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Produkttechnologie
Wie funktioniert die als "thermische Dispersion" bezeichnete FCI-Technologie?
Die thermische Dispersionstechnologie stützt sich auf das Prinzip der Messung des Wärmeverlusts (bzw. des Kühleffekts) einer über einen beheizten Zylinder strömenden Flüssigkeit. Eine typische Durchflusselement-Konfiguration besteht aus zwei von Thermoelement-Schutzrohren ummantelten und in einem gewissen Abstand voneinander angeordneten RTDs. Die beiden RTDs werden unterschiedlich erwärmt, sodass eine Temperaturdifferenz zwischen beiden Widerständen entsteht. Dieser Temperaturunterschied ist am größten, wenn kein Durchfluss stattfindet, und er nimmt ab, wenn der Durchfluss zunimmt und den beheizten RTD kühlt.
Änderungen der Durchflussgeschwindigkeit oder ein Eintauchen des Durchflusselements in eine Flüssigkeit wirken sich direkt darauf aus, wie viel Wärme abgegeben wird, und dadurch wiederum auf das Ausmaß der Temperaturdifferenz zwischen den RTDs. Dieser Unterschied wird elektronisch zu einem elektrischen Signal umgewandelt, das zum Auslösen eines Relais in Durchfluss- oder Trennschichtschalteranwendungen verwendet werden kann.
Da das Verhältnis zwischen Durchflussrate und Kühleffekt in Gasanwendungen in einem direkten Zusammenhang zur Masse steht, wird die Technologie der thermischen Dispersion in Verbindung mit hochmodernen Signallinearisierungsleitungen zu einer höchst wiederholbaren und genauen Messung von Gas- oder Luftmassedurchflussraten verwendet.
Kann ich thermische Durchflussschalter und -messgeräte von FCI in explosionsgefährdeten Gasumgebungen bedenkenlos einsetzen?
Die FCI-Thermaltechnologie kann in fast allen entflammbaren und explosiblen Flüssigkeiten und Gasen sicher verwendet werden. Die meisten von FCI angebotenen Produkte wurden von unabhängigen Behörden wie Factory Mutual, der Canadian Standards Association und CENELEC für den Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen zugelassen.
Sie werden typischerweise als Produkte der Klasse I und II, Gruppe B, C, D, E, F, und G, Division 1 und 2, EEx d LLC T4, eingestuft. Zu Gasen der Gruppe B gehört auch Wasserstoff. In diesen Produkten kommen nicht nur spezielle, für diese Umgebungen vorgesehene explosionssichere Gehäuse zum Einsatz; die Leitungen sind auch so konstruiert, dass sich die maximale Außenhauttemperatur des Durchflusselements zu keiner Zeit der Entzündungstemperatur des Gases oder Dampfes annähert. Die maximale Oberflächentemperatur (das sog. T-Rating) sowie andere Anforderungen bzgl. der sicheren Verwendung des Messgeräts in explosionsgefährdeten Umgebungen werden von den besagten unabhängigen Prüfbehörden vor Erteilung der Zulassung sorgfältig beurteilt. Eine umfassende Beschreibung und Erläuterung der T-Ratings für Messgeräte finden Sie im FCI Tech Brief TB001.
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Durchfluss- und Füllstandsschalter
Wo werden auf dem thermischen Dispersionsprinzip beruhende FCI-Durchflussschalter eingesetzt?
FCI-Durchflussschalter, die auf der thermischen Dispersionstechnik beruhen, werden in allen Industrien und den verschiedensten Anwendungen verwendet. So werden FCI-Durchflussschalter routinemäßig in den Branchen Chemie/Raffinerien, Öl und Gas, Kernkraft und fossile Brennstoffe, Lebensmittel, Pharmazie, Stahl, Luft- und Raumfahrt und in vielen anderen Industrien genutzt. Ihre Beliebtheit ist das Ergebnis eines vieljährigen, zuverlässigen Einsatzes in einigen der anspruchsvollsten Verfahrensanwendungen.
FCI-Durchflussschalter werden zum Schutz teurer Geräte und Prozesse wie auch zur Überwachung von Durchflussbedingungen in Notfällen verwendet. Pumpen, Motoren und Lüfter erfordern zuverlässige Sicherheitsvorrichtungen, die im Falle von Durchflussbehinderungen oder eines Produktverbrauchs Schäden und längere Stillstandszeiten verhindern. Andere verbreitete Anwendungen sind die Überwachung chemischer Zusätze oder der Zuleitung von Chemikalien und die Überprüfung des Durchflusses zu Analysegeräten. Ein zuverlässiger Durchflussschalter ist für die Sicherstellung einer ununterbrochenen Prozessüberwachung unverzichtbar.
Ich muss Durchflussschalter zum Schutz einer Pumpe spezifizieren. Es scheint große Preisunterschiede zwischen mechanischen Durchflussschaltern und Schaltern zu geben, die auf dem thermischen Dispersionsprinzip von FCI beruhen. Weshalb sollte ich mich für ein thermisches Dispersionsprodukt von FCI entscheiden?
Mechanische Schalter sind anfällig gegenüber einer Reihe von Problemen. So können z. B. Teile abbrechen; sie können klemmen, vom jeweiligen Medium überzogen werden, zur falschen Zeit oder gar nicht ausgelöst werden oder falsch ausgerichtet sein. Sie werden häufig außer Acht gelassen oder ganz außer Betrieb gestellt, wodurch alle ursprünglich mit ihnen verbundenen Vorteile hinfällig werden.
Thermische Durchflussschalter besitzen dagegen keine bewegten Teile, können nicht verunreinigt/kontaminiert werden, können in jeder Rohrkonfiguration ausgerichtet werden, werden aus jedem beliebigen kompatiblen Material hergestellt und funktionieren auch bei hohen Temperaturen und hohem Druck. Thermische Durchflussschalter von FCI bewirken keine Kontaminierungen, können als ausfallsichere Produkte bereitgestellt werden und sind extrem zuverlässig.
Ein mechanischer Durchflussschalter kann schon nach wenigen Monaten unter vom jeweiligen Prozess verursachten Verschleißerscheinungen zu leiden beginnen. Eine problemlose Funktion im ersten Monat lässt sich nicht unbedingt auch in der Zukunft aufrechterhalten. Mit der Zeit nutzen sich die einzelnen Teile ab und es kommt zu Materialablagerungen. Thermische Schalter von FCI bleiben von diesen Problemen unberührt. Keine bewegten Teile, kein Klemmen, keine Schwachstellen, die abbrechen könnten, und keine mögliche Kontaminierung des Prozesses durch abgenutzte oder abgebrochene Teile.
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Massedurchfluss-Messgeräte
Wie wähle ich ein Gasdurchfluss-Messgerät aus, das die für meine Anwendung benötigte Leistung bietet?
Wählen Sie eine Messtechnologie, die Ihrer jeweiligen Anwendung entspricht. Am Anfang jeder präzisen Durchflussmessung steht die Auswahl der besten Durchfluss-Messtechnologie für Ihre Applikation. Für jede Anwendung gilt eine Reihe von Anforderungen, mit der die Zahl der zur Verfügung stehenden Technologien eingegrenzt werden kann. So funktioniert die thermische Dispersion beispielsweise in einem unreinen Prozessgas wie Biogas am besten, da diese Technologie eine für Produkte ohne bewegte Teile typische Zuverlässigkeit, direkte Massedurchflussmessungen und breit gefächerte Fähigkeiten bietet. Für den Custody-Transfer von Erdgas sind möglicherweise jedoch Volumensensoren die am besten geeignete Technologie.
Messgerät-Datenblätter enthalten häufig Informationen, die für die Auswahl der für eine bestimmte Anwendung am besten geeigneten Durchflussmesstechnologie besonders hilfreich sind. Diese Blätter geben die Verfahrenstemperatur und den Verfahrensdruck der Anwendung, die Gaszusammensetzung, die Rohrleitungskonfiguration, die Genauigkeitsanforderungen und mehr an. Grenzen Sie Ihre Suche nach der richtigen Technologie ein, indem Sie die Anwendungsinformationen mit den Vorschlägen auf der beiliegenden Auswahltabelle für Gasdurchfluss-Messgeräte vergleichen.
Übermitteln Sie Ihre Anwendungsinformationen jetzt an Anbieter, die die jeweils geeignetste Durchflussmesstechnologie bereithalten. Geben Sie so viele Informationen über Ihre Anwendung wie möglich an und beschreiben Sie Ihre realistischen Leistungserwartungen. Spezifizieren Sie keine 0,5-Prozent-Genauigkeit, wenn für die Anwendung eine 5-Prozent-Genauigkeit ausreicht. Bitten Sie diese Anwender, Ihre Anwendung zu analysieren und Ihnen ein Produkt zu empfehlen. Revidieren Sie Ihre Spezifikationen (falls erforderlich) auf der Basis der Ihnen vorgelegten Informationen, erstellen Sie Ihre endgültige Liste mit bevorzugten Anbietern und bereiten Sie Ihre Angebotsaufforderung vor.
Wie kann ich vorgehen, wenn ich die für das Durchflussmessgerät empfohlenen Installationsanforderungen nicht einhalten kann?
Verwenden Sie einen Strömungsgleichrichter. Die Hersteller von Strömungsgleichrichtern legen ihren Produkten gewöhnlich eine Anleitung für das von ihnen empfohlene Einbauverfahren bei. Diese Anleitung beschreibt die Mindestlänge der geraden, behinderungsfreien Rohrstücke, die dem Durchflussmessgerät vor- und nachgelagert sein sollten. Aufgrund beengter Platzverhältnisse und aus wirtschaftlichen Gründen können die erforderlichen geraden Rohrstrecken häufig nicht vorgesehen werden. Eine solche Verkürzung der empfohlenen Länge gerader Rohrleitungen führt direkt zu einer Reduzierung der Genauigkeit des Durchflussmessgeräts. Wenn trotz unzureichend langer gerader Rohrstrecken eine hohe Genauigkeit des Durchflussmessgeräts erforderlich ist, sollte ein Strömungsgleichrichter verwendet werden. Es stehen zahlreiche Arten von Strömungsgleichrichtern zur Auswahl (Flügel, Rohrbündel, perforierte Platten); der neue Vortab-Strömungsgleichrichter vereinigt jedoch gleich mehrere Vorteile. Das einmalige Laschendesign des Vortab-Produkts (siehe Skizze) bietet eine ausgezeichnete Isolierung von Störungen, einen geringen Druckverlust und Immunität gegenüber Verunreinigungen.
Ich muss den Gasdurchfluss in einem sehr großen Schacht möglichst präzise messen. Welche Art von Massedurchfluss-Messgerät sollte ich spezifizieren?
Spezifizieren Sie ein einsteckbares Mehrpunkt-Durchflusselement. Einsteckbare Einpunkt-Durchflussmessgeräte sind eine vernünftige Wahl, wenn Durchflussraten in großen Rohren oder Schächten gemessen werden müssen. Da in besonders großen Schächten jedoch Verzerrungen des Bruttodurchfluss-Geschwindigkeitsprofils wahrscheinlich sind, ist ein Einpunkt-Durchflussmessgerät nicht in der Lage, diese stark asymmetrischen Durchflussbedingungen richtig zu messen (siehe Skizze). Durch Auswahl einer Technologie, die eine Mittelung mehrerer Messungen ermöglicht, kann dieses Problem auf vernünftige Weise gelöst werden.
Für die Durchführung von Mehrpunkt-Luft- oder -Gasdurchflussmessungen in großen Schächten bietet die auf der thermischen Dispersion beruhende Technologie deutliche Vorteile, durch die sie sich weit von allen anderen Technologien absetzt. Die thermische Technologie ermöglicht eine direkte Massedurchflussmessung (ohne separate Temperatur-, Druck- oder Dichtemessungen), Immunität vor Verunreinigungen, geringe Durchflussempfindlichkeit und ein großes Bereichsverhältnis.
Warum zeigt mein Massedurchfluss-Messgerät die Durchflussrate, Temperatur oder Totalisierung nicht richtig an?
Überprüfen Sie Funktionalität, Spezifikationen und Installation des Durchflussmessgeräts und bestätigen Sie den Vergleichsstandard. Wenn Sie vermuten, dass die von Ihrem neu installierten Durchflussmessgerät angezeigten Werte nicht korrekt sind, beginnen Sie das Fehlersuch-/-behebungsverfahren mit einem Funktionstest an Ihrem Durchflussmessgerät. Vergleichen Sie Ihre Anwendungsparameter mit der Auswahltabelle für Gasdurchfluss-Messgeräte und konsultieren Sie den Produkthändler, wenn es scheint, als wäre das Durchflussmessgerät falsch spezifiziert worden. Bestätigen Sie dann, dass das Durchflussmessgerät gemäß der Anleitung des Herstellers installiert wurde. Überprüfen Sie abschließend die Messmethode oder -berechnung, die als Referenzwert bzw. Vergleichsnormal verwendet wurde. Viele Referenzmethoden sind im besten Falle Schätzungen (generische Gebläsekurven, Ventilpositionen, Erfahrung des Bedienpersonals, stöchiometrische Berechnungen). Nur wenn all dies nicht zum Erfolg führt, sollten Sie Nullwert und Messbereich einstellen.
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Strömungsgleichrichter
Wie kann ich vorgehen, wenn ich die für das Massedurchfluss-Messgerät empfohlenen Installationsanforderungen nicht einhalten kann?
Verwenden Sie einen Strömungsgleichrichter. Die Hersteller von Strömungsgleichrichtern legen ihren Produkten gewöhnlich eine Anleitung für das von ihnen empfohlene Einbauverfahren bei. Diese Anleitung beschreibt die Mindestlänge der geraden, behinderungsfreien Rohrstücke, die dem Durchflussmessgerät vor- und nachgelagert sein sollten. Aufgrund beengter Platzverhältnisse und aus wirtschaftlichen Gründen können die erforderlichen geraden Rohrstrecken häufig nicht vorgesehen werden. Eine solche Verkürzung der empfohlenen Länge gerader Rohrleitungen führt direkt zu einer Reduzierung der Genauigkeit des Durchflussmessgeräts. Wenn trotz unzureichend langer gerader Rohrstrecken eine hohe Genauigkeit des Durchflussmessgeräts erforderlich ist, sollte ein Strömungsgleichrichter verwendet werden. Es stehen zahlreiche Arten von Strömungsgleichrichtern zur Auswahl (Flügel, Rohrbündel, perforierte Platten); der neue Vortab-Strömungsgleichrichter vereinigt jedoch gleich mehrere Vorteile. Das einmalige Laschendesign des Vortab-Produkts (siehe Skizze) bietet eine ausgezeichnete Isolierung von Störungen, einen geringen Druckverlust und Immunität gegenüber Verunreinigungen.
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