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INNOVATIVE INDUSTRIE
Stabile und reproduzierbare Durch üsse sind die Basis eines erfolgreichen Produktionsprozesses.
Gasdurch üsse sind messbar und kontrollierbar mittels eines thermischen Massendurch ussreglers.
Der neue EL-FLOW Prestige PI
JULI/AUGUST 2018 | INNOVATIONS • NEW BUSINESS 65
Immer wieder ist zu sehen, wie unterschiedliche
äußere Faktoren die Messgenauigkeit
und die Stabilität der Regelung
durch die Massendurchflussregler
beeinflussen können. Dabei sind die
wichtigsten Einflussgrößen Temperaturschwankungen
und Schwankungen im
Leitungsdruck.
Diese Schwankungen können aufgrund
eines stetig sinkenden Druckes in einer
Gasversorgung (Druckgasflasche) oder
aufgrund gegenseitiger Beeinflussung
mehrerer Durchflussregler oder anderer
Stellglieder in einem System entstehen.
Um diese Einflüsse zu kompensieren, hat
Bronkhorst den neuen EL-FLOW Prestige
PI (PI = Pressure Insensitive) entwickelt.
Cross-Talk bei Massendurchflussreglern
Unter Crosstalk versteht man die gegenseitige
Beeinflussung (Interferenz)
von Instrumenten.
Solche Interferenzen
entstehen
typischerweise, wenn
z. B. mehrere Durchflussregler
nahe beieinander in derselben
Leitung positioniert oder auf derselben
Schiene installiert sind. Der Leitungsdruck
in so einem Set-up wird von den verschiedenen
Komponenten wie Durchflussmessern
und Durchflussreglern beeinflusst. Wird der
Sollwert eines Massendurchflussreglers
geändert, so ändert sich auch der Fließdruck,
weil nun entweder mehr oder weniger Gas
fließt. Da Durchflussmesser und -regler auf
einen bestimmten Druck kalibriert sind,
weicht der reale Durchfluss vom angezeigten
ein wenig ab. Je nachdem, wie groß die
Druckschwankung ausfällt, können auch die
Abweichungen beliebig groß ausfallen.
Statische Druckkompensation
Darunter versteht man eine Kompensationsmethode
für langsame Änderungen im Druck,
z. B. dem langsam abfallenden Druck einer
Druckgasflasche. Der EL-FLOW Prestige PI
kombiniert eine Druckmessung mit einem
Konversionsalgorithmus on board direkt im
Massendurchflussregler. Das ermöglicht
eine Echtzeitberechnung der tatsächlichen
Fluideigenschaften. Bei der thermischen
Massendurchflussmessung bzw. -regelung
werden Dichte, Viskosität, Wärmeleitung und
Wärmekapazität zur Kalkulation des Massenstromes
genutzt. Diese Eigenschaften verändern
sich unter dem Einfluss von Druck
und Temperatur. Die Berücksichtigung der
tatsächlichen Temperaturen und Drücke führt
zu einer noch akkurateren Messung des
Durchflusses und einer stabileren Regelung.
Dynamische Druckkompensation
Darunter versteht man eine Kompensationsmethode
für schnelle Änderungen im Druck.
Diese Druckänderungen treten z. B. auf, wenn
ein Durchflussregler mit höherem Durchfluss
auf derselben Versorgungsleitung seinen
Sollwert ändert. Dies erzeugt starke Fluktuationen
im Fließdruck. Dieser unerwünschte
Effekt, auch bekannt als Cross-Talk, kann
einen Prozess immens stören. Sobald der
im EL-FLOW Prestige PI integrierte Drucksensor
diese schnellen Druckänderungen
erkennt, wird die Ventilregelung entsprechend
justiert und der Durchfluss stabilisiert.
Stabile Durchflussregelung mit integrierter
Konversion
Der neue EL-FLOW Prestige PI kombiniert
die bereits etablierte Temperaturkompensation
mit einer neuartigen Druckkompensation.
Darüber hinaus ermöglicht der
integrierte Algorithmus, den
gemessenen Durchfluss
in ein anderes Fluid oder
auf andere Prozessbedingungen
umzurechnen, die
in der integrierten Datenbank
hinterlegt sind (Multi-Fluid-Multi-Range-
Funktion mit bis zu 25 Gasen und daraus
erzeugbaren Gemischen). Die tatsächlich
gemessene Temperatur und der reale Druck
werden in diesem Konversionsmodell genutzt,
um die unter Prozessbedingungen
auftretenden Schwankungen zu kompensieren.
Dies führt zu einer noch verlässlicheren
Konversion und Stabilität in der Regelung.
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Echtzeit-Druck- und Temperaturkompensation
für optimale Durch ussregelung