Ein Coriolis-Massendurchflussmesser, eine Art Durchflussmesser, der die Masse durch Trägheit misst und allgemein als der genaueste Durchflussmesser gilt, wird in vielen industriellen Anwendungen zur Messung der Durchflussrate eingesetzt. Coriolis-Massendurchflussmesser basieren auf dem Coriolis-Effekt und sind seit den 1970er Jahren im Einsatz.
Um eine genaue Messung zu gewährleisten, ist es unerlässlich, dass eine ordnungsgemäße Installation eines Coriolis-Massendurchflussmessers in ein industrielles Verarbeitungssystem erfolgt.
So installieren Sie Ihren Coriolis-Durchflussmesser
Bei Coriolis-Messgeräten gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich der Reynolds-Zahl. Sie sind außerdem unempfindlich gegenüber Verzerrungen des Geschwindigkeitsprofils und Verwirbelungen. Daher sind keine geraden Entspannungsleitungen vor oder hinter dem Messgerät erforderlich, um den Durchfluss zu konditionieren.
Der Durchflussmesser sollte so installiert werden, dass er vollständig mit Flüssigkeit gefüllt bleibt und keine Luft in den Rohren eingeschlossen werden kann. In sanitären Anlagen muss der Durchflussmesser außerdem vollständig entleert werden können. Die günstigste Installation erfolgt in vertikalen Aufwärtsrohren (Abbildung 1-B), aber auch Installationen in horizontalen Leitungen (Abbildung 1-A) sind zulässig. Installationen, bei denen der Durchfluss in einem vertikalen Rohr nach unten erfolgt, werden nicht empfohlen.
Abbildung 1: Installationsvarianten des Coriolis-Messgeräts Bei neueren Coriolis-Konstruktionen sollten normale Rohrvibrationen die Leistung des Coriolis-Messgeräts nicht beeinträchtigen, wenn es ordnungsgemäß von den Prozessrohrleitungen abgestützt wird (Abbildung 1-C). Für das Durchflussrohr sind keine speziellen Halterungen oder Polster erforderlich, aber auf beiden Seiten des Messgeräts sollten Standard-Rohrhalterungen angebracht werden. Wenn in der Installation spezielle Befestigungselemente oder Halterungen vorgeschrieben sind, ist das jeweilige Messgerät wahrscheinlich vibrationsempfindlich, und die vom Hersteller empfohlenen Pulsationsdämpfer, flexiblen Verbindungsstücke und Montage- und Klemmvorrichtungen sollten sorgfältig installiert werden.
Wenn Ihre Anwendung die Installation von zwei Coriolis-Durchflussmessgeräten in Reihe oder die Montage von zwei Coriolis-Messgeräten in unmittelbarer Nähe zueinander erfordert, sollte der Hersteller konsultiert werden, um eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Geräte zu vermeiden.
Wenn Luftblasen in der Prozessflüssigkeit vorhanden sein können, wird empfohlen, vor dem Messgerät einen Entlüfter zu installieren. Zu den Merkmalen der Systemkonstruktion, die zum Vorhandensein von Luft führen (und die oft bereits in der Konstruktionsphase beseitigt werden können), gehören:
- Gemeinsame Rohrleitungen für das Be- und Entladen von Lagertanks
- Bildung einer Kortexschicht in Rührbehältern unter Niedrigdruckbedingungen
- Luftleckage durch Stopfbuchsen von Pumpen, die auf der Saugseite ein hohes Vakuum erzeugen (dies kann beim Pumpen aus unterirdischen Lagertanks auftreten)
- Verdampfung von stagnierender Prozessflüssigkeit in Rohren, die der Sonne ausgesetzt sind
- Hohe Druckabfälle an Ventilen, die zu Verdampfung und Flash-Effekten führen
- Entleerung der Rohrleitung aus beliebigen Gründen, einschließlich fehlender Rückschlagventile
- Vollständiges Entleeren von Lagertanks, LKWs oder Eisenbahnwaggons vollständig entleeren zu lassen
- Verwendung derselben Rohrleitung zum Pumpen unterschiedlicher Materialien zu unterschiedlichen Zeiten
- Bildung von Schaum durch hohe Turbulenzen in Flüssigkeiten mit hoher Geschwindigkeit zuzulassen
Es wird empfohlen, (vor dem Messgerät) Siebe, Filter oder Luft-/Dampfabscheider zu installieren, um alle unerwünschten Sekundärphasen zu entfernen. Abbildung 2 zeigt die Installation eines Luftabscheiders. Seine Funktion besteht darin, die Geschwindigkeit der Flüssigkeit zu verringern, damit die mitgeführte Luft sich absetzen und durch Entlüften entfernt werden kann. Der Anstieg und Abfall des Flüssigkeitsstands im Abscheider aufgrund der Ansammlung von freier Luft schließt und öffnet das Entlüftungsventil und lässt die Luft entweichen (Abbildung 2 – A & B).
Abbildung 2: Luftabläufe, die vor dem Messgerät installiert sind Regelventile sollten hinter dem Messgerät installiert werden, um den Gegendruck auf das Messgerät zu erhöhen und die Wahrscheinlichkeit von Kavitation oder Flash-Effekten zu verringern.
Wenn die Prozessflüssigkeit auf einer höheren Temperatur gehalten werden muss, können einige Coriolis-Messgeräte mit Dampfmänteln geliefert werden. Alternativ kann das Gehäuse mit einem elektrischen Heizband ausgestattet werden. Mäntel oder Heizbänder müssen vom Hersteller installiert werden.
Wenn keine Durchflussmessung erforderlich ist, kann ein Coriolis-Durchflussmesser ausschließlich als Dichtemessgerät verwendet werden. In diesem Fall wird zur Kostenminimierung in der Regel ein kleiner (1/2 Zoll) Durchflussmesser in einer Bypass-Leitung installiert. Eine solche Konfiguration ist nur in sauberen Anwendungen zulässig, die die kleine Bohrung des Durchflussmessers nicht verstopfen. Außerdem muss in der Hauptleitung (zwischen den Bypass-Hähnen) eine Drossel angebracht werden, um einen Durchfluss durch den Messgerät zu gewährleisten.
So führen Sie die Kalibrierung Ihres Coriolis-Durchflussmessers durch
Vor dem Nullstellen des Messgeräts sollte die gesamte Luft entfernt werden. Dies kann erreicht werden, indem die Prozessflüssigkeit mehrere Minuten lang mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 bis 6 ft/sec durch das Messgerät zirkuliert wird. Bei Chargen- oder anderen intermittierenden Anwendungen sollte das Messgerät geflutet bleiben, damit es nicht erneut gespült werden muss. Alle Messgeräte sollten so installiert werden, dass sie im gefüllten Zustand auf Null gestellt werden können. Beim Nullstellen des Messgeräts sollten alle zugehörigen Pumpen oder sonstigen Geräte im Betrieb sein, damit deren Geräusche auf Null gestellt werden können. Dies kann in den meisten Fällen erreicht werden, indem ein Absperrventil stromabwärts des Messgeräts angebracht und entweder die Pumpe mit blockiertem Auslass betrieben wird, was bei Zentrifugalpumpen für einen kurzen Zeitraum akzeptabel ist, oder indem der Pumpenbypass bei Verdrängerpumpen geöffnet wird. Ventile, die zum Nullstellen des Messgeräts verwendet werden, sollten dicht schließen; vorzugsweise sollten doppelsitzige Ventile verwendet werden.
Messgeräte, die voraussichtlich inline für die Kalibrierung verwendet werden, müssen mit Absperr- und Bypassventilen ausgestattet sein, damit das Referenzmessgerät (Master) ohne Unterbrechung des Prozesses installiert und getrennt werden kann. Die Anforderungen für die Inline-Kalibrierung (für die ISO 9000-Verifizierung) bestehen darin, die Ausgänge des Messgeräts mit einem Referenzstandard höherer Genauigkeit zu vergleichen, z. B. einem mit Totgewicht kalibrierten Wiegetank.
Vor der Einführung von Coriolis-Messgeräten musste der Referenzstandard eine Größenordnung genauer sein als das zu kalibrierende Messgerät. Aufgrund der hohen Genauigkeit von Coriolis-Messgeräten ist dies jedoch selten der Fall.
In weniger kritischen Installationen (in denen keine Wägetanks verwendet werden) kommen Volumenprüfgeräte oder Master-Messgeräte (in der Regel ein weiteres Coriolis- oder ein in einem Durchflusslabor kalibriertes Turbinenmessgerät) zum Einsatz. Wenn bei der Kalibrierung eines Massendurchflussmessers ein Volumenreferenzwert verwendet wird, muss die Dichte der Flüssigkeit sehr genau bestimmt werden.
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