Bürkert Fluid Control setzt auf Surface Acoustic Wave Durchflussmessung erstmals per SAW-Verfahren

Das Durchflussmessgerät »FLOWave Typ 8098« von Bürkert nutzt erstmals akustische Oberflächenwellen in einem Edelstahlrohr - ohne sonstige Einbauten - zur Messung der Durchflussgeschwindigkeit und Flüssigkeitseigenschaften. Diese Wellen werden in der Rohroberfläche durch speziell entwickelte piezoelektrische Interdigitalwandler angeregt. Dabei haben die Messelemente keinen Kontakt zum Medium und sind damit vielfach einsetzbar.
Das Durchflussmessgerät »FLOWave Typ 8098« von Bürkert nutzt erstmals akustische Oberflächenwellen in einem Edelstahlrohr - ohne sonstige Einbauten - zur Messung der Durchflussgeschwindigkeit und Flüssigkeitseigenschaften. Diese Wellen werden in der Rohroberfläche durch speziell entwickelte piezoelektrische Interdigitalwandler angeregt. Dabei haben die Messelemente keinen Kontakt zum Medium und sind damit vielfach einsetzbar.

Bürkert Fluid Control schickt sich an, die Durchflussmessung zu revolutionieren und setzt dabei erstmals auf die Surface-Acoustic-Wave-Technologie. Mit der neuen Messgerätegeneration »FLOWave« war Bürkert sogar für den Hermes-Award 2014 nominiert. Doch was macht das Verfahren eigentlich so interessant für die Durchflussmessung?

Zur Durchflussmessung findet man derzeit vielfältige Technologien am Markt: Magnetisch induktive Messgeräte haben sich dank ihres breiten Anwendungsspektrums als Standard etabliert und sind in vielen Varianten verfügbar. Hohe Zuwachsraten werden auch den Prinzipien Ultraschall und Coriolis zugewiesen.

Nach Überzeugung der Experten von Bürkert Fluid Control hat jedoch jedes Prinzip nach wie vor seine spezifischen Schwächen und Einsatzgrenzen, so dass die Auswahl des passenden Gerätes nicht ganz einfach ist: Zum einen muss es die Messaufgabe zuverlässig über den gesamten Lebenszyklus erfüllen, zum anderem muss es den operativen Aufwand in Grenzen halten, um Stillstandzeiten zu reduzieren.

Mit der Surface-Acoustic-Wave-Technologie (SAW), die eine Wellenausbreitung wie bei seismischen Aktivitäten für die Messung nutzt, könnte Bürkert nun eine Lösung für diese Anforderungen gefunden haben. 

»Ein Pluspunkt der Inline-Durchflussmessung in Flüssigkeiten mittels SAW-Technologie ist, dass es keinerlei Einbauten oder Verengungen im Messrohr gibt«, erklärt Volker Erbe, Produktmanager Sensoren bei Bürkert. »Die Rohrinnenseite kann mit der gleichen Oberflächengüte hergestellt werden wie der Rest der Leitung und unterscheidet sich hinsichtlich Hygiene, Reinigung und Strömungsverhältnissen nicht von jedem anderen geraden Rohrstück. Es entstehen kein Druckabfall und keine Fluideinwirkung auf die Sensorelemente. Zusätzlich zum Volumendurchfluss und der Temperatur können Temperatur und Dichte gemessen werden. Daraus lässt sich der Massendurchfluss ermitteln.« 

Das Messprinzip arbeitet auch schon bei stehenden Flüssigkeiten, so dass auch bei kleinstem Durchfluss Messergebnisse vorliegen. Es erkennt selbst sehr schnelle Durchflussveränderungen zuverlässig und eignet sich damit auch für hohe Abfüllgeschwindigkeiten. Störungen durch Anlagenvibrationen werden durch die hohe Anregungsfrequenz von über 1 MHz ausgeschlossen, und auch magnetische und elektrische Effekte beeinflussen die Messung nicht. Effekte, wie sie durch Gasblasen in Flüssigkeiten oder bei Feststoffanteilen auftreten, sind bei der SAW-Technologie geringer oder lassen sich gesicherter erkennen. Als einziges Messverfahren kann die SAW-Technologie zudem zwischen laminaren und turbulenten Strömungen unterscheiden. 

Umsetzung im Durchflussmessgerät

Die Technologie führt zu kompakter Bauweise und geringem Gewicht der Messgeräte. Sie können in beliebiger Lage eingebaut werden. Der SAW-Sensor als fester Bestandteil des Messrohres ist mit einem Transmitter verbunden, der sowohl das Bedieninterface beinhaltet als auch die nötigen Ausgangssignale erzeugt. Der Transmitter basiert auf Bürkerts neuer Elektronikplattform namens EDIP (Electronic Device Integration Platform), die von allen zukünftigen Geräten genutzt werden soll. Der Aufbau ist voll modular und bietet so die Vielfachnutzung der Einzelkomponenten. 

Die Verbindung der elektrischen Baugruppen ist nicht wie in der Vergangenheit analog, sondern voll digital angelegt. Bürkert nutzt CAN open mit Erweiterungen, was den Aufbau von Netzwerk-Topologien erlaubt und damit dem Anspruch gerecht wird, auch komplette Lösungen und fertige Systeme völlig flexibel und auf Kundenbedürfnisse zugeschnitten anzubieten. Volker Erbe empfiehlt die SAW-Technologie besonders für Messaufgaben, bei denen bisher wegen zu geringer Leitfähigkeit statt magnetisch-induktiver Sensoren die deutlich teureren Coriolis-Geräte eingesetzt werden mussten.