Durchflusssensoren

Ein Durchflusssensor für Flüssigkeit und Gas. KEYENCE hat verschiedene anklemmbare Modelle entwickelt, die eine stabile Durchflussmessung ohne erforderliche Modifizierung des Rohres ermöglichen. Diese Geräte können sowohl an kleinen als auch großen Rohren angebracht werden. Die Produktpalette umfasst auch elektromagnetische und Coriolis-Durchflusssensoren sowie umgebungsbeständige und Sanitärmodelle.

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Durchflussmessung von Druckluft und Gase

Modellreihe FD-G - Anklemmbarer Durchflusssensor für Druckluft und Gase

Der anklemmbare Durchflusssensor der Modellreihe FD-G kann mit nur einem Schraubendreher am Rohr installiert werden. Durch den Anklemm-Mechanismus sind keine Rohrmodifizierungen mehr erforderlich, was die Installationskosten deutlich senkt. Durch die Durchflusserkennung von außerhalb des Rohrs wird die Gasströmung nicht beeinflusst. Zudem wird das Risiko von Leckagen an Fittings bzw. Verbindungsstellen beseitigt. Der Sensor ist mit Edelstahl- und Stahlrohren von 3/4" bis 8" kompatibel und kann Druckluft, Stickstoff und andere Gase überwachen. Die hochpräzise Erkennung mit einer minimalen Empfindlichkeit von 0,03 m³/h, kann sowohl für große Durchflussmengen als auch für sehr kleine Leckagen eingesetzt werden. Die hochauflösende Anzeige kann sowohl die Gesamtdurchflussmenge als auch die aktuelle Durchflussrate für einen festgelegten Zeitraum anzeigen. Notwendige Funktionen für das Luftmanagement sind ebenfalls enthalten, wie z. B. die automatische Leckagevolumenmessung und die optionale Kostenberechnung.

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Durchflussmessung von Flüssigkeiten

Modellreihe FD-X - Anklemmbarer Durchflusssensor

Die anklemmbaren Durchflusssensoren der Modellreihe FD-X können einfach von außen am Rohr installiert werden und erkennen Durchflussmengen bis zu 0,1 mL/min (und Shot- bzw. kleine Dosiermengen bis zu 0,001 mL). Der Sensor kommt nicht mit den zu erkennenden Medien in Kontakt, wodurch Probleme wie Druckverlust und Verstopfung vermieden werden. Die berührungslose Konstruktion bedeutet auch, dass das Gerät nicht von den Eigenschaften der Fluide (z. B. Viskosität) beeinflusst wird. Sogar Beschichtungs-/Abfüllanwendungen von Fett, Klebstoffen, Schmiermitteln, Dichtungsmassen, Chemikalien und anderen Flüssigkeiten sind mit der Modellreihe FD-X möglich. Die Konstruktion verhindert zudem Druckabfälle, so dass die Durchflussmessung ohne nachteilige Auswirkungen auf die Gerätebedingungen, wie z. B. Strahl- und Sprühfunktionen, möglich ist. Darüber hinaus bietet die Anklemmtechnik den Vorteil, dass kein Bearbeiten oder Modifizieren der Rohre erforderlich ist.

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Modellreihe FD-Q - Anklemmbarer Durchflusssensor

Der anklemmbare Durchflusssensor der Modellreihe FD-Q ist mit einer Vielzahl von Rohrmaterialien und Flüssigkeiten kompatibel. Der Sensor kann die Durchflussrate einer Flüssigkeit erfassen, ohne dass eine Rohrmodifikation erforderlich ist. Dieses Gerät ermöglicht die Erkennung einer Vielzahl von Flüssigkeiten, einschließlich Wasser (und Reinwasser), Öl und Chemikalien. Die Detektion ist auf Metallrohren bis zu 2" und Kunststoffrohren mit einem Durchmesser von bis zu 64 mm möglich. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sensoren ist die Installation und der Betrieb auch bei Hochdruckleitungen problemlos möglich. Die Kosten werden durch den minimalen Installationsaufwand erheblich reduziert, und durch den Clamp-On-Mechanismus wird das Risiko eines Druckverlusts oder eines erhöhten Wartungsaufwandes eliminiert. Zusätzlich liefert die große Anzeige Statusinformationen in Echtzeit.

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Modellreihe FD-R - Anklemmbarer Durchflusssensor

Die anklemmbaren Durchflusssensoren der Modellreihe FD-R sind für Rohre bis zu 8" ausgelegt. Die Installation ist einfach und erfordert nur einen Schraubendreher. Das Gerät kann auf einer Vielzahl von Rohren und Rohrmaterialien montiert werden, darunter Edelstahl, Eisen, Kupfer, PVC und Kunststoff. Sowohl die Durchfluss- als auch die Temperaturüberwachung ist für eine Vielzahl von Flüssigkeiten möglich – von Wasser (einschließlich Reinwasser) bis hin zu Öl, Chemikalien und Hochdruckflüssigkeiten – bei Temperaturen zwischen -20°C und +120°C. Das Gerät kommt nicht mit der Flüssigkeit in Kontakt, so dass keine Gefahr von Korrosion oder Verschleiss durch den Medienkontakt besteht. Dadurch können die Wartungszeiten und -kosten reduziert werden. Der Sensor verfügt über gut ablesbare Anzeigen und eine integrierte Datenlogger-Funktion. Die Schutzart IP69K und die NEMA4X machen diesen Sensor sowohl für den Innen- als auch für den Außeneinsatz äußerst zuverlässig und praktisch überall einsetzbar.

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Durchflusssensoren werden zur Messung der Durchflussrate einer Flüssigkeit oder eines Gases verwendet. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Arten von Durchflusssensoren, darunter Ultraschall-, elektromagnetische, Karman-Wirbel-, Schaufelrad-, Schwebekörper-, thermische und Membran-Durchflusssensoren. Durchflusssensoren, die keinen Medienkontakt für die Durchflusserkennung benötigen, sind besonders effektiv bei der Vermeidung potenzieller Probleme. Beispielsweise können Ultraschallsensoren – oft in kontaktloser Bauform mit Anklemm-Mechanismus – außerhalb der Rohrleitung installiert werden, um eine Durchflussüberwachnung, ohne Einfluss auf das Rohrsystem, zu ermöglichen. Dadurch wird jegliches Risiko nachteiliger Auswirkungen auf die Flüssigkeit vermieden und Rohrmodifizierungen entfallen. Elektromagnetische Sensoren erfassen den Durchfluss über die elektromotorische Kraft, die durch elektromagnetische Induktion erzeugt wird. Modelle, die eine Elektrode außerhalb des Wasseraustritts verwenden, sind am effektivsten. Sensoren, die die Coriolis-Methode verwenden, messen die rückwärtige Kraft, die durch den Flüssigkeitsstrom in einem schwingenden, U-förmigen Rohr erzeugt wird. Alternativ messen thermische Sensoren die Durchflussrate, indem sie die Wärmemenge messen, die die Flüssigkeit von einem Heizelement abführt.

Vorteile von Durchflusssensoren

In Produktionsprozessen oder bei der Herstellung von Produkten können unterschiedlichste Flüssigkeiten und Gase verwendet werden. Um die Qualität von Produkten und Prozessen zu gewährleisten, unterstützt die Überwachung der Durchflussmengen und Durchflussraten mit einem Durchflusssensor dabei die Produktqualität zu verbessern oder zu stabilisieren.

Die Verwendung eines Durchflusssensors zur Überwachung von Durchflussraten und Durchflussmengen ermöglicht eine Erfassung von Daten für Alarme sowie die Diagnose und Analyse. Außerdem ermöglichen Durchflusssensoren das Management und die Steuerung kleinster Durchflussmengen für Dosierungen und Sprühaufträge. Auch die Zufuhr von Druckluft-, Stickstoff- oder Argongas kann mit einem Durchflusssensor überwacht werden.
Anklemmbare Durchflusssensoren, die mit den zu erkennenden Medien nicht in Berührung kommen und so die Flüssigkeit nicht nachteilig beeinflussen, sind auch in der Lage, sehr geringe Durchflussraten bei hohen Geschwindigkeiten zu erkennen. Dies ist oft notwendig, um die Auftragsmengen von Trennmittel, Desinfektionsalkohol und Flussmittel zu kontrollieren.
Die meisten Durchflusssensoren bieten verschiedene Schnittstellen zu den Maschinensteuerungen. Schaltsignale, ein Analogausgang oder eine Feldbus-Schnittstelle helfen bei der einfachen Datenübermittlung und der Anpassung von Prozesssteuerungen.

Die Durchflusskontrolle mit einem Durchflusssensor ermöglicht sowohl eine vorausschauende Wartung als auch einen optimalen Schutz von Produkt und Maschine. Hier unterstützt ein Durchflusssensor, wenn zum Beispiel für den Prozess ein idealer Temperaturbereich vorgegeben ist oder eine korrekte Menge für die Kühlwasserzirkulation gewährleistet werden muss. Die Durchflusskontrolle ermöglicht es, Qualitätsverschlechterungen der Produkte oder Fehlfunktionen der Maschinen durch eine unzureichende Kühlung zu verhindern.

Die schnelle Erfassung von Veränderungen der Durchflussrate ermöglicht es, eine vorrausschauende Wartung zu realisieren. Somit können nachteilige Auswirkungen auf Produktion oder Maschine vermieden werden. Die Durchflussüberwachung mittels Durchlusssensor ist für die meisten Prozesse somit unerlässlich. Ein Durchflusssensor mit 2 Schaltausgängen ermöglicht sowohl die Ausgabe eines vorrausschauenden Alarms als Warnung als auch eines Hauptalarms zur generellen Kontrolle, bevor Werkzeuge oder Maschinen beschädigt werden.
Die Überwachung des Zustands von Filtern und Sieben ist ebenfalls wichtig, um Verstopfungen zu erkennen, welche den Durchfluss verringern könnten. In anderen Fällen zeigen geknickte oder verstopfte Rohre möglicherweise keine Druckänderung, sondern nur eine Abnahme der Durchflussrate. Die Verwendung eines Durchflusssensors zusätzlich zu einem Drucksensor ermöglicht es, Probleme in den Rohrleitungen schnell zu erkennen und sofort zu reagieren.

In Fertigungsstätten werden häufig Argongas zum Schweißen, Stickstoffgas zur Oxidationsverhinderung und Wärmebehandlung sowie verschiedene andere Medien wie Hydrauliköl und Kühlmittel verwendet. Die Verwendung eines Durchflusssensors zur Durchflusskontrolle ermöglicht es, die Menge der eingesetzten Medien zu visualisieren und Energie zu sparen. Eine solche Verbrauchsüberwachung kann helfen, die Kosten zu senken und den Materialbedarf besser zu planen.

Durchflusssensoren, die die momentane Durchflussrate und zusätzlich auch die Gesamtdurchflussraten überwachen können, können auf verschiedene Wege Durchflussschwankungen erkennen. Eine solche Durchflusssensorik kann zudem Daten sammeln, um mögliche Veränderungen der Verbrauchsmengen, zum Beispiel auf Grundlage der Nutzung pro Stunde, zu ermitteln. Wenn der Durchflusssensor keine beweglichen internen Bauteile hat, können Druckabfälle aufgrund von Verstopfungen oder anderen Problemen vermieden werden, was zu einer größeren Energieeinsparung ohne unnötige Belastung der Pumpen beiträgt. Solche anklemmbare Durchflusssensoren können auch im laufenden Betrieb ohne einen Eingriff ins Rohrsystem montiert werden, wodurch das Risiko von Flüssigkeits- und Luftleckagen durch zusätzliche Verbindungsstellen eliminiert wird.

Anwendungsbereiche von Durchflusssensoren

Anlagen, die ein Flüssigkeitsmanagement erfordern (Kühlmittel, Reinigungsflüssigkeit)

Zu den Anlagen, die ein Flüssigkeitsmanagement und eine Durchflussüberwachung erfordern, zählen Spritzgussmaschinen (Kontrolle des Kühlmittelflusses in der Form), Druckgussmaschinen (Kontrolle des Kühlmittel- und Formtrennmittelflusses), Schleifmaschinen und Schneidemaschinen (Kontrolle des Schmiermittelflusses), Sputteranlagen (Kontrolle des Kühlmittelflusses) und Punktschweißmaschinen (Kontrolle des Kühlmittelflusses). Die Verwendung eines geeigneten Durchflusssensors zur Durchflussüberwachung stabilisiert die Produktqualität und verhindert potenzielle Probleme der Anlage.

Anlagen, die ein Flüssigkeitsmanagement erfordern (Öl, Beschichtungslösungen, chemische Lösungen usw.)

Da Flüssigkeitsdurchflussraten und Prozessmanagement eng miteinander verflochten sind, sind Durchflusssensoren auch bei der Überwachung des Durchflusses von anderen Flüssigkeiten als Kühl- und Reinigungsflüssigkeit nützlich. Eine Durchflusskontrolle ist z. B. auch erforderlich bei Hochfrequenz-Härteanlagen (Durchflusskontrolle der Abschreckflüssigkeit), Läpp-/Polier-/CMP-Anlagen (Schlamm), Dosieranlagen (Flussmittel, Schmelzkleber, Farbe, Fett, Klebstoffe, Lackierlösungen, Beschichtungsmittel, Abdecklösungen, Formtrennmittel usw.), Präzisionspressen (Schmiermittel usw.), Zweikomponentenmischern (Vor- und Nachhärterflüssigkeiten, Wasser, Druckfarbe, Chemikalien, Emulsionen, Klebstoffe usw.), Schneidemaschinen (zur Kontrolle der Schneidölmengen usw.), Betonmischern und Fertigungsanlagen (Wassermenge, die mit Materialien vermischt wird) und Rauchgasneutralisierungsanlagen (Wasser und chemische Lösungen, die bei der Rauchgasabsaugung verwendet werden).

Anlagen, die eine Kontrolle des Gasflusses erfordern (Stickstoff, Sauerstoff, Luft usw.)

Durchflusssensoren werden in Prozessen und Maschinen eingesetzt, die die Durchflussüberwachung von Gasen wie Stickstoff, Sauerstoff und Luft erfordern. Dazu gehören Aufschmelzöfen (Stickstoff-Durchflusskontrolle (N2) zur Verhinderung von Oxidation), Abschrecköfen (Stickstoff-Zufuhrkontrolle (N2) zur Verhinderung von Oxidation), Förderer für Chip-Bauteile (zur Überprüfung des Luftstroms während der Absorption der Chip-Bauteile), Elektronikkomponenten-Pakete (Management von eingeschlossenem Gas (Stickstoff) zur Verhinderung von Oxidation), Ionisatoren (Luftspülungs-Durchflussskontrolle) und Lackierroboter (Management von Farbe (flüssig) und Luft (Gas)).

Häufig gestellte Fragen zu Durchflusssensoren

Luftblasen können mit der Flüssigkeit in das Rohr gelangen oder sich aufgrund von Verunreinigungen oder anderen Faktoren im Rohr bilden. Luftblasen um Medium oder im Rohr können die Erkennung des Durchflusses stören, was zu Fehlfunktionen des Durchflusssensors führt. Im Allgemeinen können Durchflussraten ohne Auswirkungen von Luftblasen gemessen werden, wenn ein Durchflusssensor verwendet wird, der mit der Coriolis-Methode arebeitet. Moderne Ultraschall-Durchflusssensoren verwenden stärkere Ultraschallsignale , um eine angemessene Signalausbreitung zu gewährleisten und auch bei Blasenbildungen eine stabile Erkennung zu ermöglichen. So sind einige Ultraschall-Durchflusssensoren nicht nur in der Lage, die Auswirkungen von Luftblasen zu unterdrücken, sondern auch in der Lage ein Alarmsignal auszugeben, wenn Luftblasen erkannt werden.

Bei Durchflusssensoren, die einen direkten Medienkontakt haben, können Ablagerungen im Rohr die Messung unmöglich machen. Viele elektromagnetische Durchflusssensoren sind ebenfalls anfällig für solche Probleme. Durchflusssensoren, die eine kapazitive Erkennung mit Elektroden an der Außenseite des Rohrs verwenden, können diese Art von nachteiligen Auswirkungen wirksam verhindern. Vollständig eindringende elektromagnetische Durchflusssensoren erkennen Flüssigkeit von außerhalb des Rohrs und ermöglichen eine stabile Erkennung, selbst wenn das Rohr mit isolierenden Ablagerungen zugesetzt ist. Natürlich müssen stark verunreinigte Rohre wegen der potentiell nachteiligen Auswirkungen auf die Anlage gereinigt oder anderweitig gewartet werden.

Die Auswirkungen von zahlreichen Biegungen, Verzweigungen oder Durchmesserschwankungen können zu einer ungleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeit in der Flüssigkeit führen. Dies kann erhebliche Messwertabweichungen der Durchflussrate zur Folge haben. Um eine Verteilung mit gleichmäßiger Strömungseschwindigkeit zu gewährleisten, muss auf der Zulaufseite des Durchflusssensors ein gerader Abschnitt von ausreichender Länge vorgesehen werden. Dieser gerade Abschnitt sollte mindestens 5-mal länger als der Durchmesser des Rohres sein, bzw. 20-mal länger, wenn starke Ablenkungen oder wirbelnde Strömungen vorhanden sind. Wenn weiterhin signifikante Messfehler vorhanden sind, erwägen Sie den Einbau eines Ventils oder einer Blende.

Durch das Öffnen/Schließen von Ventilen sowie dem Betrieb von angeschlossenen Pumpen oder anderer Geräte, können Vibrationen verursacht werden. Solche Vibrationen und anderes Rauschen können zu Messfehlern führen. Karman-Wirbel- und Coriolis-Durchflusssensoren werden häufig durch Vibrationen beeinträchtigt und zeigen dann falsche Messwerte. Elektromagnetische und Ultraschall- Druchflusssensoren bleiben dagegen praktisch unbeeinflusst von Vibrationen. Insbesondere Ultraschall-Durchflusssensoren, die in der Lage sind, Ultraschallwellen mit hohen Frequenzen auszusenden und zu empfangen, sind weniger anfällig für Vibrationen und Rauschen, so dass sie eine stabile Durchflusserkennung gewährleisten.

Durchfluss Sensoren Technischer Leitfaden

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