In der Prozessindustrie wird etwa jedes Dritte Durchflussmessgerät zur Mengenmessung von Gasen eingesetzt. Von einfachen Anwendungen in Druckluftnetzen bis hin zu eichpflichtigen Ethengas-Pipeline-Messungen: Die Bandbreite ist groß und jede Anwendung hat ihre besonderen Herausforderungen an die Messsysteme. Verschleißfrei, wartungsfrei, prozessstabil und hochgenau. Mit diesen Vorteilen überzeugen die Durchfluss-Messgeräte von Endress+Hauser bei der Gasmengenmessung.

Auch heute werden zur Gasmessung noch häufig mechanische Gasdurchflusszähler eingesetzt. Die Praxis zeigt, dass diese Technologien mit erhöhtem Wartungsaufwand durch Schmierung und Reinigung, Druckverlusten und damit Energieschwund einhergehen. Sie bergen Gefahren wie die Verblockung durch Schmutzanteile im Gas, des Driftens und Verschleiß von Lagern und anderen mechanischen Bauteilen. Das bedeutet meist erhöhte Kosten und teure Anlagenstillstände. Dieser Beitrag zeigt beispielhaft drei zeitgemäße, genaue und zuverlässige Messverfahren, s. Abb. 1.

Massedurchfluss eichfähig bestimmen
Die Coriolis-Technologie bietet vor allem bei der Gasmessung entscheidende Vorteile. Durch die direkte Massemessung ist keine Temperatur- und Druckkompensation erforderlich. Die damit verbundenen Kosten für zusätzliche Messtechnik und Installation entfallen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Gas-Durchflusstechnologien sind bei Coriolis-Geräten keine Ein- und Auslaufstrecken erforderlich. Das erlaubt eine flexible und platzsparende Installation. Das meistverkaufte Coriolis-Massedurchflussmessgerät ist der Promass von Endress+Hauser, der sich auch bei der Gasmengenmessung immer stärker durchsetzt. Mit seiner hohen Stabilität im Prozess, der SIL 2/3 Klassifizierung und den dichtungsfreien, vollständig verschweißten Messrohren bietet Promass auch in kritischen Anwendungen maximale Sicherheit und höchste Genauigkeit unter Prozessbedingungen.
Weitere Vorteile:

• Hochgenaue Gasmassemessung
• (0,3 % v.M.)
• Eichzulassung (PTB und MID)
• Multivariable Messung – Gas-Masse, Normvolumen und Temperatur
• Qualitätsdiagnose − Erkennung von feuchtem Gas
• Vollständige Erfüllung der AD2000 zur maximalen Verlängerung der Prüfzyklen

Mit den neuen Promass 200-Geräten steht zuverlässige Coriolis Massedurchflussmessung erstmals auch in effizienter Zweileitertechnik zur Verfügung. Aus Anwendersicht hat die Zweileiter-Technik gegenüber den Vierleiter-Geräten wesentliche Vorteile. Durch sie können vor allem bei der Planung und Ausführung von Neuanlagen Kosten erheblich gesenkt werden. Im Betrieb bietet sie maximale Sicherheit durch das eigensichere Ex-Konzept. Die neuen Promass 200 Zweileitergeräte sind universell in nahezu allen Bereichen der Prozess-Industrie einsetzbar – insbesondere auch für alle Gasanwendungen.
In dem Vortex-Durchflussmessgerät Prowirl 200 stecken 30 Jahre Erfahrung beim Messen unterschiedlichster Medien wie Dampf, komprimierte Gase, Flüssiggase oder Flüssigkeiten. Das robuste Gerätedesign garantiert bei Prozesstemperaturen zwischen -200 bis +400 °C und Drücken bis 250 bar eine zuverlässige und hochgenaue Messung. Nicht zuletzt deshalb ist Prowirl 200 universell einsetzbar – in allen Industrien. Vom Messprinzip ist der Prowirl ein Betriebsvolumenmessgerät und wird daher gerne in Anwendungen mit nicht-leitfähigen Medien als Alternative zu magnetisch-induktiven Messgeräten verwendet. Zwei Drittel der Prowirl finden dank des großen Einsatzbereiches aber seit jeher in Anwendungen mit Gas oder Dampf eingesetzt. In diesen Anwendungen werden für Stoffströme in der Regel in Masse- oder Normvolumenangaben benötigt oder verrechnet. Für diesen Einsatzfall gibt es optional bei jeder Prowirl Ausführung einen Massesensor. Er erfasst die Mediumstemperatur mit einem integrierten Temperaturfühler in der Spitze des Wirbelsensors. Dazu kommt ein Durchflussrechner im Messumformer, der nach internationalem IAPWS-IF97 Standard den Masse-, Wärme- und Energiefluss von Sattdampf, Wasser oder Kondensat berechnen kann.

Sonderfall Gasemessung
Beim Messen von Gasen oder überhitztem Dampf reicht diese kleine Lösung jedoch nicht aus. Zu stark beeinflussen Druckschwankungen die Mediumsdichte in der Rohrleitung und damit das Messergebnis einer einfachen Kompensation. Der neue Prowirl 200 bietet daher eine neue Eingangsfunktion mit an. Er verfügt als erstes Zweileiter-Gerät über einen optionalen passiven Stromeingang – zusätzlich zu seinem Strom- und Impuls-/Frequenzausgang. Folglich kann das 4 … 20mA Messsignal eines Drucktransmitters über den Prowirl geschleift werden und dieser bezieht den Druckwert zur vollkompensierten Durchflussberechnung mit ein. Das Ergebnis ist eine direkte Darstellung von Masse- und Normvolumenströmen, sowie Dichte, Energie, usw. am Display der Durchflussmessung. Dies erleichtert die schnelle Beurteilung einer Anwendung vor Ort und spart Platz im Schaltschrank. Selbstverständlich können die Messgrößen auch alle an ein nachgeschaltetes Leitsystem weiter gegeben werden.
Prowirl 200 ist das weltweit erste Wirbel-Durchflussmessgerät, das nach IEC61508 entwickelt wurde. Er kann für Anwendungen in SIL 2 sowie SIL 3 in homogener Redundanz eingesetzt werden. Zusätzliche Sicherheit bei Dampfanwendungen bietet dabei die weltweit erste Alarmfunktion zur Erkennung von Nassdampf direkt in der Rohrleitung. Das Vortex-Messgerät ist besonders robust und sicher in Dampf- und Gasanwendungen: bei hohen Temperaturänderungen, Dampfschlägen oder hohen Fließgeschwindigkeiten spielt er seine Stärken aus.
Das thermische Massedurchflussmessgerät t-mass 65 wird bereits seit Jahren in der Prozessindustrie eingesetzt. Die langzeitstabilen Sensoren gepaart mit dem innovativen Gasrechner, der „Gas Engine“ im Gerät, machen den t-mass zum äußerst flexiblen Gas-Massedurchflussmessgerät. Zwanzig Gase, wie z. B. Luft, Stickstoff, Methan, Wasserstoff, sind im Gerätespeicher hinterlegt und können zu Gasgemischen mit bis zu acht Komponenten zusammengestellt werden. Der t-mass 65 verfügt über alle relevanten Ex-Zulassungen (ATEX, FM, etc..) und ist daher für den sicheren Einsatz in chemischen Prozessanlagen ideal geeignet.

Weitere Vorteile

• Kostengünstige, druckverlustfreie und energiesparende Gasmassemessung ohne zusätzliche Druck- und Temperaturkompensation
• Erfassung geringster Durchflüsse ermöglicht einfache Leckagedetektion, z. B. in Druckluftnetzen
• Hochgenaue, rückführbare Gaskalibrierung

Der neue t-mass 150 ist sozusagen der „kleine Bruder“ des t-mass 65. Dieser ist kostenoptimiert für die Erfassung von Druckluft insbesondere von Teilverbräuchen (Submetering) in Seitensträngen. Dadurch können Anwender Energiemonitoring, Produktionsoptimierung und Energiekostenumlage erfolgreich umsetzen. Die geringen Kosten für das robuste und wartungsfreie Gerät in Kombination mit der Erfüllung der geforderten Genauigkeit entsprechen genau den Anforderungen an ein modernes Energie-Monitoring.
Da sich Wasser hervorragend als Kalibriermedium eignet, werden auch Gas-Durchflussmessgeräte mit Wasser kalibriert. Im Vergleich zu Gaskalibrieranlagen können mit Wasser relativ einfach, exakt gleichbleibende Referenzbedingungen sichergestellt werden. Wasser ist vernachlässigbar kompressibel und ist bei der Kalibrierung einfach zu temperieren. Die hohe Stabilität des Kalibriermediums ermöglicht minimalste Messunsicherheiten von bis zu 0,015 %. Die genauesten heute verfügbaren Gaskalibrieranlagen dagegen sind mit Messunsicherheiten von typisch 0,16 … 0,3 %. spezifiziert. Das bedeutet, dass im Vergleich zu Gaskalibrieranlagen bei einer Kalibrierung mit Wasser eine bis zu 20-fach höhere Auflösung bei der Kalibrierung realisierbar ist. Darüber hinaus ist die Darstellung der Rückführbarkeitskette über die SI-Einheit Kilogramm bei der Wasserkalibrierung besonders einfach und weltweit geregelt. Das ist ein weiterer Vorteil gegenüber der aufwendigen Rückführbarkeit über Gas-Normale bei einer Gaskalibrieranlage. Bis heute ist die Vergleichbarkeit von Gaskalibrierungen über Ländergrenzen hinweg nur schwer möglich.
Alle Tests und die PTB bestätigen die Wasserkalibrierung als hochgenaue Alternative zur echten Gas-Kalibrierung. In Kombination mit den o. g. Messtechnologie ermöglicht sie voll umfängliche Rückführbarkeit und sogar eine akkreditierte Re-Kalibrierung von Gasdurchflussmessstellen vor Ort. Die Akkreditierung der Kalibrieranlagen ist dabei der Schlüssel zur Vergleichbarkeit. Sie sichert eine Rückführbarkeit auf nationale Standards (z. B. METAS, PTB,NPL, LNE, NIST, CN), ist weltweit anerkannt und wird periodisch durch staatliche Aufsichtsbehörden überprüft und dokumentiert. Das gewährleistet gesicherte Messergebnisse.