ie Gas-Durchflussmessung umfasst einen großen Anwendungsbereich mit hohen Anforderungen an die Messtechnik in Prozessanlagen. Hochgenaue Abrechnung, leichte Gase wie Wasserstoff oder Helium, geringe Drücke, niedrige ­Fließgeschwindigkeiten sowie feuchte Gase stellen häufig Herausforderungen für die Messperformance und einen großen Dynamikbereich der Gasmessgeräte dar. Dieser Artikel gibt einen Überblick über Technologien zur Lösung der oben genannten Problemstellungen in der Gas-Durchflussmessung und zur Optimierung von Anlagen. 
Thermische Gas-Durchflussmessgeräte werden heute maßgeblich zur Messung von trockenen und sauberen Gasen wie Druckluft, Stickstoff, Sauerstoff, Argon oder Mischgasen mit bekannter Zusammensetzung eingesetzt. Durch den vollen Durchgang ist die Messung nahezu druckverlustfrei. Zudem haben thermische Durchflussmessgeräte eine besonders hohe Sensibilität für geringe Strömungen. Hiermit ist auch die Leckagedetektion in Rohrleitungssystemen einfach umsetzbar. 

Das thermische Gas-Durchflussmessgerät t-mass 300/500 kann jetzt erstmals auch für die bidirektionale Durchflussmessung eingesetzt werden. Hierzu wurde ein neuer Messfühler entwickelt, der eine exakte Messung von Strömungen in beide Richtungen ermöglicht. Zudem bietet das Gerät eine Feuchtedetektion. Diese macht es möglich, Kondensat am Messfühler, das die Messperformance ungünstig beeinflussen könnte, frühzeitig zu erkennen. Das Gerät ist zudem nach IEC61508 entwickelt und TÜV-zertifiziert für den Einsatz in SIL 2/3-Sicherheitseinrichtungen. Kalibriert werden die Geräte ab Werk auf akkreditierten Luft-Kalibrieranlagen und bieten damit eine Genauigkeit von ±1 Prozent vom Messwert. Der große Einsatzbereich von DN15 – DN1500 ermöglicht den Einsatz als Flanschgerät in Rohrleitungen oder als Einsteckversion in Lüftungskanälen. Gerade in Druckluftmessungen kann zum Nachweis der Performance mit integrierter Heartbeat Technology eine einfache Geräteprüfung (Verifikation) ohne Ausbau durchgeführt werden. Die erfolgreiche Geräteprüfung wird durch ein detailliertes Prüfprotokoll mit allen relevanten Soll- und Ist-Werten bestätigt.

Ultraschall SIL-Gas-Durchflussmessung – entwickelt nach IEC61508

Die Ultraschall-Durchflussmessung wird bevorzugt für Erdgas oder Biogas, darüber hinaus aber auch für viele weitere Prozessgase eingesetzt. Das Ultraschall-Gas-Durchflussmessgerät Prosonic Flow G 300/500 ermöglicht eine druckverlustfreie, exakte Gasmengenmessung auch bei schwierigen Prozessbedingungen wie nassen Gasen, geringen Strömungsgeschwindigkeiten oder sehr kleinen Prozessdrücken. Gerade bei der Messung von Biogas treten alle genannten Herausforderungen zusammen auf. Durch ein optional verfügbares Gasanalysepaket und die integrierte Druck- und Temperaturmessung stehen dem Betreiber zusätzlich Gasanalysewerte wie zum Beispiel Masse-, Normvolumen- oder Energiefluss sowie die Erfassung des Methangehalts zur Verfügung. Prosonic Flow G 300/500 ist – laut Hersteller – das erste nach SIL2/3 entwickelte und TÜV-zertifizierte Inline-Ul­traschall-Gas-Durchflussmessgerät und ermöglicht in Kombination mit integrierter Heartbeat Technology auch beim Einsatz in Sicherheitseinrichtungen eine einfache Geräteprüfung ohne Ausbau.

Coriolis-Gasmassemessung: hochgenau, eichfähig und vor Ort verifizier- und kalibrierbar

Die Promass-Coriolis-Masse-Durchflussmessung hat sich über viele Jahrzehnte auch in der Gas-Durchflussmessung etabliert. Die Geräte werden häufig in Prozessgasmessungen oder in eichamtlichen Anwendungen eingesetzt. Die direkte Massemessung ohne Druck- und Temperaturkompensation liefert bei ausreichendem Prozessdruck hochgenaue und von Prozesseinflüssen unabhängige Messergebnisse. Promass zeichnet sich durch eine einfache Installation ohne Ein- und Auslaufstrecken, einen breiten Einsatzbereich sowie Wartungsfreiheit aus. Typische Anwendungen sind unter anderem Sauerstoff, Helium, Ethylen, kryogene Gase, Wasserstoff oder auch komprimiertes Erdgas (CNG). 

Durch einen langjährigen Verifizierungsprozess in Abstimmung mit den Eichbehörden wurde die Wasserkalibrierung auch für Gasgeräte anerkannt. Damit stehen für die Gas-Durchflussmessungen hohe Referenzgenauigkeiten auf akkreditierten Kalibrieranlagen mit einer Messunsicherheit von < 0,0015 % v. M. zur Verfügung. Somit ist auch eine Vor-Ort-Kalibrierung von Coriolis-Gas-Durchflussmessgeräten mit einer hohen Referenzgenauigkeit machbar. Das spart Zeit und reduziert die Kosten. 

Mit der Heartbeat Technology ermöglichen die Geräte auch beim Einsatz in SIL-Sicherheitseinrichtungen eine Geräteprüfung ohne Ausbau sowie die exakte Detektion des Gesundheitszustandes des Messsystems. Einflüsse wie Korrosion oder Belagsbildung können damit auch bei sehr kritischen Gasmessungen sicher erkannt werden.

Flexible Vortex Gas-Durchflussmessung mit großem Einsatzbereich

Das Vortex-Volumen-Durchflussmessgerät Prowirl F 200 mit integriertem Gasrechner ermöglicht die kostengünstige und gleichzeitig robuste Messung von allen Prozessgasen. Durch den optionalen Zweifach-Reducer zur Reduzierung der Nennweite und der Einlauflängenkompensation ist das Gerät auch für einen großen Dynamikbereich sowie für verkürzte Einlauflängen geeignet. Die optionale Druck- und Temperaturkompensation mit integriertem Gasrechner ermöglicht auch die Masse-, Normvolumen- oder Energie-Durchflussmessung. Aufgrund seiner vielfältigen erhältlichen Materialien und der speziellen Reinigungsoptionen kann Prowirl auch in Wasserstoff oder Sauerstoff eingesetzt werden. Mit seiner SIL 2/3 TÜV-Zertifizierung ermöglicht das Gerät als Dualsens-Ausführung auch die Darstellung einer SIL 3- oder SIL 4-Messstelle. Die Sensortechnologie von Prowirl ermöglicht die Kalibrierung der Geräte auf Wasserkalibrieranlagen auch für den Einsatz in Gas-Messstellen. In Kombination mit integrierter Heartbeat Technology ist auch eine einfache Geräteverifikation und -kalibrierung vor Ort möglich. 

Messtellenbetreuung leicht gemacht

Neben den genannten Innovationen der einzelnen Technologien hält das geräteübergreifende Proline-Gerätekonzept viele weitere Leistungsmerkmale bereit, um den Messtellenbetrieb in der Gas-Durchflussmessung einfacher zu gestalten. Die einheitlichen Elektroniken enthalten einen integrierten Web-Server und WLAN, um die Geräte mit jedem Browser-fähigen Tablet oder Smartphone zu bedienen. Das Datenspeicherkonzept speichert alle Gerätedaten unverlierbar im Speicherbaustein HistoROM und ermöglicht den einfachen Ersatzteil-Komponententausch ohne Neuparametrierung. Das integrierte SIL-Gerätekonzept unterstützt im kompletten Lebenszyklus von Gas-Durchfluss-SIL-Sicherheitseinrichtungen und hilft, systematische Fehler entlang des Lebenszyklus, wie zum Beispiel eine falsche Auslegung oder eine Fehlbedienung zu vermeiden. Zudem ermöglicht die Heartbeat Technology eine automatisierte wiederkehrende Prüfung nach SIL und erkennt frühzeitig Schädigungen im Sensor, zum Beispiel durch Korrosion.
    Die Darstellung zeigt, dass auch in der Gas-Durchflussmessung vielfältige Möglichkeiten zur Optimierung und Erweiterung des Messbetriebes bestehen.

Autor
Christian Rützel, Head of Department Sales Marketing Portfolio Flow