Produktion von Vortex-Durchflussmessgeräten bei Krohne Messtechnik. Einstieg in die F&E anderer Messtechnik-Bereiche geplant. Seit 1921 werden bei Krohne in Duisburg Durchflussmessgeräte produziert – und das mit Erfolg: Krohne ist einer der Weltmarktführer im Bereich der Durchfluss- und Füllstandmessungen und steht für Spitzentechnologie „made in Germany“. Ein Beispiel dafür ist der Optiswirl 4070, das erste Vortex-Durchflussmessgerät mit integrierter Druck- und Temperaturkompensation. Was sind die Vorteile des Geräts? Wie stellt Krohne die hohe Qualität sicher? Und wo wird es eingesetzt? Wir waren vor Ort, um Antworten auf diese Fragen zu finden.

Anfang der zwanziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts erholte sich Deutschland von den Schrecken des Krieges – und die Wirtschaft begann langsam aber sicher wieder zu erstarken. Es wurde eine Zeit eingeläutet, die wir heute gemeinhin als die „Goldenen Zwanziger“ bezeichnen: Eine Zeit des Aufbruchs und der Prosperität, in der Industrien aufgebaut und erweitert wurden. In dieser Zeit begann Ludwig Krohne in Duisburg Schwebekörper-Durchflussmessgeräte zu bauen. Seine Geräte waren genau – und von der Industrie gefragt. Und das sind sie heute noch: Sein Unternehmen überstand die Wirren des Zweiten Weltkriegs, mehrere Wirtschaftskrisen, und verfügt heute über 14 Produktionsstätten in 10 Ländern. Ein Erfolg, der in der Durchflussmesstechnik begründet wurde und bis heute andauert.

Schwebekörper heute

Wie die ersten Durchflussmessgeräte mit Schwebekörper damals ausgesehen haben, kann man heute noch in der Produktionshalle von Krohne erfahren: Dort liegen die Produkte aus, die an die Anfangszeit des Duisburger Unternehmens erinnern, das immer noch in Familienbesitz geführt wird. Und nicht nur das: nach wie vor wird Schwebekörper-Messtechnik in Duisburg produziert. Angefangen vom Standard- Glasgerät bis hin zum Ganzmetalldurchflussmesser für hohe Drücke und Temperaturen. „Die Schwebekörper- Geräte sind immer noch gefragt“, erklärt Michael Möller, der als Produktmanager für den Bereich der Vortex- Durchflussmessgeräte bei Krohne zuständig ist. Denn überall dort, wo Messgeräte ohne Hilfsenergie mit örtlicher Anzeige benötigt werden, gibt es keine bessere und günstigere Alternative als die Schwebekörper-Messtechnik. Die Geräte wurden stets dem technologischen Fortschritt angepasst; daher verfügen die modernen Schwebekörper- Durchflussmessgeräte auch über alle gängigen Ausgangsoptionen wie Stromausgang, Pulsausgang, Profibus usw.

Spitzentechnologie aus Duisburg

Tatsächlich wird ein Großteil der Produkte, die Krohne herstellt, in Duisburg gefertigt. 580 Mitarbeiter arbeiten dort aktuell, weltweit sind mehr als 2.500 Menschen im Dienste des Unternehmens tätig. Duisburg ist und bleibt aber die Zentrale des auf Durchflussmesstechnik spezialisierten Familienunternehmens mit der langen Tradition, das die Entwicklungen der Branche stark vorangetrieben hat. 1961 entwickelten Krohne-Ingenieure ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät und 1998 kam das Unternehmen als eines der ersten mit einem hochgenauen Ultraschallmessgerät auf den Markt. 2006 unterstrich Krohne wiederum seine Technologieführerschaft: Das Unternehmen brachte mit dem Optiswirl 4070 das erste Vortex-Messgerät mit integrierter Druck- und Temperaturkompensation auf den Markt.

Nachteile eliminieren

Knapp zwei Jahre hatte die Entwicklung des Optiswirl 4070 gedauert. Einige Zeit zuvor hatte man begonnen, die Techniken auf dem Markt zu analysieren und das Know-how für die Entwicklung aufzubauen. „Wir haben uns dabei voll und ganz auf unsere Ingenieure verlassen und die Technik komplett im Hause entwickelt“, hält Michael Möller fest. Dabei standen die Ingenieure vor einem Problem: Sie mussten die Nachteile der Vortex bzw. Wirbelfrequenz-Messtechnik eliminieren. Denn Wirbelfrequenz- Durchflussmessgeräte, die nach dem Prinzip der Kármánschen Wirbelstraße arbeiten, messen in erster Linie den Volumenstrom. Aus diesem wird dann durch Eingabe einer fixen Dichte der Massenstrom ermittelt. In der Vergangenheit kam es bei diesen Applikationen aufgrund von schwankenden Prozess-Temperaturen und Prozess-Drücken immer wieder zu abweichenden Messergebnissen – mit zum Teil erheblichen Messfehlern.

Genaues Messen

Die Ingenieure von Krohne suchten nach einer Lösung – und fanden sie in der modernen Elektronik: Sie bauten in die Einheit des Optiswirl 4070 Sensoren ein, die Druck und Temperatur messen und aufgrund der erfassten Daten auch gleich Korrekturen in die Ergebnisse einfließen lassen. Eine besondere Herausforderung bestand darin, all diese Messungen plus der Dichtekorrekturberechnung in ein 2-Leitergerät mit geringem Energieverbrauch zu realisieren. Damit ist der Optiswirl das erste 2-Leiter Vortex-Messgerät mit integrierter Druck- und Temperaturkompensation auf dem Markt. Das Ganze hat noch einen weiteren Vorteil: Durch die integrierten Sensoren ist das Gerät sehr genau, was gerade beim Messen des Durchflusses von teuren Energieträgern wie Gase oder Dämpfe dem Anwender Geld sparen kann. Hinzukommt eine weitere Technologie: Intelligent Signal Processing. ISP eliminiert äußere Störeinflüsse und sorgt so für eine exakte Messwertauswertung. Im Mittelpunkt dieser intelligenten Signalanalyse steht ein digitaler Filter. Dieser Filter arbeitet wie ein Servo-System: Er analysiert zunächst das Messsignal, um dann aus dem gesamten Signal- Spektrum das Vortex- Signal herauszufinden. Alle anderen Frequenzen werden dabei automatisch ausgeblendet. „Mit ISP hat der Anwender die Sicherheit, dass sich der Optiswirl bei der Messung ausschließlich auf das Wesentliche konzentriert: auf das Vortex-Signal“, erklärt Michael Möller. Das Ergebnis sei eine stabile und zuverlässige Messung bei gleichzeitig sehr hoher Applikationssicherheit. Ebenfalls zur Sicherheit trägt die voll verschweißte, verschleißfreie Edelstahlkonstruktion bei. Mit ihr können die Ingenieure von Krohne eine lange Stabilität garantieren. Das Edelstahl-Messrohr trägt dazu seinen Teil bei, es ist sowohl gegen Druck, Temperatur, Korrosion wie auch gegen Alterung beständig. Der Wirbelkörper selbst ist im Messrohr fest verschweißt und ist dadurch gegen Druckstöße unempfindlich wodurch das Gerät keine Wartung benötigt. Ebenso wie der Messsensor, der in der Nähe des Störkörpers so positioniert ist, dass sich auch auf lange Sicht kaum Feststoffpartikel dort ablagern können oder der Sensor durch sie beschädigt werden kann.

Aufwändige Tests

Um die hohe Qualität des Geräts zu gewährleisten, wird es in einer ganzen Reihe von Tests auf Herz und Nieren geprüft. Dazu zählen u.a. Temperaturtests und eine Schweißnahtkontrolle mit Dichtigkeitsprüfung. In Duisburg werden die Geräte der Nennweiten DN 15 – DN 300 in einer speziellen Anlage getestet und kalibriert. Der Kunde erhält anschließend ein Zeugnis über die Ergebnisse. „Wir sind besonders stolz, dass wir das gesamte Kalibrierungs-Know-how im Haus haben“, betont Michael Möller. Bedingt durch diese hohen Qualitätsanforderungen sichert Krohne damit eine lange Lebensdauer sowie eine gleich bleibend hohe Qualität der Geräte.

Ausgeliefert, angeschlossen, läuft

Alle Messgeräte werden vor der Auslieferung in Duisburg nach Kundenwunsch parametriert. Somit muss der Kunde nur Vorort das Gerät mit Spannung versorgen. Eine aufwändige Inbetriebnahme entfällt. Auch bei den Optiswirl Geräten in Sandwichausführung haben sich die Krohne Ingenieure etwas einfallen lassen. Ein Sandwichgerät muss zentrisch in die Leitung eingebaut werden um Fießprofilstörungen durch Kanten die beim versetzten Einbau entstehen zu vermeiden. Aus diesem Grund hat Krohne die innovativen Zentrierringe entwickelt. Diese Montagehilfe ermöglicht dem Monteur eine korrekte und hundertprozentig zentrische Ausrichtung des Geräts in der Rohrleitung und schafft damit eine gute Basis für präzise und reproduzierbare Messergebnisse. Wenn man den Optiswirl 4070 einschaltet, führt dieser selbstständig eine Funktionsprüfung durch und meldet sich dann voll betriebsbereit. Der Status des Gerätes kann am Display ablesen. Sollen Änderungen der Parametrierung notwendig werden, kann das Gerät über eine intuitive Bedienoberfläche an die veränderten Bedingungen angepasst werden.

Haupteinsatzgebiete

Die Haupteinsatzgebiete des Optiswirl sind die Chemie-, Metall-, Öl- und Gas-, Papier- und Wasserbranche. Dort werden mithilfe des Geräts Dampfkessel überwacht, Kompressorleistungen kontrolliert oder der Verbrauch von Brennern gemessen. Der Optiswirl eignet sich auch zur Messung von Nassgasen und Gasgemischen aller Art.

Ausbau in Duisburg

Wie Michael Möller erklärt, gibt es viele dieser Erfolgsstorys – und es werden immer mehr. Deswegen ist man in Duisburg gerade dabei, die Produktionsfläche zu erweitern: Neben der alten Produktionshalle entsteht ein neues, zweistöckiges Gebäude, welches 6.000 m2 zusätzliche Produktionsfläche bieten wird. Der Rohbau ist bereits fertig gestellt. Im November 2008 soll die neue Halle eingeweiht werden. Vor allem dem zweiten Stock wird dabei eine große Bedeutung zukommen, denn dort werden neue Forschungslabore für die Ingenieure entstehen. In den neuen Räumen will man nicht nur die Zukunft der Durchflussmesstechnik entwickeln, sondern auch für andere Messtechnik- Bereiche Know-how aufbauen. Für welche, darüber hüllt sich Produktmanager Michael Möller noch in Schweigen. Nur eines sei klar: Krohne möchte mit seinen Produkten auch in Zukunft den Kunden helfen, ihre Energie- und Produktionskosten niedrig zu halten. Ein Ziel, das man bei Krohne schon seit 1921 verfolgt – und auch weiterhin nicht aus dem Fokus verlieren wird.

Andreas Grösslein, GIT VERLAG

Kontakt:
Jörg Holtmann, PR Manager
Krohne Messtechnik GmbH & Co. KG, Duisburg
Tel.: 0203/301-4511
Fax: 0203/301-10511
j.holtmann@krohne.com
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