Grundlagen Und Anwendungsbei; Spiele; Prinzip Der Konzentrationsmessung; Vorinformationen Zu Messstoff Und Prozess - Endress+Hauser Proline Cubemass 500 FOUNDATION Fieldbus Betriebsanleitung

Grundlagen und Anwendungsbeispiele
26
6 Grundlagen und Anwendungsbeispiele
Die Konzentration ist eine wichtige Größe in vielen Prozessen. Diese Größe gibt wieder, wie
viel Reinstoff eine Mischung oder Lösung einschließt. Die Konzentration ist immer eine
relative Menge. Die Menge kann in Massen- oder Volumeneinheiten gemessen werden.
6.1

Prinzip der Konzentrationsmessung

Das Messgerät erfasst gleichzeitig 3 primäre Messgrößen:
• Massefluss
• Messstoffdichte
• Messstofftemperatur
Diese Messgrößen ermöglichen standardmäßig die Berechnung weiterer Prozessgrößen
wie z.B. Volumenfluss, Normdichte und andere. Die Konzentration eines Messstoffes kann
aus den bekannten Messstoffdaten (Messstoff, Dichte, Temperatur) berechnet werden.
Besteht eine Lösung aus zwei Messstoffen (z.B. wässrige Zuckerlösung) so kann der Kon-
zentrationsanteil der einzelnen Messstoffe (Zucker und Wasser) berechnet werden. Dabei
wird der eine Teil als "Trägermessstoff" ( Wasser) und der andere Teil als "Zielmessstoff"
(Zucker) bezeichnet. Welche Abhängigkeiten die beiden Messstoffe voneinander haben,
müssen bekannt und definiert sein. Für jeden Dichte/Temperaturwert wird ein entsprech-
ender Konzentrationswert berechnet.
Darüber hinaus verfügt das Anwendungspaket über eine Funktion um kundeneigene Kon-
zentrationsberechnungen durchzuführen. Dazu muss entweder die Abhängigkeit von Kon-
zentration und Dichte/Temperatur bekannt sein oder die Abhängigkeit der Konzentration
von der Normdichte. Üblicherweise liegen dem Anwender diese Daten in Form einer
Tabelle vor wie das z.B. bei Alkoholtabellen der Fall ist. Durch Verwendung kundenspezifi-
scher Tabellen, werden die Parameter bestimmt, mit welchen dann das Promass Messge-
rät aus den primären Messgrößen den Konzentrationswert des Messstoffs berechnet.
6.1.1

Vorinformationen zu Messstoff und Prozess

Die Berechnung der Konzentration ist abhängig von den Messstoffeigenschaften. Deshalb
ist es sehr wichtig das diese Information zur Verfügung stehen.
Grundsätzlich muss das Verhältnis von Dichte, Temperatur und Messstoffmenge (%Masse,
%Volumen, %Feststoff, usw.) zueinander bekannt sein. Sind diese Information in Form
einer Tabelle (.xls) hinterlegt, so ist es möglich diese Tabelle in die Konzentrationsfunktion
einzulesen. Dort werden dann, die für das Messgerät definierten Koeffizienten berechnet.
Je mehr Werte in der Tabelle hinterlegt sind, umso besser können die Werte linearisiert
werden und um so genauer werden die Ergebnisse. Es ist empfehlenswert die Koeffizien-
ten nur für den eigentlichen Anwendungsbereich (Dichte-/Temperaturbereich) zu berech-
nen. Wird der Anwendungsbereich zu groß gewählt, muss vermehrt linearisiert werden,
was dann nachteilig auf die Genauigkeit wirkt.
6.1.2 Einflüsse auf die Messgenauigkeit
Die Genauigkeit der Konzentrationsmessung hängt sehr vom Messaufnehmer und den
Prozessbedingungen ab. Dazu zählen folgenden Faktoren:
• Dichte-Messgenauigkeit des Messaufnehmers
• Temperatur -Messgenauigkeit des Messaufnehmers
• Qualität der zur Verfügung stehenden Informationen zum Messstoff
• Größe des Anwendungsbereich (Dichte-/Temperaturbereich)
Darüber hinaus muss auch berücksichtigt werden wie hoch die Dichteänderung entspre-
chend einer bestimmtem Konzentrationsänderung ist.
Eine spezifizierte Dichtegenauigkeit beträgt z.B. 1 g/l. Falls 1 % Konzentration 2 g/l ent-
sprechen, so ist es möglich die Konzentration mit einer Genauigkeit von 0.5 % zu berech-
Proline Cubemass 500 FOUNDATION Fieldbus
Endress+Hauser