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Handbuch für Schwebekörper-Durchflussmesser 1. Auflage ABB Automation Products GmbH...
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Hilfsenergie bei der Vorortanzeige findet fast jede Anwendung innerhalb der Mes- sung von Flüssigkeiten, Gasen und Dampf die zu ihr passende Gerätelösung. Das ABB-Programm umfasst zum einen die Metallkonus-Linie mit besonderer Eignung bei hohen Druck- und Temperaturbedingungen, bei aggressiven und undurchsichtigen Messstoffen, bei Dampfapplikationen und dort, wo ein Stromausgang und HART-Kom- munikation gefordert sind.
Allgemeine Grundlagen und Erläuterungen 1.1 Messprinzip In der VDI/VDE-Richtlinie 3513 wird das Schwebekörper-Messprinzip folgendermaßen beschrieben: Der Schwebekörper-Durchflussmesser ist ein Gerät zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten und Gasen in Rohrleitungen. Er erhält ein vertikales, sich nach oben erweiterndes und von unten nach oben von dem Messstoff durchströmtes Rohr, in wel- chem sich ein vertikal beweglicher Schwebekörper befindet.
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Die Schwebekörperbewegung wird durch Anschläge (4) begrenzt und das Messrohr mit einem schützenden Gehäuse (6) umgeben Bei Glasmessrohren wird die den Durchfluss anzeigende Skale vorteilhafterweise direkt auf das Messrohr gebracht. Schwebekörper-Durchflussmesser haben allgemein eine Messbereichsbreite von 1:12,5, das entspricht einem prozentualen Bereich von 8 bis 100 %.
Für die Auswahl eines geeigneten Durchflussmessers in Abhängigkeit vorhandener Messapplikationen stellt ABB das Softwarepaket Flow Tools zur Verfügung. Mit Hilfe dieses Programms ist es möglich, eine optimale Geräteauswahl unter Berücksichti- gung der aktuellen Betriebsbedingungen vorzunehmen. Dieses Programm kann ange- fordert werden.
1.5 Dichteeinfluss Die Tabelle 1-1 dient dazu, die vom Schwebekörper-Durchflussmesser für Gase ange- zeigten Werte zu korrigieren, falls die Normdichte des Gases von der bei der Kalibrie- rung zugrunde gelegten Normdichte abweicht (gleiche Betriebsbedingungen). Beispiel Der vorhandene Durchflussmesser wurde für Luft, Normdichte 1,293 kg/m kalibriert und soll für Stickstoff, Normdichte 1,25 kg/m eingesetzt werden.
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Ermittlung von Korrekturfaktoren bei Flüssigkeits-Dichteänderungen Volumendurchfluss Massendurchfluss ρ ) ρ ⋅ ρ ) ρ ⋅ (ρ (ρ – – ---------------------------------- ---------------------------------- ρ ) ρ ⋅ ρ ) ρ ⋅ (ρ (ρ – – = Korrekturfaktor ρ = Dichte des Schwebekörpers, der verwendet wird ρ...
1.6 Definition des Betriebsdrucks für Schwebekörper- Durchflussmesser Als „Betriebsdruck“ sollte derjenige Druck angegeben werden, der sich im Messrohr des Durchflussmessers aufbaut. Dieser Druck ist in der Regel mit dem Druck unmittel- bar nach dem Durchflussmesser identisch. Der Druckverlust des Durchflussmessers kann vernachlässigt werden.
1.7 Einbauempfehlungen Siehe auch VDI/VDE-Richtlinie 3513 Blatt 3, Auswahl- und Einbauempfehlungen für Schwebekörper-Durchflussmesser. Auslass Durchflussmesser Bypassventil Absperrventil Einlass Bild 1-4: Einbau des Durchflussmessers Schwebekörper-Durchflussmesser werden senkrecht in eine Rohrleitung eingebaut. Rohrleitungsvibrationen und starke Magnetfelder sind dem Gerät weitgehend fern zu halten.
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Dämpfung und Kompressionsschwingungen bei Gasmessung Bei Überschreitung bestimmter kritischer Volumina vor und hinter dem Durchfluss- messer bis zur nächsten Drosselstelle können bei meist niedrigen Druckverhältnissen sogenannte Kompressionsschwingungen des Schwebekörpers auftreten. Zur Vermeidung selbsterregter Kompressionsschwingungen sollten folgende Hinweise beachtet werden: • Auswahl eines Durchflussmessers mit möglichst geringem Druckverlust. •...
1.8 Genauigkeitsklassen Für Schwebekörper-Durchflussmesser wird die Genauigkeit nach der VDE/VDI- Richtlinie 3513, BI. 2, durch verschiedene Genauigkeitsklassen definiert, wobei jeder Genauigkeitsklasse ein Fehlerbereich zugeordnet ist. Der zulässige Maximalfehler ist die Summe folgender Teilfehler. 1. Teilfehler: 3/4 der als Genauigkeitsklasse angegebenen Zahl ist der Fehler in Prozent vom Messwert 2.
1.9 Häufig gestellte Fragen und Antworten • Wieso soll man keine Magnetventile einsetzen? Die VDI/VDE-Richtlinie 3513 empfiehlt den Einsatz von Magnetventilen aufgrund der beweglichen Teile im SDM nicht, es gibt aber gute Erfahrungen mit sogenannten Anfahrventilen. • Wo am Schwebekörper liest man den Messwert ab? Bei der Kugel im Zentrum, für die anderen Schwebekörperformen gibt es eine Legende in der Gerätespezifikation.
1.11 Übersicht Geräteausführungen (Metallkonus) Messstelle ! Durchfluss 0,1...120.000 l/h (Qv) Wasser bzw. 0,008...3.600 m /h (Qn) Luft bei 1,013 bar (a) und 0 °C ! Edelstahlaufnehmer ! Grenzsignalgeber (Alarm) ! 4...20 mA-Ausgangssignal Metallkonus 2,5...120.000 l/h (Qv) Wasser bzw. 0,1...3 000 l/h (Qv) Wasser bzw. 0,1...3.600 m /h (Qn) Luft 0,008...90 m /h (Qn) Luft bei 1,013 bar (a) und 0 °C...
1.12 Übersicht Geräteausführungen (Glaskonus) Messstelle ! Durchfluss 0,002...17.600 l/h (Qv) Wasser bzw. 4 cm /min...520 m /h (Qn) Luft bei 1,013 bar (a) und 0 °C ! Visuelle Medienkontrolle ! Grenzsignalgeber (Alarm) Glaskonus 0,002...17.600 l/h (Qv) Wasser bzw. 0,002...140 l/h (Qv) Wasser bzw. 4...71.280 cm /min (Qn) Luft 4 cm /min...520 m /h (Qn) Luft bei 1,013 bar (a) und 0 °C...
Schwebekörper-Durchflussmesser 2.1 Metallkonus-Durchflussmesser Anwendungsbereich Der bewährte, robuste Metallkonus-Durchflussmesser ist für zahlreiche Einsatzmöglichkeiten geeignet. Er ist für die Durchflussmessung von Gasen, Flüssig- keiten und Dampf, z. B. in der Verfahrenstechnik, der chemischen, pharmazeutischen sowie in der Nahrungs- mittelindustrie geeignet. Besonders bei aggressiven FAM5400 oder undurchsichtigen Messstoffen, oder dort, wo Glaskonus-Durchflussmesser aus Sicherheitsgründen...
Für den Grenzsignalgeber ist ein Trennschaltverstärker erforderlich. Empfohlene Verstärker Verstärker Hilfsenergie Kanal KFD2-SR2-Ex1.W 24 V DC Nr. D163A011U03 KFA5-SR2-Ex1.W 115 V AC Nr. D163A011U01 KFA6-SR2-Ex1.W 230 V AC Nr. D163A011U02 KFD5-SR2-Ex2.W 24 V DC Nr. D163A011U06 KFA5-SR2-Ex2.W 115 V AC Nr.
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Ausgangssignale Stromausgang für Durchflusssignal: 4...20 mA Binärausgang Die Funktion des Binärausganges ist über die Software wählbar: • Grenzalarm Durchfluss: Min., Max. oder Min.-Max. • Systemalarm • Impulsausgang: fmax 50 Hz; Impulsbreite: 5...256 ms • Standard: Optokoppler U = 16...30 V, = 2...15 mA •...
2.1.4 Maßbilder FAM5400 ∅ D ∅ L Ansicht X ∅ k ∅ R ±0.5 N Anzahl der Löcher Gewindebuchse 1/2” NPT Schutzleiter Kabeldurchführung M20 x 1.5 nur AM54_32 Stopfen M25 x 1.5 nur AM54_71 Geräte- Druckstufe Normalausführung größe ø D ø...
2.2 Metallkonus-Kleindurchflussmesser Anwendungsbereich Mit dem kleinen Schwebekörper-Durchflussmesser in Ganzmetallbauweise ist es problemlos möglich, unter extremen Bedingungen den Durchfluss zu messen. Trübe Flüssigkeiten, die besonders in der chemischen, petrochemischen und pharmazeutischen Industrie Verwendung finden, sind kein Problem. Aber auch im Laborbereich, in Gasanalyseanlagen und überall dort, FAM3200 wo die vorherrschenden Bedingungen die Verwendung von Glas-Messrohren ausschließen, zeigen sich die...
2.2.1 Technische Daten für Zusatzausführungen Grenzsignalkontakte für FAM3200 -25A-C Grenzsignalkontakte können in die Gehäuse eingebaut werden, die bei min.- und/oder max. Durchfluss ansprechen. Sie können zum Schalten von Pumpen, Magnetventilen etc. verwendet werden (Bild 2-2). Der Grenzsignalgeber besteht aus einem Schlitzinitiator und einem Schaltverstärker. Der Schaltverstärker befindet sich außerhalb des Anzeigergehäuses.
2.2.2 Bestellinformationen FAM3200-25/-55 Druck- verlust Bestellnummer Messstoff Messbereich schluss in [mbar] Wasser 0,1...1 l/h 1/4" NPTi D10A32 O L01 Wasser 0,2...2,5 l/h 1/4" NPTi D10A32 O L02 Wasser 0,6...6 l/h 1/4" NPTi D10A32 O L03 Wasser 1...10 l/h 1/4" NPTi D10A32 O L04 Wasser...
2.3 Glaskonus-Durchflussmesser Anwendungsbereich Dieses universelle, robuste Betriebsmessgerät zur Messung von Flüssigkeiten und Gasen wird in vielen Industriezweigen eingesetzt, z. B. im Apparatebau, in Wasseraufbereitungsanlagen, innerhalb der Nahrungs- und Genussmittelindustrie und der Chemie. Durch die Kombination viel- fältiger messstoffberührter Werkstoffe ist auch die FAG1190 Eignung für aggressive Medien gegeben.
2.3.2 Maßbilder FAG1190 FAG1190-97 (P) Messrohrgröße Schraubanschluss Schlüssel- Gewicht weite SW ca. kg ∅ A ±1 1/16”/1/8”/1/4” G 1/4 1/2” G 1/2 3/4” G 3/4 1” 58,5 1 1/2” G1 1/2 2” FAG1190-97 (V) Messrohr- Gewindestutzen nach DIN 11851 größe DIN 405 Teil 1 ∅...
2.4 Glaskonus-Kleindurchflussmesser Anwendungsbereich Diese universell einsetzbaren Schwebekörper- Durchflussmesser eignen sich insbesondere zum Messen und Dosieren geringer Durchsätze von flüssigen und gasförmigen Messstoffen. Die Anwendungsbereiche liegen u. a. in der Gasanalysentechnik, Biotechnologie, Medizin- technik, im Apparatebau oder auf dem Labor- FAG6100 sektor.
Werkstoff-Auswahl Diese Auswahl erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit, bietet jedoch eine Erleichterung bei der Festlegung der Werkstoffe, z. T. beruhen die Empfehlungen auf Laborversuchen der Werkstoffhersteller oder auf immer wiederkehrenden Einsatz- fällen in der Praxis. In Zweifelsfällen sind die Werkstoffe vom Anwender festzulegen, da hier die größte Erfahrung vorliegt.
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Fittinge Schwebekörper O-Ringe Messkonus bei Ganz- metall- Durchfluss- messer Messstoff Trichloräthan Trichloräthylen Trinatriumphosphat Turbineöl Vinylacetat Vinylchlorid Wasser Wasser, demineralisiert Wasser, destilliert Wasser, entsalzt Wasserglas, sh. Natriumsilikat Wasserstoff Wassertsoffsuperoxid Wein Wein(stein)säure Würze Zelluloseacetat Zinkchlorid Zinksulfat Zitronensäure Zuckerflüssigkeit Xenon Xylol Werkstoffe sind mit dem Anwender festzulegen, da 1.4571/1.4401 in einigen Fällen nicht ausreicht, alternativ 1.4439...
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Weitere Informationen über Durchfluss-Messtechnik finden Sie auf unserer Internetseite www.abb.de/durchfluss...
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Die wichtigsten Verfahren der Schwebekörper-Durchflussmessung und ihre Prinzipien werden beschrieben. Eine Vielzahl praktischer Hinweise gibt dem Anwender umfassende und wertvolle Informationen rund um das Thema Schwebekörper-Durchflussmessung im industriellen Umfeld. 03/VA-FLOW-DE 10.2005...