Folie 1

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Ultraschall-ClampOn Durchflussmesser deltawaveC
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Inhalt

• Übersicht Applikationen
• Messprinzip
• Wärmemengenrechnung
• Zielmärkte
• Preise
• Wettbewerb
• Hands-On
• Zusammenfassung

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deltawaveC Durchflussmessung für gefüllte
Flüssigkeitsleitungen
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Anwendungen - Übersicht (1)
Wasser- / Abwasser
Pumpenkontrolle
5
Anwendungen - Übersicht (1)

• Weitere
• Kühl- / Speise- / Trinkwasser
• Getränkeindustrie und Pharmazie
• Petrochemie
• Klimasysteme

Heizsysteme
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Messprinzip Ultraschalllaufzeit (1)
7
Messprinzip Ultraschalllaufzeit (2)
Piezo Element
Ultraschallwandler
Prinzip der Laufzeitmessung
?
L
T1
T2
8
Signalausbreitung
Montageabstand X
Schallgeschwindigkeit
vs_tr
?
V2 e.g. 2500m/s)
Prinzip der Laufzeitmessung
?
V3 e.g. 1480m/s)
L
-gt Signal wird an Materialübergängen gebrochen
-gt Montageabstand X abhängig von
Schallgeschwindigkeiten d. Materialien -gt
Montageabstand X wird von deltawaveC-Elektronik
berechnet
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Reynolds-Kompensation (1)
Viskositäten µ (Beispiele) Wasser (25C)
0.00089 Öl 2.9
-gt Strömungsprofil abhängig von Reynoldszahl -gt
Einfluss von Reynolds muss kompensiert werden
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Reynolds-Kompensation (2)
Laminar Strömung Re lt 2000 (i.d.R. nur bei
hoch-viskosen Medien und/oder sehr geringen
Geschw.
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Reynolds-Compensation (3)
Turbulente Strömung Re gt 8000 i.d.R.
gegeben Bsp. Wasser 20C, v0.04 m/s -gt Re
10,000
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Reynolds-Kompensation (4)
Durchflussmessung muss (geringfügig) kompensiert
werden -gt In deltawaveC wird die Reynoldszahl
und der zugehörige Kompensationsfaktor in
Abhängigkeit in Abhängigkeit des Mediums und der
Fließgeschwindigkeit ermittelt. (k 0.941 )
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Signalverluste (1)
Ultrasonic Transducers
Scattering
Prinzip der Laufzeitmessung
Streuung Richtungsänderung von Signalteilen
durch Reflexionen an Gasblasen oder Partikeln.
Der Effekt nimmt mit steigender Signalfrequenz zu.
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Signalverluste (2)
Ultraschallwandler
Absorption
Absorbtion Umwandlung von akustischer Energie zu
Wärme durch Reibungzwischen Wassermolekülen
(Kompression und Ausdehnung durch US-Signal).
Absorbtionsverluste steigen quadratisch zur
Signalfrequenz
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Signalverluste (3)
Ultraschallwandler
Prinzip der Laufzeitmessung
Absorption
Scattering
-gt Beide Effekte nehmen exponentiell zu mit
steigender Pfadlänge -gt Unterschiedliche Wandler
/ Montagearten verfügbar um optimale
Signalübertragung zu garantieren
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Montage Z-Montage (1)
Ultraschallwandler
Prinzip der Laufzeitmessung
T1
L
?
T2
Ultraschallwandler
17
Montage Z-Montage (2)
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Montage - V-Montage vs. Z-Montage
Einfach, Schnell
Halbe Pfadlänge -gtHöhere Signalstärke Empfohlen
für große Rohrleitungen / belastete Medien
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Ultraschallwandler
500 kHz Höchste Signalstärke DN200-DN6000
2 MHz DN15-DN100 1 MHz DN100-DN400
20
Signalübertragung Kreuzkorrelation (1)
Zeit
3
2
2
21
Signalübertragung Kreuzkorrelation (2)
Reale Signale sind wegen Wandlerträgheit keine
echten Rechteckimpulse.
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Signalübertragung Kreuzkorrelation (3)
Referenzsignal
Sendesignal
Korrelationsmaximum
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Signalübertragung Kreuzkorrelation (1)
-gt Durch Kreuzkorrelation eindeutige
Signalform -gt Signalerkennung auch bei
verrauschten Signalen möglich -gt Stabile
Messung unter schwierigen Bedingungen ( Gas- /
Partikelbelastung / Umweltrauschen)
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Signalübertragung Kreuzkorrelation (5)
Einzelpuls Burst 4 Barker 7 (322)
-gt In Abhängigkeit des gewählten Wandlers wird
das optimale Signal automatisch ausgewählt
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Einlaufstrecken (1)
Ultraschallwandler
Prinzip der Laufzeitmessung
L
?
26
Einlaufbedingungen (2)
27
Einlaufbedingungen (3)
Ultraschallwandler
v1
v2
Durch Mittelwertbildung wird Einfluss von
Schrägströmung kompensiert
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Integrierte Wärmemengenmessung (1)
PT100 Temperatur T_kalt
PT100 T_heiss
Q
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Integrierte Wärmemengenmessung (2)
Wärmeleistung
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Integrated Heat Transfer Measurement (3)
Wärmeleistung (Wärmestrom) W, kW
-gt Kontinuierliches Signal (420mA)
Wärmemenge J, kWh
-gt Typischerweise Zähler (Puls)
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Messumformer (1)
Portabel Stationär
Anzahl Pfade 1 1 / 2
Ausgangssignale Durchfluss, Fließgeschwindigkeit, Wärmestrom Durchfluss, Fließgeschwindigkeit, Wärmestrom
Zähler Volumen, Masse, Wärmemenge Volumen, Masse, Wärmemenge
Diagnoseparameter Schallgeschwindigkeit, Signalamplitude, SNR, Signalqualität, Signalscan am Gerät möglich Schallgeschwindigkeit, Signalamplitude, SNR, Signalqualität, Signalscan am Gerät möglich
Analoge Ausgänge 2x 420mA 2x 420mA
Digitale Ausgänge 1 x Relais 1/2x Relais
Eingänge 2x PT100 2x PT100
Schnittstellen USB USB
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Messumformer (2)
Portabel Stationär
Genauigkeit bis 1 v.M bis 1 v.M
Messzyklus 4 Hz (250ms) (Update des Display / Ausgänge) 4 Hz (250ms) (Update des Display / Ausgänge)
Dämpfung 160 sec (einstellbar) (gleitender Mittelwert) 160 sec (einstellbar) (gleitender Mittelwert)
Bedienung Soft Keys Soft Keys
Sprachen Deutsch, Englisch, Chinesisch Deutsch, Englisch, Chinesisch
Gehäuse Aluminium, PVC PVC
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Messumformer (3)
Portabel Stationär
Schutzklasse IP 54 IP 67
Display 320x240,Backlight 320x240 Backlight
Gewicht
Versorgung Batterie (Li-Ion) 230VAC 230VAC
Betriebstemperatur -2060C -2060C
Datenspeicher Alle Ausgangssignale, Zähler und Diagnosewerte Alle Ausgangssignale, Zähler und Diagnosewerte
Speicherintervall einstellbar 1sek60min einstellbar 1sek60min
Speicherkapazität Einstellbar über integ. SD-Karte (Standard 1 GB) Einstellbar über integ. SD-Karte (Standard 1 GB)
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Ultraschallwandler
2 MHz 1 MHz 0.5 MHz
Nennweite DN10-DN100 DN40/50-DN400 DN200-DN6000
Material PEEK, Aluminium (Montagematerial) PEEK, Aluminium (Montagematerial) PEEK, Aluminium (Montagematerial)
Montage Schiene Ketten Schiene Ketten Spanngurt
Temperatur -40150C -40150C -4080C (150C)

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Hands-On
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deltawaveC vs. Magnetic Flowmeter IDM
U k x B x D x v U Induzierte Spannung, prop.
zum Durchfl. K Kalibrierfaktor D
Elektrodenabstand (ID) v Mittlere
Fließgeschwindigkeit
Prinzip der Laufzeitmessung

• Hohe Genauigkeit (0.3
• - Prozessunterbrechung / Auftrennen der
  Rohrleitung
• - Nur elek. keitfähige Flüssigkeiten (VE-Wasser!)
• Elektroden empfindlich ggb. Ablagerungen
  (Magnetit, Sielhaut

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deltawaveC vs. Inline Ultraschall

• Höhere Signalstärken
• Definierter Messquerschnitt
• - Auftrennen der Rohrleitung notwendig
• Schwer / aufwändige Montage (größere D)
• Prozessunterbrechung
• Medienberührt (Schmutz, Ablagerungen,)

Prinzip der Laufzeitmessung
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deltawaveC vs. Turbinendurchflussmesser

• Hohe Genauigkeit
• Bohrung notwendig
• Druckverlust
• Bewegte Teile
• Empfindlich ggb. Ablagerungen (Lagerbeiwert
  ändert sich)

Prinzip der Laufzeitmessung

• Turbinendrehzahl prop. zu Durchfluss
• Q f / K
• K Kalibrierfaktor

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Zielmärkte / Applikationen - Kraftwerke

• Kühlwasser
• Speisewasser / Kondensat
• Fernwärme
• Prozesswasser
• .

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Zielmärkte / Applikationen Wasser / Abwasser

• Einlauf- / Auslaufmessungen
• Überprüfungsmessungen
• Verbrauchsmessungen / Trinkwasserverteilung
• Leckagen
• Klär(dünn)schlamm

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Zielmärkte / Applikationen Facility Management

• (Heiß)Wasser
• Energieoptimierung
• Leckage

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Zielmärkte / Applikationen Öl Gas / Chemie

• Roh- / Zwischen- / Endprodukte
• Chemisches Abwasser / Prozesswasser
• Aggressive, giftige und korrosive Medien
• Nicht-leitfähige Flüssigkeiten
• Wärmeträger (Thermal Öl)

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Zielmärkte / Applikationen Getränke /
Nahrungsmittel

• Versorgung ((Heiß(Wasser), Abwasser,
  Prozesswasser)
• Energiemessungen
• Produkte
• Hygienisch einwandfreie Messungen

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Zielmärkte - Anlagenbau

• Überwachung hydraulischer Systeme
• Schmiermittelmessungen (z.B. Getriebe)
• Pumpenüberwachung

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Zielmärkte / Pharmazie und Halbleiter

• Berührungsfreie Messung von ultra-reinen
  Flüssigkeiten

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Kundennutzen (1)

• Hohe Messgenauigkeit (bis 1)
• Unabhängig von Druck- und Temperaturänderungen
• Einfache Montage (Minuten)
• Berührungsfreie Messung
• -gt hygienisch einwandfreie Messungen
• Vor-ab Überprüfung an Messstelle möglich
• Integrierte Wärmemengenmessung

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Kundennutzen (2)

• 100 Anlagenverfügbarkeit (Montage unter
  Betrieb)
• Kein Druckverlust, Keine Blockage
• Leckage-sicher, keine Rohrleitungsschwächung
• Druckresistent, Kein Aufpreis für HD-Anwendungen
• Wartungsfrei, keine Wartung z.B. wegen Abrasion,
  Verschmutzung, etc..

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Weitere Zielmärkte - Diskussion