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

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Präsentation zum Thema: "Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 1 Flow Keyboard English version Flow Keyboard enter."—  Präsentation transkript:

1 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 1 Flow Keyboard English version Flow Keyboard enter

2 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 2 Flow Keyboard English version Overview Flow-, Volume and Massflowmeters indirectdirect Volumemeters Magn. ind. Flowmeters Magn. Ind. flowmeters Variable Area- flowmeters Venturi channelmeter Ultrasonic Flowmeters rectangle-, triangle weir Coriolis omega / bent tube thermal Positiv Displacement Oval wheel meter Effective Pressure Technology Volume- flowmeters Vortex flowmeter Twist flow- meter Turbometer, Positiv- displacement meter, Woltman- meter Flowmeters Transit Time Doppler Helix Pulsed DC Rectified field Mass- flowmeters Closed pipes Open Channel, non-filled pipes Coriolis straight tube Coriolis paralel tube Rotary piston meter Comparison 1 Comparison 2 Comparison 3 Pulsed AC Press Escape Back to Presentation

3 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 3 Flow Keyboard English version Rotary piston meter Rotary piston meter Coriolis bent tube Coriolis bent tube Variable Area- flowmeters Variable Area- flowmeters Coriolis paralel tube Coriolis paralel tube Comparison 1 Back to Overvieuw Comparison 1 Comparison 2 Comparison 3

4 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 4 Flow Keyboard English version US Doppler US Doppler Vortex US Transit time US Transit time US Helix US Helix Comparison 1 Comparison 2 Comparison 3 Back to Overvieuw Comparison 2

5 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 5 Flow Keyboard English version MID DC MID DC MID Rectified field MID Rectified field Effective Pressure Techn MID AC MID AC Comparison 1 Comparison 2 Comparison 3 Back to Overvieuw Comparison 3

6 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 6 Flow Keyboard English version Rotary Piston Meter Measuring principle The 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 80 PN 4 to 63 Flow: 0,2 to 1000 l/min Measuring accuracy: < 0,3% Viscosity: to mPa. S Various material combinations Media temperature: to 300°C Advantages and disadvantages Advantages: - Accuracy (custody transfer measurements) - Batch processes - High- and low- viskose media (to 3, 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 - Durable Disadvantages: - 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 Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

7 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 7 Flow Keyboard English version Variable Area Flowmeters Measuring principle The 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 m 3 /n with liquids Flow: 16l/h m 3 /n with gases Media temperature: to 300°C Operating pressure: to PN40 Contact possibilities and current exit Thread and flange connection Advantages and disadvantages Advantages: - 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 exit Disadvantages: - 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 Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

8 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 8 Flow Keyboard English version Coriolis (paralel tube) Technical data (Not contained in the Siemens PI 1 portfolio) Resonant frequency of 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 principles Both 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 Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

9 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 9 Flow Keyboard English version Coriolis (Massflo) iahacd icduhi cihchcococdajcoacoajaojacoaj aco poadcjacp acpjp acpjac pca p acßopiacßac ádcßikacßcc,cao,capoac,pcc,pac,ac acßca DDWDWcbxxb Technical data Resonant frequency Measuring accuracy...%... Advantages and Disadvantages Measuring principles iahacd icduhi cihchcococdajcoacoajaojacoaj aco poadcjacp acpjp acpjac pca p acßopiacßac ádcßikacßcc,cao,capoac,pcc,pac,ac acßca ßac+ acßk capoücakacpk ackcaüakcaüc acüpack iahacd icduhi cihchcococdajcoacoajaojacoaj aco poadcjacp acpjp acpjac pca p acßopiacßac ádcßikacßcc,cao,capoac,pcc,pac,ac acßca ßac+ acßk capoücakacpk ackcaüakcaüc acüpack asdsadsadda Back to Overvieuw Rotary piston meter Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

10 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 10 Flow Keyboard English version Ultrasonic Doppler Technische Daten (Nicht im Portfolio von Siemens PI 1 enthalten) Messgenauigkeit: > 2 % vom Messwert Vorteile und Nachteile Vorteile: -Einfache Montage auf existierende Rohrleitungen -Nicht-intrusiv, keine beweglichen Teile, kein Druckverlust -Verschleißfrei -Geeignet für Messstoffe mit Feststoffanteilen Nachteile: -Partikelgeschwindigkeit/Streukörpergeschwi ndigkeit 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 Messprinzip Beim 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 Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

11 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 11 Flow Keyboard English version 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 °F Zertifikate 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+H 2 T6/Cl. I Div. 2 Gp. BCD Messgenauigkeit: 0,5 % vom Messwert Vorteile und Nachteile Vorteile: -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 Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

12 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 12 Flow Keyboard English version 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 – v C0 = Schallgeschwindigkeit im unbewegten Messstoff v = Fließgeschwindigkeit im Messrohr Ultrasonic Flowmeter principle Back to Overvieuw Rotary piston meter Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

13 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 13 Flow Keyboard English version 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 Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

14 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 14 Flow Keyboard English version Measuring principle The 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 Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

15 Process Instrumentation and Analytics Vertical Marketing Chemical Industry UPDATE 15 Flow Keyboard English version Magnetic Inductive DC Messprinzip Prinzipiell 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 Anfrage Messbereiche: 0 – 3 l/h bis 0 – m3/h // 0 – 0,79 US gpm – 0 – gpm Genauigkeit: 0,5 % vom Messwert Max. Messstofftemperatur: bis 180 °C / 356 °F(auskleidungsabhängig) Vorteile und Nachteile Vorteile: - 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 Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time

16 Automation and Drives Magnetic Inductive AC Vorteile und Nachteile Vorteile: - 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 Anfrage Messbereiche: 0 – 5 l/h bis 0 – m3/h // 0 – 1,32 US gpm bis 0 – US gpm Genauigkeit: 0,5 % vom Messwert Max. Messstofftemperatur: bis 180 °C / 356 °F (auskleidungsabhängig) Vertical Marketing & Chemical Industry UPDATE Back to Overvieuw Rotary piston meter Variable Area Flowmeters Magnetic Inductive AC Magnetic Inductive DC Ultrasonic Helix Coriolis parallel tube Coriolis Massflo Ultrasonic Doppler Ultrasonic Transit Time


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