deltawaveC-P Portabler Ultraschalldurchflussmesser (clamp-on) für Flüssigkeitsleitungen 1

Historie Seit 1995: Lieferant für clamp-on Ultraschalldurchflussmesser 1995 - 2000: Controlotron Since 2000: fuji Electric Seit 2004: Entwicklung/Produktion Ultraschalldurchflussmesser deltawave f. gefüllte und teilgefüllte Gerinne Seit 16 Jahren Erfahrung mit Ultraschallmesstechnik Kraftwerke Wasserkraft Kühlwassermanagement Kläranlagen, Wasserverteilung Chemie Gebäudetechnik Hochwasserschutz systec Controls bietet seit 1995 Jahren clamp-on Ultraschalldurchflussmessgeräte für gefüllte Flüssigkeitsleitungen. Zunächst als Exklusivvertretung für die Firmen Controlotron, anschließend für die Fa. Fuji Electric. Mit der Eigenentwicklung von deltawave bietet systec Controls seit 2005 auch Ultraschallmesstechnik für gefüllte und teilgefüllte Rohre, Kanäle und Flüsse an. Seit 16 Jahren ist systec Controls damit mit Ultraschallmesstechnik auf dem Markt für das Messen von Flüssigkeiten in Rohrleitungen aber auch in teilgefüllten Kanälen und Flüssen. Die Ultraschallsysteme von systec Controls finden sich dabei in vielen Branchen und Anwendungen wie Kraftwerken (z.B. Kühlwasser, Fernwärme), Abwasser- und Wasserwirtschaft (z.B. Kläranlagenzu- und ablauf, Trinkwasserverteilung) aber auch in der Gebäudetechnik (Kühlsysteme, Wärmepumpen) und der Wasserkraft (Turbinenoptimierung, Leckageüberwachung) 2

Motivation Engineering intensiv Einsatzgrenzen Identifizierte Schwachstellen bestehender clamp-on Geräte Engineering intensiv Einsatzgrenzen Temperatur Zusätzliche Messwerte: Wärmemenge, Wärmeleistung Preisgestaltung / Lieferfähigkeit Bedienbarkeit Die Ultraschall clamp-on-Technologie hat sich in den vergangenen Jahren zu einer etablierten und bewährten Technik v.a. für das Messen von gefüllten Flüssigkeitsleitungen entwickelt. Nichtsdestotrotz erschweren bestehende Systeme den Einsatz dieser genauen und zuverlässigen Technik für den Anwender: Vor allem die Bedienbarkeit und die Parametrierung solcher Messgeräte ist häufig kompliziert und für Nicht-Spezialisten langwierig und fehleranfällig. Auch die Einsatzgrenzen bzw. die Funktionalität genügen den heutigen Anwenderforderungen z.T. nicht. Typisches Beispiel ist hier die Wärmemengenmessung in Fernwärmenetzen, die von Standardsystemen wegen mangelnder Temperaturfestigkeit bzw. überhaupt fehlender Funktionalität nicht bedient werden können. Hochtemperatursensorik und Wärmemengenmessung sind teuere Extras. Die Forderung nach schneller Lieferfähigkeit sowie den Wunsch nach individueller Geräteanpassung von OEM und private label Kunden erfordern ein überarbeitetes Logistikkonzept. 3

Messprinzip Prinzip der Laufzeitmessung  L T1 T2 D Ultraschallwandler Das Messprinzip von deltawaveC basiert auf dem Ultraschalllaufzeitdifferenzverfahren. Im Englischen wird diese Methode auch als Time-of-flight Prinzip genannt Dazu werden zwei Ultraschallwandler, man spricht hier auch von einem akustischen Pfad, von außen auf die Rohrleitung montiert und mit der Auswerteelektronik verbunden. Die Ultraschallwandler arbeiten wechselseitig als Sender und Empfänger und senden sich Ultraschallsignale zu, wobei jeweils die Signallaufzeiten des Hin- und Rücksignals (T1, T2) gemessen werden.Die Elektronik des deltawaveC-P misst die Laufzeitdifferenz dt = T2 – T1 der mit und gegen die Strömungsrichtung laufenden Ultraschallsignale T1 und T2. Diese Signale werden durch die Mediumsströmung beschleunigt (T1) bzw. gebremst (T2). Die dadurch entstehende Differenz in den beiden Signallaufzeiten ist proportional zur Fließgeschwindigkeit und wird zusammen mit den durch die Installation gegebenen Parametern (Pfadlänge L, Winkel a) und der Rohrleitungsgeometrie zur präzisen Berechnung des Durchflusses verwendet. Fließgeschwindigkeit [m/s] Durchfluss [m3/s] 4

Wärmemengenmessung Wärmeleistung Die integrierte Wärmemengenmessfunktion des deltawaveC ermöglicht eine schnelle und einfache Erfassung der Wärmeströme. Dazu wird mit externen Temperatursensoren am Vor- und am Rücklauf die Temperaturdifferenz gemessen. deltawaveC-P misst parallel dazu den Volumenstrom und berechnet daraus den Wärmestrom und die Wärmemenge unter Berücksichtigung des spezifischen Wärmekoeffizienten des Mediums. All dies geschieht wieder ohne Eingriff in das Rohrsystem: Temperatur- und Ultraschallsensoren werden einfach von außen auf der Rohrleitung aufgeschnallt. Wärmeleistung 5

Technische Daten Messprinzip: Ultraschalllaufzeit Messgrößen Fließgeschwindigkeit Durchfluss und Volumen Wärme- Kältemenge / Wärme- bzw. Kälteleistung Messgenauigkeit: bis 1% Betriebsbedingungen Temperatur: -40…150°C Rohrleitungsgröße: DN10….DN6000 Messbereich: -30….30 m/s Schnittstellen 2x PT100 für Wärmemengenmessung 2x 4…20mA Ausgänge (Durchfluss, Fließgeschwindigkeit….) 1x Relais (Alarm, Volumenzähler (m3) Integrierte SD-Speicherkarte (2GB) für Datenaufzeichnung USB für Datenübertragung zu PC 6

Applikationsbeispiel (1) Kunde: Kläranlage Applikation: Dünnschlammmessung DN300 Wandlertyp: 1 MHZ Montage: V-Modus mit Montageschiene und Spannketten 7

Applikationsbeispiel (2) Kunde: Kläranlage Applikation: Verifizierung MID im Einlauf Wandlertyp: 500 kHz Montage: Z-Modus, Textilspannbänder 8

Applikationsbeispiel (3) Kunde: Heizkraftwerk Applikation: Kühlwasserleitung, DN1000 Wandlertyp: 500 kHz Montage: V-Modus, Textilspannbänder 9

Merkmale / Kundennutzen Bedienung Schnellstart („Quick-Setup“): < 1 Min Großer Klartextdisplay Einfache und intuitive Bedienung Umfangreiche Stoffdatenbank Messgenauigkeit: Bis 1% Ultraschallwandler Schnelle und einfache Installation kein Prozessstillstand Berührungs- und wartungsfrei Kein Druckverlust, 100% leckagesicher Hygienisch einwandfrei Integrierte Wärmemengenmessung (standard) Applikationsspektrum Nennweiten DN10…DN6000 mit 3 Ultraschallwandlertypen Hochtemperaturanwendungen (150°C) mit Standardwandlern Wegen der Komplexität bestehender Systeme wurde bei der Entwicklung von deltawaveC größter Wert auf ein einfaches und intuitives Bedienkonzept gelegt. Der Anwender wird durch ein großes Klartext-Display in leicht verständlicher Weise durch die Parametrierung geführt und erhält auf Knopfdruck übersichtlich alle Mess- und Diagnosedaten. Durch das neu entwickelte Quick-Setup-Menü ist die Parametrierung der allermeisten Messstellen in weniger als 1 Minute erledigt. Für Montage der Ultraschallsensoren auf der Rohrleitung steht dem Anwender das „Quick-fix“-Montagesystem zur Verfügung, wodurch die Sensoren einfach, schnell und präzise montiert werden können. Gerade für Anwender des portablen Gerätes, die an wechselnden Messstellen mit wenig Aufwand messen wollen, ist dies und die Tatsache, dass mit nur 3 Sensortypen Rohrgrößen von DN10 bis DN6000 bedient werden können, ein großer Vorteil. deltawaveC hat standardmäßig und ohne Aufpreis bereits die Wärmemengenmessfunktion integriert, wobei mit der Standardsensorik die üblichen Anwendungen aus dem Bereich Heißwasser-/Fernwärme mit einem Temperaturgang bis 150°C bedient werden können. 10