Thermische Anemometer zur Prozesskontrolle

SCHMIDT Technology: In unzähligen Prozessen müssen die vorherrschenden Prozessgase erfasst, kontrolliert und gesteuert werden. Methoden zur Messung von deren Strömungsgeschwindigkeiten oder Volumenströmen gibt es einige, doch unabhängig von Druck und Temperatur messen nur thermische Anemometer. Dies erlaubt ihnen ein breites Anwendungsspektrum in der Prozess- und Verfahrenstechnik.

Für die Kontrolle und Steuerung von Industrieprozessen und Verfahren müssen alle relevanten Parameter messtechnisch erfasst werden, darunter auch Volumenströme oder Strömungsgeschwindigkeiten der eingesetzten Prozessgase. Für deren Bestimmung existieren unterschiedliche Messprinzipien. Stark verbreitet ist das der thermischen Anemometrie, mit dem zwei große Vorteile einhergehen. Zum einen sind die Messungen unabhängig von den vorherrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen, da der Sensor nur die Anzahl der an ihm vorbei strömenden Moleküle erfasst. Zum anderen erfordert ein Anemometer keine mechanischen Komponenten. Daraus ergibt sich eine lange Standzeit der Sensoren sowie eine Unempfindlichkeit gegenüber Stößen und Vibrationen. Des Weiteren erfährt der Sensor durch dieses Messprinzip keinerlei Drift während seines Betriebs.

Herausforderung Umwelt- und Prozessbedingungen

Die große Vielfalt unterschiedlicher Prozesse und Verfahren in der industriellen Produktion stellt diverse Herausforderungen an die Messeinrichtung hinsichtlich der Umwelt- und Prozessbedingungen. Für sämtliche messtechnischen Anforderungen existieren geeignete Strömungssensoren. So genannte Hantelkopfsensoren ermöglichen eine Messung aus allen Richtungen. Das hinterschneidungsfreie Design macht den Sensor unempfindlich gegen Stäube und Verunreinigung, so dass diese die Qualität der Messung nicht beeinflussen. Außerdem lässt sich der Sensor dank seines hinterschneidungsfreien Designs sehr gut reinigen oder desinfizieren. Ein optionaler Schutzüberzug verleiht ihm eine Resistenz gegenüber aggressiven Medien wie Salzsäure, Aceton oder Schwefelsäure und gestattet ihm in dieser ATEX-Ausführung den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen. Für die Messung bei hohen Temperaturen bis 350° C gibt es Varianten, bei denen das Sensorelement strö-mungsgünstig und geschützt in einem Kammerkopf aus hitzebeständigem Keramikmaterial positioniert ist.

Beispiele aus der Praxis
Die exakte Zuführung der Luftmengen beim Prozess der Gefriertrocknung wird mit hochpräzisen thermischen Anemometern überwacht, denn sie erfüllen zwei spezielle Anforderungen dieser Anwendung: die zuverlässige Messung auch bei Temperaturen um –35° C und die präzise Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit in Bereichen unter 0,1 m/s. Flüchtige Stoffe wie Lösemittel aus dem Erdreich zu entfernen, zählt ebenfalls zum Einsatzgebiet thermischer Anemometer. Die relative Unempfindlichkeit des Strömungssensors gegenüber Staubbelastungen im Messmedium und der große Messbereich zwischen 0,06 und 35 m/s qualifizieren den Sensor für die Bodenluftrei-nigung. Wegen ihres Messbereichs bis hin zu 350° C bei Drücken bis 16 bar kontrollieren thermische Anemometer auch die Atmosphärenregelung in Keramik-Brennöfen. Außerdem unterstützen sie durch ihre hohe Hitzebeständigkeit auch die Wärmerückgewinnung zum Zweck einer effektiven Energienutzung.