Masseflowmålere

Måling af masseflow på transportbånd er en udbredt og vigtig proces i en lang række brancher. I miner, papirfabrikker og kraftværker transporteres materialer eksempelvis ofte på transportbånd samt snegle- og kædetransportører. Transportbånd anvendes også på anlæg til læsning og losning af lastbiler, pramme og godsvogne.

Transportbånd bruges ofte til transport af materialer i miner og andre industrier
Masseflowet måles kontinuerligt og overføres til anlæggets automatiseringssystem, som kan regulere transportbåndets hastighed for at styre materialetilførslen til de efterfølgende processer. Det kan eksempelvis være påfyldning af malm til en knuser eller tilførsel af træflis til en papirfabrik. Den samme måleteknik kan også anvendes til dosering af sekundære materialer i blandingssystemer.
Generelt er der bred enighed i branchen om, at en præcis og pålidelig måling af masseflow er afgørende. Mens nogle virksomheder satser på radiometriske målemetoder, foretrækker andre at anvende vejecellesystemer på transportbåndene.

Radiometrisk måleprincip
Det radiometriske målesystem består af tre hovedkomponenter: en radioaktiv strålekilde, en kildeholder og en detektor. Kilden og detektoren er monteret over for hinanden på transportanlægget. I de fleste tilfælde er strålekilden monteret øverst og detektoren nederst. Strålekilden udsender højenergetisk gammastråling, som passerer gennem materialet og registreres af detektoren via definerede strålebaner. Ved radiometrisk masseflowmåling passerer gammastrålingen gennem materialet og transportbåndet, hvorefter den registreres af detektoren. Når strålingen passerer gennem materialet på transportbåndet, svækkes gammastrålingen. En ændring i den samlede masse pr. arealenhed på bånd- eller snegletransportøren påvirker den strålingsmængde, der når detektoren. Jo større belastningen eller massen på transportbåndet er, desto mindre stråling registreres af detektoren. Den registrerede strålingsmængde er proportional med materialemængden på transportøren og omdannes af detektoren til et udgangssignal.

Praktisk anvendelse: Radiometri
Radiometrisk masseflowmåling fungerer bedst ved mellemstore til høje belastninger. Metoden kan anvendes på transportbånd med bredder fra ca. 0,5 til 3,0 meter. Ved bredere transportbånd anbefales måling med vejeceller. Elektronikken i den radiometriske sensor har både en analog og en digital indgang til detektering af hastigheds- eller omdrejningstalssignaler. Disse signaler anvendes til at bestemme materialets transporthastighed og er nødvendige ved transportbånd med variabel hastighed. På den baggrund beregner elektronikken masseflowet og den samlede tonnage af det transporterede materiale.
Den digitale indgang behandler som regel et frekvenssignal, fx fra et tachometer. Alternativt kan der via den analoge indgang tilføres et 4–20 mA-signal til hastighedsmåling. Den radiometriske masseflowmåling har vist sig at være særdeles pålidelig, selv under ekstreme procesforhold. Det berøringsfrie måleprincip er ufølsomt over for vibrationer, som typisk forekommer i transportanlæg, og påvirkes ikke af omgivelsestemperaturer på op til ca. 60 °C. Desuden kan måleelektronikken kompensere for yderligere procesparametre, såsom bånd- eller sneglehastighed, og beregne masseflowet eller den samlede tonnage ud fra måleværdierne. Selv om denne målemetode er forbundet med højere anskaffelsesomkostninger, er den en meget stabil måleløsning med et minimalt vedligeholdelsesbehov. Målenøjagtigheden ligger typisk omkring ±1 % og er uafhængig af støv, korrosion og spildt materiale. Installationen er forholdsvis enkel, da målesystemet leveres med en ramme, som kan monteres direkte på transportbåndet. Systemet kan desuden nemt flyttes og kan også anvendes på skråtstillede transportbånd uden at påvirke målenøjagtigheden. Ved idriftsættelsen skal transportbåndet køres både med og uden last for at kalibrere systemet. Hertil kan der anvendes forskellige metoder, herunder en HART-grænseflade, et integreret display og betjeningsmodul eller DTM-baseret idriftsættelse. Radiometriske detektorer har som regel flere udgangssignaler, der kan tilsluttes direkte til automatiseringssystemer. Typiske grænseflader er analoge 4–20 mA-udgange med eller uden HART samt digitale feltbussystemer som Profibus PA og Foundation Fieldbus.

Vejeceller til transportbånd
Et vejecellesystem til transportbånd består af en specialmonteret bærerulle, som erstatter en del af båndunderstøtningen. Masseflowet beregnes ud fra materialets vægt og transportbåndets hastighed, samtidig med at der tages højde for båndets egenvægt. Den tilhørende måleelektronik er som regel integreret i systemet. Vejeceller kan anvendes til måling af et bredt spektrum af materialevægte på transportbånd. Disse systemer er forholdsvis billige i anskaffelse og egner sig til et bredt spektrum af materialevægte samt meget brede transportbånd. Installationen kræver dog en lang, lige og mekanisk stabil båndstrækning. Efter monteringen er det besværligt at foretage ændringer af installationsstedet. Da remspændingen kan variere, og vibrationer påvirker vejesystemet, skal der ofte udføres kalibrering. Det kræver typisk brug af testvægte og medfører driftsstop. Ved lav belastning af transportbåndet skal kalibreringen udføres hyppigere, da der måles på relativt små materialemængder.

Sammenligning i en konkret applikation
Et kalkstensbrud transporterede sine produkter flere hundrede meter på et transportbånd og anvendte et vejecellesystem til at måle masseflowet med henblik på at optimere processen. På grund af det omfattende vedligeholdelsesarbejde begyndte brugeren at undersøge alternative løsninger. Valget faldt på en radiometrisk løsning fra VEGA, som tilbød markant lavere driftsomkostninger. En ROI-analyse viste samtidig, at investeringen ville være tjent hjem på under ét år. Bekymringerne om den radioaktive kilde blev hurtigt afklaret gennem information om den lave aktivitet, den effektive afskærmning og en sammenligning med den naturlige baggrundsstråling. Efter en samlet vurdering af omkostninger og fordele valgte stenbruddet den radiometriske målemetode. Installationen og kalibreringen tog kun fire timer takket være DTM-baseret idriftsættelse. Systemet overgik forventningerne. Investeringen var tjent hjem efter otte måneder, og vedligeholdelsesarbejdet blev reduceret til et minimum. På baggrund af de positive erfaringer anvender stenbruddet nu flere radiometriske målesystemer.

Konklusion
Vejeceller er velegnede til brede transportbånd og anlæg med stærkt varierende belastninger, men de kræver forholdsvis meget vedligeholdelse. Radiometriske målesystemer har en højere anskaffelsespris, men er til gengæld berøringsfri, robuste og kræver minimal vedligeholdelse. Valget af teknologi afhænger derfor af den konkrete applikation og de driftsmæssige krav. For mange virksomheder opvejes den højere investering dog hurtigt af lavere drifts- og vedligeholdelsesomkostninger.

Læs mere om de radiometriske løsninger fra VEGA på www.vega.com

Samtidig måling af masseflow, densitet og temperatur bliver i stigende grad efterspurgt i procesindustrien i forhold til bedre processtyring og kvalitetssikring. Tricor Coriolis-masseflowmålerne fås i flere varianter og anvendes til flowmåling af gasser og væsker i mange industrier – herunder energi/power-to-X, pharma, fødevare, kemi, olie & gas og marine.

Se mere om Coriolis-masseflowmåling her

Den kompakte og vedligeholdelsesvenlige flowmåler FLOWave kan nu både måle og overvåge densitet og flow. Læs mere om de muligheder og fordele, som det kan give i din  proces.

Brugen af type 8098 FLOWave reducerer ikke kun antallet af instrumenter i anlægget, det reducerer også ressourceforbruget til anlægsplanlægning, installation, opstart og vedligeholdelse. Den gennemtænkte konstruktion med en enkelt ledning og pakning gør FLOWave let at rengøre, og sammenlignet med tilsvarende produkter skal FLOWave kalibreres yderst sjældent. De ekstra funktioner til måling af masseflow og densitet udvider desuden anvendelsesområdet for FLOWave.

Den kompakte løsning: Et instrument til mange funktioner og anvendelser

Type 8098 FLOWave kan langt mere end bare måle flowmængden. Sensoren registrerer eksempelvis ændring af væske og gasbobler i mediet. Instrumentet registrerer forskellige måleparametre og analyserer dem samtidig:

• Flow/flowmængde
• Temperatur
• Akustisk overførselsfaktor
• Differentieringsfaktor

Normalt skal man bruge flere instrumenter til overvågning af disse parametre, men med FLOWave får du disse forskellige funktioner i et enkelt instrument. Nu kan FLOWave varetage endnu flere forskellige målefunktioner.

Nye målefunktioner med FLOWave

• Densitet (i kg/l, g/cc, …): Densiteten er forholdet mellem masse og volumen. FLOWave bestemmer tætheden ved hjælp af væskens akustiske parametre. Den afgørende fordel er, at måleværdien kan registreres direkte i den løbende proces fra et defineret målepunkt.
• Masseflow (i t/h, kg/min., …): Masseflow er en dynamisk masse pr. tidsenhed og er defineret som et medies masse, der bevæger sig gennem et tværsnit i løbet af et tidsrum. Ved måling med SAW-teknologi, der også anvendes i FLOWave, beregnes masseflowet på baggrund af måleværdierne densitet og volumenflow (flowmængde). Andre måleprincipper som f.eks. Coriolis anvender derimod masseflow og densitet til at aflede volumenflowet.

Disse ekstra måleværdier er tilgængelige for den nye FLOWave-version og kan efter behov bestilles ved køb. På den måde kan du selv vælge, hvilke funktioner du vil bruge. På grund af tekniske forskelle er det desværre ikke muligt at aktivere de ekstra måleværdier i apparater, der allerede er taget i brug, da det kan påvirke målerpræcisionen.

Multiparameter-flowmåleren: Ekstra funktioner giver yderligere anvendelsesområder

FLOWave har allerede været brugt til mange forskellige processer siden 2015 og hjælper her med flowmåling af enhver slags, især i applikationer i medicinal- og fødevareindustrien. Takket være de nye målefunktioner kan type 8098 eksempelvis anvendes til følgende:

• Flowmåling af spiseolie
• Masseflowmåling af væsker i medicinalindustrien
• Blanding af alkoholiske og alkoholfrie drikkevarer

Et overblik over dine fordele

✓ Et apparat til mange forskellige målefunktioner reducerer installationstiden og sikrer tidsbesparende styring af instrumentet
✓ Langtidsstabile procesværdier, ingen tryktab og nem rengøring takket være den gennemtænkte konstruktion
✓ Kontinuerlig procesovervågning gør det muligt at reagere hurtigt i tilfælde af driftsproblemer, f.eks. ændringer i væsken
✓ Beskyttelsesklasse IP65, ATEX, IECEx eller CRN til brug i krævende miljøer
✓ Hygiejnisk design i rustfrit stål

Nu kan du vælge din FLOWave

Du skal bare vælge de ønskede måleværdier og tekniske parametre i vores produktfilter for at finde den bedst egnede FLOWave til din opgave. Du kan også bestille FLOWave produkter direkte online i Bürkerts eShop.