Das Coriolis-Prinzip wird seit etwa 30 Jahren zur Masse-Durchflussmessung eingesetzt. Auf der Achema 2012 zeigten viele Hersteller neue Geräte und Trends in der Coriolis-Messtechnik.

Mit der Coriolis Technik werden der Massestrom und meist auch die Dichte von Flüssigkeiten und Gasen, weitgehend unabhängig von Druck, Temperatur und den Stoffeigenschaften, gemessen. Die Methode erlaubt eine genaue und langzeitstabile Messung und wird branchenübergreifend eingesetzt - in Chemie und Petrochemie, Öl und Gas, Pharmazeutischer Industrie, Lebensmittel- und Getränkeherstellung sowie für Energie- und Kraftwerksanwendungen. Die NAMUR-Empfehlung NE 132 „Coriolis-Massemesser" beschreibt das Messprinzip (Coriolis-Effekt), die Hauptbestandteile eines Coriolis-Massemessers, die Bauformen und Maße und den Einbau und ist als Ergänzung zur internationalen Norm ISO 10790 anzusehen. Etliche Hersteller - besonders aus dem deutschsprachigen Raum - beziehen sich bei den Eigenschaften ihrer Geräte auf diese Empfehlung. Da Coriolis-Messumformer eine aufwändigere Elektronik besitzen, gehören auch die Diagnosefunktionen gemäß NE107 zum Leistungsumfang vieler Geräte.
Welche besonderen Produkteigenschaften die Hersteller bei ihren Geräten als besonders rekordverdächtig ansehen, ist im Folgenden zusammengestellt.

ABB - Kompakt und wartungsfrei
Die Coriolis Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster für flüssige und gasförmige Medien ermitteln neben der direkten Messung von Masse- und Volumendurchfluss mit einer Messgenauigkeit bis 0,1 % Abweichung vom Messwert auch die Dichte, Konzentration und Temperatur des Mediums.
Durch das neue Doppelrohr-Design ohne bewegliche mechanische Teile sind die Geräte wartungsfrei und besonders kompakt. Ein- und Auslaufstrecken werden nicht benötigt. Daher kommen sie mit bis zu 40 % weniger Platz aus und können als Austauschgeräte in Installationen eingesetzt werden, für die Coriolis Durchflussmesser aus Platzgründen bisher nicht in Frage kamen.
Der große Rohrinnendurchmesser reduziert den Druckverlust um bis zu 50 % im Vergleich zu mechanischen Durchflussmessern mit der Gefahr eines hohen Druckverlustes und verstopften Leitungen. Der Messwertaufnehmer verfügt über eine hohe Nullpunkt- und Temperaturstabilität. Die digitale Signalverarbeitung (DSP) ermöglicht auch die Messung kleiner Durchflüsse. Durch ihre robuste Bauart sind die Geräte unempfindlich gegen Rohrvibrationen und äußere Einflüsse. Eine selbstentleerende Installation ist möglich, so dass bei der Messung von Flüssigkeiten und kondensathaltigen Gasen keine Medienreste zurückbleiben.
Die im Messumformer integrierte DensiMass-Software ermöglicht direkte Brix-Messungen, Net-Oil-Berechnungen oder temperaturnormierte Konzentrations-Berechnungen und verwendet eine umfangreiche Applikationsdatenbasis als Berechnungsgrundlage.
Die CoriolisMaster sind mit Zulassungen für FDA / 3A und EHEDG für hygienische Applikationen erhältlich und stehen für Nennweiten von DN15 bis DN150 zur Verfügung.

Emerson - Zugelassen und offshore einsetzbar
Zu den Micro Motion Lösungen für den eichamtlichen Übergang gehören Coriolis-Messumformer und nach MID (Measurement Instruments Directive) zugelassene Drucker mit der Option auf einen Durchflussrechner für LKW-Lieferungen mit Tieftemperatur-Flüssigkeiten, also mit Argon, Stickstoff oder Sauerstoff. Die neue Zulassung durch das NMi (Nederlands Meet Instituut) erweitert den Bereich der bereits bestehenden Zulassungen nach MID für die Messung von Flüssigkeiten und Gasen unter normalen und unter kryogenen Fließbedingungen und umfasst das Micro Motion F100 Durchflussmessgerät in Coriolis-Technologie mit ATEX und IEC Ex IIC Zulassung für den Einsatz mit kryogenen Flüssigkeiten bei Durchflüssen zwischen 3,5 und 450 kg/min, einer Dichte zwischen 700 und 1.500 kg/m3 und Temperaturen bis -200°C.
Insbesondere für offshore Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie sind die Micro Motion Coriolis Messumformer mit 316L Edelstahlgehäuse vorgesehen. Dieses Gehäusematerial eignet sich für den Einsatz in Ex-Bereichen und bietet erhöhte Widerstandsfähigkeit in extremen Umgebungen wie etwa in Anwendungen auf hoher See. Der Messumformer in 316L Edelstahl besitzt Zulassungen von CSA, ATEX, NEPSI, IECEx und Inmetro. Micro Motion Messumformer Modell 1700 und 2700 sind für den eichamtlichen Verkehr zugelassen, besitzen die Zertifikate für SIL 2 und SIL 3 und können im Ex-Bereich Zone 1 (Class 1, Div 1) installiert werden.
Die Messumformer enthalten die neueste Version der MVD (MultiVariabel Digital) Verarbeitungstechnologie, die erhöhte Genauigkeit, Stabilität und Flexibilität sicherstellt zum Beispiel bei hohem Gasanteil in der Flüssigkeit, bei hohem Prozessrauschen und bei großen Messspannen.

Endress+Hauser - Kostengünstige Zweileiter-Technik
Als erstes und bisher einziges Coriolis-Massedurchflussmessgerät ist der Promass E 200 in standardisierter Zweileitertechnik erhältlich. Das kostengünstige Gerät macht alle Vorteile der Coriolis-Massedurchflussmessung für einen noch breiteren Einsatz verfügbar.
Promass E 200 ist nach EN61508 für SIL2 entwickelt worden. Bei vielen technischen Details wurden die Vorgaben der NAMUR berücksichtigt, so bei den Einbaulängen gemäß NE132, den Diagnosefunktionen gemäß NE107 oder der Interoperabilität nach NE105.

Krohne - Beherrscht Gaseinschlüsse
Optimass 6400 ist ein neu entwickeltes Doppel-U-Rohr Coriolis Masse-Durchflussmessgerät für Flüssigkeiten und Gase und ist für die Branchen Chemie und Petrochemie, Öl und Gas, Pharmazeutische Industrie, Lebensmittel- und Getränkeherstellung sowie Energie- und Kraftwerksanwendungen konzipiert.
Bislang stellten Gasanteile oder Lufteinschlüsse eine große Herausforderung für Masse-Durchflussmessgeräte dar, da die Relativbewegung der verschiedenen Phasen zu inkonsistenten Schwingungsamplituden des Messrohrs führt, die die Geräteelektronik bei der Suche nach der Eigenresonanzfrequenz des Messrohrs stören. Während andere Masse-Durchflussmessgeräte hier einfach den letzten stabilen Messwert einfrieren, um damit diesen Verlust des Messsignals zu kaschieren, kann der Optimass 6400 dank des Entrained Gas Management (EGM) der tatsächlichen Schwingung des Messrohrs folgen und die Störungen herausfiltern. Gleichzeitig meldet das Gerät den 2-Phasen-Status und verfügt über einen konfigurierbaren Alarm. Mit Hilfe dieser Funktion kann der Anwender seinen Prozess überwachen und ggf. verbessern, da auch stoßartig auftretende Gaseinschlüsse erkannt werden

Verfügbar in den Standard-Einbaulängen nach NAMUR, deckt das Gerät einen Nennweitenbereich von DN 08...250 ab und kann in einem großen Temperaturbereich von Hochtemperatur- bis zu kryogenen Anwendungen +400°C...-200°C eingesetzt werden. Der Druckbereich reicht bis 200 bar.
Mit der Zulassung für den eichpflichtigen Verkehr von Flüssigkeiten (OIML R-117-1 / MI005) und Gasen (OIML - R137 / MI002) eignet sich der OPTIMASS 6400 auch für Aufgaben wie LNG, CNG oder superkritische Gase in Verteilungs-, Verlade- und Speicherapplikationen oder für verrechnungspflichtige Anwendungen.

Siemens - Kompakt und genau

Der besonders kompakte Sitrans FC430 mit kurzer Einbaulänge eignet sich für alle flüssigen oder gasförmigen Anwendungen in der Prozessindustrie. Das Gerät ist prädestiniert für die Multi-Parameter-Messung und wird in Anwendungen wie schnelles Füllen, Batch-Steuerung, Mischen und Dosieren sowie zum Messen von Gasen oder Flüssigkeiten eingesetzt.

Sitrans FC430 verfügt über eine Genauigkeit von 0,1 Prozent, geringen Druckverlust und einen extrem stabilen Nullpunkt. Beim Datenabgleich mit 100-Hertz-Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung belegt Sitrans FC430 den Spitzenwert in der Coriolis-Geräteklasse. Über benutzerfreundliche Werkzeuge erhält der Anwender direkten Zugriff auf alle notwendigen Betriebs- und Gerätedaten, auf Zertifikate und Prüfprotokolle. Das Gerät verfügt über die Zulassung für SIL 2 und 3 (Safety Integrity Level) in Hard- und Software und erfüllt damit die höchsten Anforderungen an Redundanz, Sicherheit und Zuverlässigkeit.

Für die neuen Sitrans-FC430-Geräte wurde eine hoch automatisierte Produktionslinie aufgebaut: Modernste Montage-Roboter und 3-D-Vision-Laser-Systeme garantieren nicht nur kurze Durchlaufzeiten bei maßgeschneiderten Lösungen, sondern auch schnelle Lieferung auf individuelle Kundenanfragen.

Yokogawa - Besonders kommunikativ

Die Coriolis-Massedurchfluss- und Dichtemesser der Serie RotaMass 3 sind noch kommunikativer geworden und in nahezu beliebigem Systemumfeld einsetzbar.Die neue Schnittstelle unterstützt den Datenaustausch über eine RS-485-Verbindung sowohl im Remote Terminal Unit (RTU)- als auch im ASCII-Übertragungsmodus. Im letzteren Fall erfolgt die Übertragung etwas langsamer, ist dafür aber ohne Umsetzung direkt lesbar - nützlich etwa für die Wartung oder Kalibrierung im Feld.

Die Modbus-Kommunikation erlaubt den Zugriff auf alle wichtigen Messdaten eines Prozesses, vorrangig Massenfluss, Dichte und Temperatur. Alle Messgrößen stehen dabei in direkt lesbaren Adressregistern zur Verfügung.

Im Vergleich zu anderen Kommunikationsprotokollen für den Feldeinsatz, etwa Foundation Fieldbus oder Profibus, erfordert der Einsatz von Modbus keine kostenträchtigen Anpassungen der 4-20 mA-Verkabelung. Mit minimalem Aufwand können sowohl Punkt-zu-Punkt-Verbindungen als auch Mehrpunkt-Netzwerke realisiert werden. Über Modbus hinaus unterstützt die neue Schnittstelle weiterhin die Standard-E/A-Kommunikationstypen 4-20 mA, Zähl-Impulse und Status-E/A zu Kontroll- und/oder Überwachungszwecken. Auch eine parallele HART-Kommunikation kann aufgebaut werden.

Die Geräte haben eine Genauigkeit von ±0,1 % des Messwertes bei Flüssigkeiten und ±0,5 % bei Gasen. Der Messbereich reicht von 45 kg/h bis zu 600 t/h. Alle Modelle können mit einer Vielzahl von Prozessanschlüssen ausgerüstet werden und sind bei Drücken von bis zu 285 bar und Temperaturen von -200 °C bis +350 °C einsetzbar.

Noch immer nicht ausgereizt ...

220 Jahre nach der Geburt von Gaspard Gustave de Coriolis und 177 Jahre nach seiner mathematischer Herleitung der nach ihm benannten Corioliskraft sind die Anwendungen dieses Effektes für die Massedurchflussmessung in der Prozesstechnik noch lange nicht ausgereizt. Etliche Firmen haben weitere Neuerungen für die nächsten Monate angekündigt, bei denen der Anwendernutzen weiter im Vordergrund steht - man darf gespannt sein darauf!