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Verfahrenstechnik 7-8/2020

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Verfahrenstechnik 7-8/2020

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Prozesstauglich Taupunktspiegel-Hygrometer ermöglichen hochpräzise Messungen Für Feuchtemessungen und Taupunktbestimmungen in verfahrenstechnischen Prozessen waren bisher meist kapazitive Sensoren die erste Wahl. Sie zeichnen sich durch eine schnelle Reaktion auf Änderungen der Messgröße sowie einen robusten Aufbau aus. Jedoch sind sie nur mäßig genau, unterliegen der Sensordrift und bieten keine Möglichkeit zur Selbstkontrolle. Eine Alternative stellen zwei neue Taupunktspiegel-Hygrometer dar, die sichere Messergebnisse liefern, hochgenau und frei von Sensordrift sind und sich für härteste Umweltbedingungen eignen. Autor: Rolf Kolass, Geschäftsführer, Michell Instruments GmbH, Friedrichsdorf Um effizient produzieren zu können, sind Prozesse in der Industrie heute hochgradig optimiert – Spielraum für Fehler bleibt keiner. Die präzise Überwachung und Regelung aller relevanten Parameter ist deshalb für einen einwandfreien Prozessablauf essenziell. Die überlegene Genauigkeit der Taupunktspiegel-Technologie kam im Vergleich zu kapazitiven Sensoren zunächst aber hauptsächlich in Form von Referenzgeräten zum Kalibrieren anderer Sensoren und im Labor zum Einsatz. Voll prozesstauglich wurde sie erst durch die Taupunktspiegel-Analysatoren Optidew 401 und 501 von Michell Instruments. Möglich wurde diese Leistungssteigerung durch die neuentwickelten Sensoren der Optidew-Reihe: Die aus Platin hergestellten Hybridspiegel sind extrem dünn, äußerst korrosionsbeständig und integrieren bereits den Temperatursensor. Direkt unter dem Hybridspiegel befindet sich das thermisch verbundene Peltierelement. Der Kupferblock zwischen Spiegel und Peltierelement, der in der klassischen Lösung zur Aufnahme eines Temperatursensors dient, entfällt. Die thermische Masse und der benötigte Bauraum sinken dadurch deutlich. Unverändert geblieben ist dagegen das naturgemäß drift- und hysteresefreie Messprinzip: Mithilfe des temperierbaren Spiegels und einer Messoptik wird die Temperatur ermittelt, bei der der Spiegel beschlägt und sich die Reflektivität verändert. 01 Die Taupunktspiegel-Hygrometer Optidew 501 (Wandgerät, links) und Optidew 401 (Tischgerät, rechts) sind voll prozesstauglich und ergänzen kapazitive Feuchtesensoren in anspruchsvollen Anwendungen Unempfindlich und langlebig Dank der geringen thermischen Masse erreicht das Taupunktspiegel-Hygrometer für die Ansprechzeit vergleichbare Werte wie klassische Sensoren. Es gibt keine exponierten Bauteile, die brechen oder korrodieren können, was der Langlebigkeit zugutekommt. Zusätzlichen Schutz vor Korrosion und Verschmutzung bietet den ohnehin schon unempfindlichen Bauteilen eine Parylenebeschichtung. Diese wenige Nanometer dicke Schicht schützt alle Bauteile vor Verschmutzungen und Feuchtigkeit, ohne das optische oder thermische Verhalten des Sensors zu beeinflussen. Auf diese Weise vereint der offene Sensor die Vorteile der einfachen Wartung und Reinigung, die Nutzbarkeit für Hochdruckanwendungen und den Schutz vor schädlichen Umwelteinflüssen. Das neue Design gestattet es, den Bereich von –40 bis +120 °C mit nur drei Sensorausführungen abzudecken: Einstufig gekühlt bis –30 °C, zweistufig gekühlt bis –40 °C sowie für ultrakorrosive oder Hochtemperaturanwendungen z. B. in der Metallurgie. 32 VERFAHRENSTECHNIK 07-08/2020 www.verfahrenstechnik.de

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Die Sensoren zeigen eine Genauigkeit von ±0,15 °C bei der Bestimmung des Taupunktes bzw. von ±0,1 °C bei der Temperaturmessung sowie eine Wiederholgenauigkeit von ±0,05 °C. Alle Messungen sind auf NPL- und NIST-Standards rückführbar. Die Taupunktspiegel-Hygrometer Optidew 401 und 501 bieten driftfreie Langzeitpräzision und höchste Genauigkeiten. Damit eignen sie sich optimal zur Ergänzung kapazitiver Sensoren an Schlüsselpunkten, um die Messsicherheit und Nachverfolgbarkeit des Gesamtsystems zu erhöhen. Neben dem robusten Messprinzip selbst hat insbesondere die fortlaufende Selbstprüfung und -reinigung Anteil an den dauerhaft sicheren Messergebnissen. Erst wenn abzusehen ist, dass der interne Reinigungszyklus eine sichere Taupunktmessung nicht mehr langfristig garantieren kann, wird über das Nutzerinterface eine Warnmeldung ausgegeben und auf das notwendige Eingreifen des Benutzers bei nächster Gelegenheit hingewiesen. Diese Zuverlässigkeit macht sich schnell bezahlt, bspw. durch die Vermeidung von Ausschuss in der Produktion, geringere Stillstandzeiten und planbare Wartungen. Erleichterte Bedienbarkeit Optidew Taupunktspiegel-Hygrometer sind in zwei Gehäusebauformen erhält- lich. Als transportables Tischgerät ist das Optidew 401 für die Verwendung im Labor oder im Feld ideal. Das Optidew 501 dagegen ist ein Wandgerät zur festen Installation. Beide Geräte lassen sich über einen Touchscreen mit mehrsprachigem Interface einfach bedienen und konfigurieren. Für den ferngesteuerten Betrieb von einem Leitstand aus gibt es eine Transmitterversion des Optidew 501 ohne Display. Beide Taupunktspiegel-Hygrometer bieten jeweils zwei 4–20-mA-Ausgänge und eine Auswahl digitaler Kommunikationsschnittstellen. Der Standard für das Optidew 401 ist Modbus RTU über RS485 und USB; zudem steht ein SD-Kartenslot bereit. Optional kann ein Ethernet-Anschluss gewählt werden. Auch das Optidew 501 setzt auf Modbus RTU zur Kommunikation über RS485 und bietet als Optionen einen Ethernet-Anschluss sowie einen SD-Kartenslot. Alternativ dazu ist eine nach IP65 geschützte Variante erhältlich, die sich für die Installation in rauer Umgebung eignet. Der Taupunktspiegel-Sensor wird über ein flexibles Kabel mit der Regeleinheit verbunden und kann dabei über 100 m entfernt zum Einsatz kommen. Fotos: Michell, dkimages/stock.adobe.com www.michell.de NEWSLETTER Der E-Mail-Service für Verfahrens ingenieure in der Prozessindustrie. Aktuelle und branchenüber greifende technische Informationen über Anlagen, Komponenten und Systeme. IMMER AKTUELL INFORMIERT 02 Die Taupunktspiegel-Hygrometer folgen Echtzeitänderungen von Temperatur und Feuchte bei der direkten Messung in Klimaschränken ohne zeitaufwändigen Kontrollverlust Jetzt kostenlos anmelden! http://bit.ly/VFV_Newsletter

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