Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 1 Flow Keyboard...

Flow Keyboard English version

Process Instrumentation and Analytics

Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE

1

Flow Keyboard

enter




2

OverviewFlow-, Volume and MassflowmetersOverviewFlow-, Volume and Massflowmeters

indirectdirect

Volumemeters

Magn. ind.Flowmeters

Magn. Ind.flowmeters

Variable Area-flowmeters

Venturichannelmeter

Ultrasonic Flowmeters

rectangle-,triangle weir

Coriolisomega /

bent tube

thermal

Positiv Displacement

Oval wheel meter

Effective Pressure Technology

Volume-flowmeters

Vortex flowmeter

Twist flow-meter

Turbometer,Positiv-

displacementmeter,

Woltman-meter

Flowmeters

Flowmeters

Transit Time

Doppler

Helix

Pulsed DC

Rectified fieldMass-

flowmeters

Closed pipes

Open Channel,non-filled pipes

Coriolisstraight tube

Coriolisparalel

tube

Rotary piston meter

Comparison 1

Comparison 2

Comparison 3Pulsed AC

Press EscapeBack to

Presentation




3

Rotary piston meter

Rotary piston meter Coriolis

bent tubeCoriolis

bent tube

Variable Area-flowmeters

Variable Area-flowmetersCoriolis

paralel tubeCoriolis

paralel tube

Comparison 1

Back to Overvieuw

Comparison 1

Comparison 2

Comparison 3




4

USDoppler

USDoppler VortexVortex

USTransit time

USTransit timeUS

HelixUS

Helix

Comparison 1

Comparison 2

Comparison 3

Back to Overvieuw

Comparison 2




5

MIDDC

MIDDC MID

Rectified fieldMID

Rectified field

Effective Pressure Techn

Effective Pressure TechnMID

ACMIDAC

Comparison 1

Comparison 2

Comparison 3

Back to Overvieuw

Comparison 3




6

Rotary Piston Meter

Measuring principleThe oscillating rotary piston divides the measured liquid into accurately defined subsets, which together form the measuring chamber volume. Once with every ring butt rotation the measuring chamber volume is edged out. The circulation of the rotary piston is transferred by a magnet clutch, free of sealed bushing to drum-type counters and registers.

Technical data (SITRANS FR)PN 15,25,50 and 80PN 4 to 63Flow: 0,2 to 1000 l/minMeasuring accuracy: < 0,3%Viscosity: to 350 000 mPa. SVarious material combinationsMedia temperature: to 300°C

Advantages and disadvantagesAdvantages:- Accuracy (custody transfer measurements)- Batch processes - High- and low- viskose media (to 3,500.000

mPa.s)- Aggressive media- Mobile applications (without auxiliary power) - No undisturbed in- and outlet straight length

needed (installation on vehicles)- Operating temperature to 300°C (thereby

heating) - Smaller solid particles possible- DurableDisadvantages: - Pressure loss - Mobile parts - Expensive for big pipe diameters - Flow limit for every pipe diameter - Wearing from abrasive media

Back to Overvieuw

Rotary piston meter

Variable Area Flowmeters

Magnetic InductiveAC

Magnetic InductiveDC

UltrasonicHelix

Coriolis parallel tube

Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler

UltrasonicTransit Time




7


Measuring principleThe direction of flow in the vertical conic tube is from the bottom to the top.The upward flowing media lifts the float for as long as necessary to reach an equilibrium. The ring shaped gap between the measuring tube and the reading edge of the float is just big enough so that the state of suspense is achieved

Technical data (SITRANS FVA)Flow: 1 l/h .... 100 m3/n with liquidsFlow: 16l/h .... 630 m3/n with gasesMedia temperature: to 300°COperating pressure: to PN40Contact possibilities and current exitThread and flange connection

Advantages and disadvantagesAdvantages:- reasonably priced, simple construction - no auxiliary energy necessary- suitable for liquids and gases - no in- and outlet straight length

necessary - assembly and maintenance friendly- available with contact or current exitDisadvantages:- Vertical installation - Pressure loss- Solids can damage measuring edge - Pressure, temperature and density

dependant- Sensitive against pulsation or vibration- Wearing from abrasive media

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler





8

Coriolis (paralel tube)

Technical data (Not contained in the Siemens PI 1 portfolio)•Resonant frequency of 600-1100 Hz at very low amplitude•Measuring accuracy ????%

Advantages and Disadvantages+Direct Mass flow measurement without

Pressure- and Tempertaure compensation+The measurement isn´t impaired in certain

limits by viscosity, density, gas and solid content

+Signal exits for mass flow, density and temperature of a sensor

- Relatively high price- Sensitive to vibrations (dependent on the

respective construction principle)- High installation costs (dependant the

respective construction principle)- Matching of the device zero point

Measuring principlesBoth the tubes are put into oscillation by a electromagnet.. At the ends of the double tubes are sensors that register the oscillation. If the tubes aren't flowed through, in-phase signals are measured. If mass particles have flowed through the tubes they have a certain influence on the oscillation of the tube. This can therewith be explained that the mass particles are accelerated crossways by the oscillation of the tube.(Coriolis-Effect). When the particles enter, the crossways acceleration of the mass particles is 0, the oscil-lation is therefore muffled. The particles are acce-

lerated across the length of the double tube and when leaving the system, the crossways acceleration and therefore the oscillation of the double tube is maximum. The time and phase shift between oscillation at the beginning and at the end of the tube.

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler





9

Coriolis (Massflo)

iahacd icduhi cihchcococdajcoacoajaojacoaj acopoadcjacp acpjp acpjac pca pacßopiacßacádcßikacßcc,cao,capoac,pcc,pac,ac acßca DDWDWcbxxb

Technical data •Resonant frequency•Measuring accuracy ...%•...•...•...

Advantages and Disadvantages+...+...+...+...+...+...+...+...+...- ...- ...- ...- ...

Measuring principlesiahacd icduhi cihchcococdajcoacoajaojacoaj acopoadcjacp acpjp acpjac pca pacßopiacßacádcßikacßcc,cao,capoac,pcc,pac,ac acßca ßac+acßk capoücakacpk ackcaüakcaüc acüpackiahacd icduhi cihchcococdajcoacoajaojacoaj acopoadcjacp acpjp acpjac pca pacßopiacßacádcßikacßcc,cao,capoac,pcc,pac,ac acßca ßac+acßk capoücakacpk ackcaüakcaüc acüpackasdsadsadda

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler





10

Ultrasonic Doppler

Technische Daten (Nicht im Portfolio von Siemens PI 1 enthalten)Messgenauigkeit: > 2 % vom Messwert

Vorteile und NachteileVorteile:- Einfache Montage auf existierende

Rohrleitungen - Nicht-intrusiv, keine beweglichen Teile, kein

Druckverlust - Verschleißfrei - Geeignet für Messstoffe mit

Feststoffanteilen

Nachteile: - Partikelgeschwindigkeit/

Streukörpergeschwindigkeit weicht häufig von der Geschwindigkeit des Fluids ab, dadurch Fehlmessungen

- Schallgeschwindigkeit des Partikelmaterials muss sich von der des Fluids stark unterscheiden

- Hohe Fließgeschwindigkeit des Messstoffes notwendig, da Partikel sonst zu Ablagerungen neigen

- Ultraschallfeld wird häufig direkt in der Randströmung abgelenkt. Dadurch starke Abhängigkeit vom Strömungsprofil

MessprinzipBeim Ultraschalldurchflussmesser nach dem Doppler-Verfahren wird ein Ultraschallsignal (üblicherweise 1 bis 5 MHz) in einem Winkel in das Messrohr gesendet. Reflektierende Partikel (z. B. Schmutz, Gas, Luftblasen, Schlieren im Messstoff, senden Teile der ausgesendeten Ultraschallsignale zurück zum Empfänger. Da sich die reflektierenden Schwebkörper in Richtung Sender bzw. davon weg bewegen, weicht die Frequenz des zurückgesandten Signals vom ursprünglich ausgesendeten Signal ab (Doppler-Effekt)

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler





11

Ultrasonic Transit Time

Technische Daten (Siemens SITRANS F US)Nennweiten: DN 25, 50, 80, 100 / 1“, 2“, 3“, 4“)Messstofftemperatur: - 20 bis +180 °C // -4 bis +356 °FZertifikate und Zulassungen: - II 2 G EEx d IIC T6 bzw. EEx dem IIC T6 bzw. EEx dem [ib] IIC T6 bzw. EEx dem [ia] IIC T6- FM Cl. I Zone 1, AEx D IIB+H2 T6/Cl. I Div. 2 Gp.

BCDMessgenauigkeit: 0,5 % vom Messwert

Vorteile und NachteileVorteile:

- Geringer Druckverlust und keine beweglichen Teile im Messrohr

- Temperaturbeständig bis 180 °C - Geeignet auch für nicht-leitfähige reine

Flüssigkeiten - Zusätzliche Information über

Messstoffqualität wie z. B. Temperatur, Konzentration

- SITRANS F US besonders geeignet für kleine Rohrnennweiten und geringe Fließgeschwindigkeiten

Nachteile:

- Nicht geeignet für Zweiphasenstoffe bzw. Messstoffe mit Feststoffanteilen oder Luftblasen

- Nicht geeignet zur Messung von Gasen und Dämpfen

- Nicht geeignet für hochvisköse Messstoffe (nennweitenabhängig)

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler





12

Akkustische Strömungsmessverfahren wie die Ultraschall-Durchflussmessung nutzen Schallwellen oberhalb der Hörgrenze, d. h. > 20 kHz zur Geschwindigkeits- und Durchflussmessung. Dabei ändert die Mitführung von Schallwellen im Fluid die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle und die Richtung des Schallstrahles.Beim Laufzeitdifferenzverfahren wird die Zeit gemessen, die eine Schallwelle benötigt, um über den Weg 1 vom Sender Punkt A zum Empfänger nach B (in Flussrichtung) bzw. zurück (gegen Flussrichtung) zu gelangen. Dabei sind die elektro-akkustischen Wandler (Piëzos) längs versetzt an beiden Seiten des Messrohres eingebaut.

Dabei gilt: C1 = C0 + v und C2 = C0 – vC0 = Schallgeschwindigkeit im unbewegten Messstoffv = Fließgeschwindigkeit im Messrohr

a

Ultrasonic Flowmeter principle

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler





13

Die Angebote der Hersteller unter-scheiden sich durch die Zahl der eingesetzten Schallwandler bzw. durch die Art der Schallführung. Siemens SITRANS F US verfügt über ein patentiertes Verfahren mit helixförmiger Schallführung. Dabei wird das Ultraschallsignal mehrfach an der Messrohrwand abgelenkt und so künstlich verlängert. Das Strömungsprofil wird an mehreren Stellen im Messrohr in die Messung mit einbezogen, dadurch wird höch-ste Messgenauigkeit bei laminarem und turbulentem Strömungsprofil erreicht. Gleichzeitig verlängert sich der Ultraschallweg in beide Rich-tungen, wodurch sich ein größeres Delta-T ergibt. Dies bewirkt höchste Messgenauigkeit gerade bei klei-nen Fließgeschwindigkeiten und Rohrdurchmessern.

Ultrasonic Helix

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler





14

Measuring principleThe electromagnetic flow measurement system is based on the Faraday´schen induction law. If an electrical conductor is moved in a magnetic field an electrical voltage is inducted in the conductor perpendicular to both the direction of the motion and the magnetic induction and whose magnitude is proportional to the magnetic field strength and the velocity of the movement.

For the electromagnetic flow meter the following equation applies:

U = k x B x D x v U = induced voltage in the measuring electrodes k = absolute constant (tested and constant for every measuring tube) B = magnetic induction (constant) D= constant electrode distance (inside diameter of the measuring tube) v = middle flow velocity speed

With the pulsed continuous field (PDC) the coil current and the magnetic induction are communicated periodically.

By different formation and/or by an integration procedure of scanned signal voltage, zero point drifting as well as chemical and electrical interference voltages are eliminated so that the measuring accuracy has no influence on the generated signal voltage.

Magnetic Inductive Flowmeters

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler





15

Magnetic Inductive DC

MessprinzipPrinzipiell gleich wie bei Messung nach getaktetem Gleichfeldverfahren. Beim getakteten Wechselfeld werden die Magnetspulen mit vergleichsweise hoher Netzspannung (115 V AC bzw. 230 V AC) versorgt. Dadurch erhält man eine 5 – 10 mal größere Signalspannung verglichen mit getakteten Gleichfeldgeräten. Der Einfluss von schwankenden Netzspannungen, Spulentemperaturen und magnetischen Eigenschaften des Messstoffes wird durch eine Messung des magnetischen Feldes mit Hilfe einer zusätzlichen Referenzspule eliminiert.

Technische Daten (Siemens SITRANS F M):

Nennweiten: DN 2 – DN 600 / 2 mm – 24“Druckstufen: PN 10 – PN 40 / 145 – 580 psi, höher auf AnfrageMessbereiche: 0 – 3 l/h bis 0 – 10.000 m3/h // 0 – 0,79 US gpm – 0 – 50.000 gpmGenauigkeit: 0,5 % vom MesswertMax. Messstofftemperatur: bis 180 °C / 356 °F(auskleidungsabhängig)

Vorteile und NachteileVorteile: - Wie bei getaktetem Gleichfeldverfahren,

zusätzlich: - Messung von 2-Phasen-Stoffen (z. B.

Papierpulpe, Messstoffe mit hohen Feststoffanteilen)

- Messungen von Flüssigkeiten geringer Leitfähigkeit (> 0,008 µS/cm, bei VE-Wasser > 3 µS/cm)

- Messung bei pulsierenden Strömungen

- Messung kleiner Fließgeschwindigkeiten ab 0,15 m/s / 0,492 m/s

Nachteile: - Nicht geeignet zur Messung von Gasen,

Schaum und nicht leitfähigen Messstoffen

- Rohrleitung muss prinzipbedingt vollständig gefüllt sein

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler


Automation and Drives

Magnetic Inductive AC

Vorteile und NachteileVorteile: - Freier Rohrquerschnitt, dadurch kein

zusätzlicher Druckverlust

- Unabhängig von Änderungen in Dichte, Viskosität, Druck, Temperatur und

Leitfähigkeit des Messstoffes- Praktisch verschleißfrei – keine

beweglichen Teile im Messrohr- Keine Nachkalibrierung erforderlich- Vor- und Rückflussmessung möglich - Hohe Temperaturbeständigkeit bei hoher

chemischer Resistenz (auskleidungsabhängig)

Nachteile:

- Nicht geeignet für Messstoffe mit Leitfähigkeit unter 3 µS/cm

- Nicht geeignet zur Messung von Zweiphasenstoffen bzw. Messstoffen mit

hohem Feststoffanteil- Nicht geeignet zur Messung von Gasen,

Ölen und Schaum- Rohrleitung muss prinzipbedingt

vollständig gefüllt sein

Technische Daten (Siemens SITRANS F M):

Nennweiten: DN 2 – DN 2000 / 2 mm – 80“Druckstufen: PN 10 – PN 40 / 145 – 580 psi, höher auf AnfrageMessbereiche: 0 – 5 l/h bis 0 – 100.000 m3/h // 0 – 1,32 US gpm bis 0 – 500.000 US gpmGenauigkeit: 0,5 % vom MesswertMax. Messstofftemperatur: bis 180 °C / 356 °F (auskleidungsabhängig)

Vertical Marketing & Chemical Industry UPDATE

Back to Overvieuw

Rotary piston meter




UltrasonicHelix


Coriolis Massflo

UltrasonicDoppler


Date post:	06-Apr-2015
Category:	Documents
Upload:	adeltrudis-zehren
View:	111 times
Download:	0 times

Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 1 Flow Keyboard...

Documents