grenzen kommen.

Der SU Puresonic hingegen kann aufgrund der Ultraschalltechnologie problemlos bei geringen Leitfähigkeiten, wie sie bei Reinstwasser vorherrschen, eingesetzt werden und die Frischwasserzufuhr verlässlich überwachen. Die magnetisch-induktiven Sensoren der Baureihe SM kommen weiterhin im Brauchwasser zum Einsatz, da hier, bedingt durch den Reiniger, eine erhöhte Blasen- und Schaumbildung vorliegt.

Störungsfreie Messung auch bei metallischen Partikeln

Die EFD Induction GmbH entwickelt seit über 70 Jahren Lösungen für die induktive Erwärmung. Zur umfassenden Produktpalette am Standort Freiburg gehören unter anderem Induktionshärteanlagen. In Induktionshärteanlagen werden metallische Bauteile, wie beispielsweise Antriebskomponenten für die Automobilindustrie induktiv erhitzt und anschließend mit einem wasserbasierten Medium abgeschreckt, um den idealen Härtegrad zu erzielen.

Zur Überwachung des Durchflusses im Abschreckmittelkreislauf der Anlage setzt die EFD Induction GmbH auf den SU Puresonic. Dank des Ultraschall-Messprinzips ist die Messung vom Einfluss feinster metallischer Partikel im Wasser unberührt. Ein weiterer Vorteil des SU Puresonic ist sein bauteilfreies Edelstahl-Messrohr, dass im Bedarfsfall einfach zu reinigen ist. Über die Ausgabe der Signalstärke kann zudem Rückschluss auf den derzeitigen Grad der Ablagerungen im Leitungssystem gezogen werden, wodurch eine bedarfsorientierte Reinigung ermöglicht werden kann.

Einsatz in Kühlwasserversorgung

Kühlwasseranlagen sichern die ausreichende Wärmeabfuhr mittels Wasser, um die Qualität des Prozesses zu gewährleisten und Verschleiß der Werkzeuge zu verzögern. Besonders in sensiblen Produktionsprozessen, wie z. B. in der Halbleiterindustrie, kommt dabei oftmals Reinstwasser zum Einsatz. Der Vorteil: Korrosionen und Verkalkungen im Leitungssystem werden ebenso vermieden wie Kurzschlüsse an elektrischen Bauteilen.

Um Anlagen effizient zu kühlen, muss der Wasserdurchfluss exakt erfasst werden. In Reinstwasseranlagen, in denen sich das Medium durch eine geringe Leitfähigkeit auszeichnet, eignet sich zur Messung am besten die Ultraschalltechnologie. Ein geeigneter Sensor für diese Applikation ist der Inline-Ultraschallsensor SU Puresonic, welcher Durchflüsse mit hoher Zuverlässigkeit erfasst. 
Das Inline-Gerät bedarf im direkten Vergleich zu einem Clamp-On Gerät keine Ausliterung für eine absolute Messung. Auch montagebezogene Fehler, die sich auf die Genauigkeit auswirken können, werden minimiert. Das Inline-Gerät hat zudem den Vorteil, dass ein fehleranfälliger Abgleich nach dem Einbau, etwa bedingt durch inkonsistente Wandstärken oder Materialbeschaffenheit der Rohre entfällt.

Die dauerhaft erfasste Signalstärke erleichtert es, frühzeitig den Instandhaltungsbedarf der Anlage zu bestimmen und somit Stillstandszeiten zu minimieren. Der Status der Signalstärke kann über den Diagnoseausgang, über IO-Link oder die am SU befindliche Betriebszustands-LED abgelesen werden.

• Transparente Prozesse
  Über IO-Link werden neben dem aktuellen Durchfluss weitere Informationen zu der Gesamtmenge, der Temperatur, dem Gerätestatus sowie zweier Schaltschwellen ausgegeben. 
• Zustandsüberwachung
  Die Signalstärke (azyklisch) stellt ein Indiz für mögliche Verunreinigungen oder Prozessveränderungen dar – Instandhaltungsmaßnahmen können frühzeitig ergriffen und Stillstände der Maschinen minimiert werden. 
• Verlustfreie Datenübertragung
  IO-Link ermöglicht eine verlustfreie Datenübertragung, da Wandlungsverluste über eine digitale Kommunikation ausgeschlossen werden und externe Einflüsse, wie z. B. Magnetfelder keinen Einfluss auf die Datenübertragung nehmen. Neben einer verlustfreien Datenübertragung zeichnen sich digitale Signale durch eine verbesserte Genauigkeit und höhere Auflösung aus.