Vollständige 3D-Linearisierung
Egal ob Druck, Durchfluss, Füllstand, Dichte oder Trennschichten, Anwendungen mit Gasen,Flüssigkeiten oder Dampf: die Differenzdruck-Messung (DP) ist für nahezu alle Prozesse geeignet und deckt dabei einen äußerst großen Prozesstemperatur- und -druckbereich ab.
Vollständige 3D-Linearisierung
Egal ob Druck, Durchfluss, Füllstand, Dichte oder Trennschichten, Anwendungen mit Gasen,Flüssigkeiten oder Dampf: die Differenzdruck-Messung (DP) ist für nahezu alle Prozesse geeignet und deckt dabei einen äußerst großen Prozesstemperatur- und -druckbereich ab.
Moderne DP-Transmitter müssen immer höhere Anforderungen im Hinblick auf Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität in industriellen Prozessen erfüllen. Insbesondere Änderungen von Prozessbedingungen stellen eine Herausforderung für die DP-Messung dar, da sie die tatsächliche Messunsicherheit beeinflussen können.
KROHNE führt als einziger Hersteller weltweit eine vollständige 3D-Linearisierung durch, die Einflussfaktoren im Prozess erkennt und wirksam kompensiert.
Um die höchste Performance unter allen Prozessbedingungen sicherzustellen, führt KROHNE eine vollständige 3D-Linearisierung jedes DP-Transmitters durch, die alle möglichen Einflussfaktoren in Kombination kompensiert. Damit ist eine robuste und genaue Differenzdruckmessung auch unter wechselnden Prozessbedingungen gewährleistet.
Innovative Messzelle
Es gibt drei Einflussfaktoren, die sich auf die Messunsicherheit von DP-Transmittern auswirken:
Linearität des Differenzdrucks (DP)
Auswirkung der Umgebungstemperatur (T)
Auswirkungen des statischen Drucks (SP)
Bei wechselnden Prozessbedingungen können diese Einflussfaktoren dazu führen, dass der DP-Transmitter ungenaue Messwerte an die Prozesssteuerung liefert.
Als Lösung hat KROHNE einen neuen innovativen Ansatz für das DP-Messzellendesign entwickelt. Die DP-Messzelle selbst hat äußerst kompakte Abmessungen und ein geringes Gewicht. Durch Reduktion des Werkstoffs auf das Nötige ist eine schnelle Reaktion auf Änderungen der Umgebungstemperatur gegeben. Aufgrund der kompakten Abmessungen reduziert sich das Volumen des Füllmediums und die Auswirkungen der Umgebungstemperatur werden minimiert. Die kleine Membrangrundfläche sorgt dafür, dass die Flächenkraft auch bei sehr hohen statischen Drücken von 400 bar/ 5800 psi oder 700 bar/ 10.000 psi gering bleibt. Das Messzellendesign kombiniert eine hohe Performance und Zuverlässigkeit mit einem kompakten Einbauformat.
Aktive Kompensation durch integrierte Sensoren
Das innovative Design beschränkt sich nicht auf das Äußere, auch im Inneren wurde die Messzelle technisch überarbeitet: neben dem siliziumbasierten piezoresistiven Differenzdrucksensor wurden ein piezoresistiver Absolutdrucksensor auf der Niederdruckseite sowie ein Temperatursensor in die Messzelle integriert. Diese zusätzlichen Sensoren dienen zur vollständigen 3D-Linearisierung, die jedes produzierte OPTIBAR DP-Gerät durchläuft.
Natürlich liefern diese Sensoren auch zusätzliche Informationen zum Prozess, wie den statischen Druck, oder zur Ist-Temperatur der DP-Messzelle, die nützlich sind, um sichere Bedingungen für den Bediener aufrechtzuerhalten. Alle Sensorwerte lassen sich über HART, Feldbus-Kommunikation oder einen sekundären Stromausgang an das Leitsystem übermitteln.
KROHNE beginnt die vollständige 3D-Linearisierung mit einer kompletten Rohdatenerfassung, um die Unsicherheit gegen eine bekannte Referenz an mindestens 400 einzelnen Messstellen zu messen.
Jede DP-Messzelle durchläuft ihren gesamten spezifizierten Betriebsbereich – zum Beispiel:
Differenzdruckbereich P: -500…+500 mbar*
Umgebungstemperaturbereich: -40…+85°C / -40…185°F
Statischer Druck: 0…160 bar / 0…2320 psi
Das Ergebnis ist eine dreidimensionale (“3D”) Matrix individueller Linearisierungskoeffizienten für jede Messzelle. Sie werden in ein Korrekturpolynom übertragen und in die Frontend-Elektronik der Messzelle geladen. Nach dieser Rohdatenerfassung wird eine abschließende Kalibrierung durchgeführt, um zu bestätigen, dass jede einzelne DP-Messzelle den strengen 3-Sigma-Performance-Anforderungen von KROHNE entspricht.
Nach erfolgreicher vollständiger 3D-Linearisierung werden die Messzellen in OPTIBAR DP-Transmittern verbaut. Alle betreffenden Teile werden mit einem Data-Matrixcode gekennzeichnet, sodass sich die Produktions- und Kalibrierdaten jedes einzelnen Transmitters zurückverfolgen lassen.
Zusätzliche Vorteile: kein regelmäßiges Nachjustieren
Der typische Einbau eines DP-Transmitters vor Ort erfordert mehrere wichtige Schritte zur fachgerechten Inbetriebnahme. Nach dem mechanischen Einbau des Transmitters wird der Nullpunkt eingestellt und die Messspanne wird mit einem tragbaren Druckkalibrator justiert. Bei Prozessen mit hohen statischen Drücken muss der Transmitter vom Prozess getrennt und unter diesen Bedingungen durch erfahrenes Fachpersonal kalibriert werden.
Herkömmliche Transmitter werden gewöhnlich vor Ort in kontinuierlichen Abständen nachverifiziert. Vollständig 3D-linearisierte Differenzdrucktransmitter von KROHNE reduzieren zeitaufwendige Kalibrierungen bei der Inbetriebnahme. Die deutlich längeren Nachverifizierungsintervalle tragen zur weiteren Reduzierung der Gesamtbetriebskosten bei. Häufig wechselnde statische Drücke verursachen dank integriertem Absolutdrucksensor und vollständiger 3D-Linearisierung keine Drift – damit ist ein regelmäßiges Nachstellen nicht länger nötig.