Martin Leupold, Senior Produktmanager Prozesssensoren bei der Baumer GmbH
Das kalorimetrische Messverfahren basiert auf den physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Wärmeleitung und des Wärmetransports in Flüssigkeiten und Gasen. Ein Körper höherer Temperatur gibt dabei Energie in Form von Wärme an seine Umgebung ab. Die Höhe der Energieabgabe ist abhängig von der Temperaturdifferenz und dem Massefluss. Das lässt sich messtechnisch nutzen: ein beheizter Sensor wird durch die ihn umströmende Flüssigkeit abgekühlt, dabei ist der Grad der Abkühlung direkt abhängig von der vorbeiströmenden Masse. Neben der Fließgeschwindigkeit lässt sich so mit einem Sensor auch die Medientemperatur erfassen und überwachen. Prinzipiell eignet sich das Verfahren für alle Medien und ist unabhängig von der Viskosität sowie der elektrischen Leitfähigkeit, kann also beispielsweise auch Reinstwasser messen.
Zwei neue Sensortypen
Mit den Strömungssensoren Flexflow PF20H und PF20S ergänzen nun gleich zwei kalorimetrische Sensortypen das Produktportfolio von Baumer, das damit alle gängigen Prozessgrößen abdeckt. Mit ihnen lassen sich Fließgeschwindigkeiten und Temperaturen in ganz unterschiedlichen Branchen und Prozessen erfassen. In der Version PF20S erfüllt der thermische Strömungssensor alle industriellen Anforderungen, während die Version PF20H speziell für den Einsatz in hygienisch sensiblen Bereichen ausgelegt ist. Beide Varianten eignen sich für Fließgeschwindigkeiten von 10 cm/s bis 400 cm/s und Temperaturen zwischen -25 °C und +150 °C, nehmen also auch dann keinen Schaden, wenn beispielsweise CIP-Reinigungsprozesse in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie mit hohen Temperaturen gefahren werden.
Die Sensoren sind sowohl in einer Analogausführung – 4…20 mA oder 0…10 V – als auch mit mittels IO-Link frei einstellbaren Ausgängen erhältlich. Die IO-Link-Schnittstelle erlaubt dabei eine gleichzeitige Parametrierung mehrerer Sensoren. Dies vereinfacht die Schaltpunktanpassung für unterschiedliche Prozessschritte und kann zu Zeiteinsparungen führen. Alle Datensätze können zudem zentral in der SPS vorgehalten werden, was eine fehlerfreie Konfiguration der Anlage gewährleistet.
Prozesse in geschlossenen Rohrsystemen effektiv überwachen
Die Einsatzbereiche der thermischen Strömungssensoren sind breit gefächert. So lassen sich mit ihrer Hilfe ganz unterschiedliche Prozesse in geschlossenen Rohrsystemen effektiv überwachen und gegebenenfalls optimieren. Ein typisches Beispiel sind die bereits erwähnten CIP-Reinigungsverfahren im Food- und Pharmabereich. Hier stellt neben der Temperatur auch die Strömungsgeschwindigkeit der Reinigungslösung ein wichtiges Kriterium dar. Ist sie zu gering, dauert die Reinigung zu lange und die Produktivität der Anlage sinkt. Im schlimmsten Fall kann sogar die Reinigungsqualität leiden. Deshalb empfiehlt es sich, die Fließgeschwindigkeit nicht nur direkt nach der Pumpe, sondern auch im Rücklauf zu überwachen. Die Strömungswiderstände in den Rohrleitungen werden dadurch zuverlässig erfasst und auch am entferntesten Punkt zur Pumpe kann gewährleistet werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit für die Reinigung ausreichend hoch ist.
