Prozess-Dichtemessung: Dichtemessgeräte für Gase und leichte Flüssigkeiten
In-line-Dichtemessung von Gasen und leichten Flüssigkeiten: Sarasota-Dichtemessgerät mit schwingendem Element, HART-4–20 mA-Ausgang und eigensicheren ATEX-Optionen.
Warum wird die Dichte gemessen?
Die Dichte ist die Masse je Volumeneinheit eines Fluids und einer der Grundparameter für Produktqualität, Zusammensetzung und Mengenmessung in der Prozessindustrie. In Gas- und Leichtflüssigkeitsleitungen ist die Dichte eine Eingangsgröße für die Berechnung des Massenstroms; bei Erdgas trägt sie zur Berechnung von spezifischem Gewicht und Heizwert bei; und bei Kohlenwasserstoffgemischen zeigt sie indirekt Änderungen der Zusammensetzung. An eichpflichtigen Übergabestellen erhöht eine kontinuierliche und genaue Dichtemessung die Zuverlässigkeit der Mengenermittlung.
Wo wird die Dichte gemessen?
- Erdgas- und Kohlenwasserstoffleitungen: Bei der Massen- und Energieberechnung zusammen mit einem Durchflussrechner.
- Raffinerie und Petrochemie: Bei der Qualitätsüberwachung von Leichtflüssigkeits-, LPG- und Produktströmen.
- Messstationen: Bei eichpflichtiger Übergabe und Allokationskontrolle.
Wie wird Dichte gemessen?
Das gängige Verfahren bei Rohrleitungs-Dichtemessgeräten ist das Prinzip des schwingenden Elements. Das Fluid strömt um oder durch ein Element, das mit seiner Resonanzfrequenz schwingt; mit steigender Dichte des Fluids ändert sich die Schwingfrequenz, und aus dieser Frequenz wird die Dichte berechnet. Geräte in Bypass-Bauart leiten einen kleinen Teil des Stroms zum Messelement; der Wert wird auf einer kopfmontierten intelligenten Anzeige gelesen und über einen HART-kompatiblen 4–20 mA-Ausgang an das Leitsystem übertragen. In explosionsgefährdeten Bereichen werden Ausführungen mit Eigensicherheitszulassung eingesetzt.
Die Verknüpfung der Dichtedaten mit den Messungen von Differenzdruck, Druck und Temperatur im Durchflussrechner ermöglicht es, Massenstrom und Energiegehalt zuverlässig zu berechnen.
Dichtemessgerät auswählen
- Gas oder Flüssigkeit; Druckstufe und Flanschanschluss
- Temperatur- und Druckbedingungen; Kalibrierbereich
- Ex-Zulassung
- Integration von Durchflussrechner und Kommunikation
Dichtemessung mit Tetra
Tetra liefert in der Türkei das Dichtemessgerät Thermo Scientific Sarasota FD900. Das Unternehmen übernimmt Installation, Inbetriebnahme, Kalibrierung und Service zusammen mit Lösungen für Durchflussrechner und Messstationen.
Häufig gestellte Fragen
In welchen Einheiten wird die Dichte angegeben?
In der Prozessmessung wird die Dichte in der Regel in kg/m³ oder g/cm³ angegeben. Für Erdgas wird auch die relative Dichte (zu Luft) verwendet, für Mineralölprodukte die Dichte bei einer Bezugstemperatur oder die API-Dichte. Bei kommerziellen Berechnungen sollten die Temperatur- und Druckbedingungen des Werts angegeben werden.
Wie wird ein Dichtemessgerät mit schwingendem Element kalibriert?
Diese Geräte werden werkseitig mit Fluiden bekannter Dichte kalibriert, und die Koeffizienten des Frequenz-Dichte-Zusammenhangs werden in das Gerät geladen. Vor Ort erfolgt die Überprüfung mit einem Referenzfluid oder -gas bekannter Dichte oder durch Vergleich mit einem berechneten Referenzwert. Bei Abweichungen werden zuerst die Sauberkeit des Messelements und die Temperaturbedingungen geprüft.
Welche Fehler treten bei der Gasdichtemessung auf?
Flüssigkeitströpfchen, Kondensation oder Ablagerungen am Messelement verändern die Schwingfrequenz und verursachen Abweichungen. Weicht das Gas in der Bypassleitung in Temperatur und Druck von der Hauptleitung ab, gibt die gemessene Dichte die Bedingungen der Hauptleitung nicht wieder. Daher wird empfohlen, die Bypassleitung zu isolieren und kurz zu halten.
Kann ein Coriolis-Durchflussmesser zur Dichtemessung verwendet werden?
Coriolis-Durchflussmesser messen neben dem Massenstrom auch die Dichte und sind besonders in Flüssigkeitsleitungen weit verbreitet. In Gasleitungen niedriger Dichte können für eine präzise Dichtemessung eigene Dichtemessgeräte mit schwingendem Element vorzuziehen sein. Die Wahl sollte sich nach Fluidart, erforderlicher Genauigkeit und Leitungsgröße richten.
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