| von Bernadette Menzel, AB PR, für Heinrichs Messtechnik
Variante 1, Bild: Heinrichs Messtechnik
Für die flexible Montage bietet der Hersteller verschiedene Varianten an. Bild: Heinrichs Messtechnik

„Aufgrund der Empfindlichkeit von Einrohr-Coriolis müssen diese häufig aufwendig mechanisch entkoppelt werden, wodurch sie nicht für jeden Prozess geeignet sind. Wir mussten also einen Weg finden, wie trotz der kleinen Größe zwei Messrohre zum Einsatz kommen können“, führt Schramm aus. Da das Gewicht der Spulen das Grundproblem darstellt, die gegenüber der Schleife mit einem Durchmesser von nur 1,5 Millimeter deutlich schwerer sind, setzte der Hersteller hier an: Statt die Spulen auf die Rohre zu montieren, entschied er sich dazu, sie auf einer Platine zu positionieren, die zwischen den Messrohren angebracht wird. Somit wurde gleichzeitig die Anzahl der Sensorspulen von zwei auf vier erhöht, wodurch sich eine höhere Auflösung ergibt.

Auf den Messrohren sind nur sehr leichte Magnete befestigt, die mit ihrem geringen Gewicht von weniger als 0,08 Gramm keinen mechanischen Einfluss auf das Schwingverhalten der Messrohre mehr haben. Um die Herstellungskosten gering zu halten, setzt das Unternehmen statt wie bisher Löttechnik nun einen speziellen Laserschweißprozess zur Befestigung der Magnete und Fixierung der Messrohre ein. Auf diese Weise ist nicht nur eine spannungsfreie Verschweißung möglich, auch aufwendiges Löten im Vakuumofen entfällt.

Modell unten, Bild: Heinrichs Messtechnik
Die vier weiteren Modelle im Sortiment eignen sich entweder zur Befestigung mit Wandhalterungen oder zur Tischmontage. Bild: Heinrichs Messtechnik

Durch das Doppelrohr-Design zeigt sich der neue HPC unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen, sodass ein präzises Ergebnis mit einer maximalen Abweichung von ± 0,1 Prozent v. MW. und eine Nullpunktstabilität zwischen 0,001 und 0,005 erreicht werden kann. Eine mechanische Entkopplung ist im Normalfall nicht notwendig. Aufgrund der hohen Arbeitsfrequenz der Messrohre von über 200 Hertz wird zuverlässig verhindert, dass sich Schwingungen oder ähnliche Anlagenvibrationen einkoppeln; Fehlermeldungen werden so vermieden. Da die Sensoren nun auf der unbewegten Platine angebracht sind und nicht mehr auf den Rohren, ist keine offene Verdrahtung wie bei marktüblichen Geräten nötig. Diese stellt häufig eine Schwachstelle dar, da der Draht oder das Verbindungsmaterial in gleicher Frequenz wie die Messrohre schwingen.

Befestigung zur Tischmontage rechts, Bild: Heinrichs Messtechnik
Die vier weiteren Modelle im Sortiment eignen sich entweder zur Befestigung mit Wandhalterungen oder zur Tischmontage. Bild: Heinrichs Messtechnik

Die Komponente besteht, abgesehen von den mittels Laser angeschweißten Schleifen, im Wesentlichen aus einem mit Bohrungen versehenen, massiven Edelstahlblock. Darüber hinaus wurde das Gerät um einen Splitter am Zulauf der Schleifen reduziert. Stattdessen verfügt es über ein Reservoir – über den Prozessdruck verteilt sich die Flüssigkeit exakt in den Messrohren und die Strömung wird nicht durch einen Splitter gestört. So sind auch hier kein zusätzliches Bauteil und kein Verschweißen mehr nötig. Dies führt dazu, dass das Gerät höchst robust ist und selbst Temperaturen bis 180 Grad Celsius sowie Drücken bis 600 bar standhält. „Prinzipiell sind aber auch Ausführungen in Hastelloy oder anderen Legierungen bestellbar“, merkt Schramm an.

„Das Problem derzeit ist, dass der Stand der Technik die Verwendung zweier Messrohre vorsieht. Aber speziell bei geringen Masseströmen beeinflusst das Eigengewicht der Spulen das Messergebnis.“

Frank Schramm, Geschäftsführer bei der Heinrichs Messtechnik

Variables Montagekonzept

Platine, Bild: Heinrichs Messtechnik
Statt die Spulen auf die Rohre zu montieren, entschied sich der Hersteller dazu, sie auf einer Platine zu verbauen, die zwischen den Messrohren angebracht wird. Somit wurde die Anzahl der Messsensoren von zwei auf vier erhöht, wodurch sich eine bessere Auflösung ergibt. Bild: Heinrichs Messtechnik

Für die flexible Installation werden verschiedene Varianten angeboten: Neben der Inline-Version, die sich direkt in die Prozessleitungen einsetzen lässt, sind noch drei weitere Modelle verfügbar, die sich entweder zur Befestigung mit Wandhalterungen oder zur Tischanbringung eignen. „Bei unserem Tisch-Modell sind zwei Optionen wählbar: die Anordnung der Messrohre oberhalb oder unterhalb der Leitung. Für Gasmessungen ist die Orientierung nach oben empfehlenswert, um Probleme mit Flüssigkeiten zu vermeiden. Das gleiche gilt auch umgekehrt“, bemerkt Schramm.

Insgesamt sind die Geräte für drei Messbereiche erhältlich: null bis 20, null bis 50 und null bis 160 Kilogramm pro Stunde. Auf Wunsch sind auch weitere Anpassungen möglich, beispielsweise kundenspezifische Gehäuse, Stecker oder Schnittstellen. Für die Chemie- und Halbleiterindustrie werden verschweißte Edelstahlgehäuse geliefert.

Mit Simulationen zum Entwicklungserfolg

HPC, Bild: Heinrichs Messtechnik
Der HPC besteht – abgesehen von den mittels Laser angeschweißten Schleifen – im Wesentlichen aus einem mit Bohrungen versehenen, massiven Edelstahlblock. Dies führt dazu, dass das Gerät sehr robust ist und selbst Temperaturen bis 180 °C sowie Drücken bis 600 bar standhält. Bild: Heinrichs Messtechnik

Die gesamte Entwicklungsphase nahm lediglich eineinhalb Jahre in Anspruch. Damit diese kurze Zeitspanne erreicht werden konnte, setzte der Hersteller eine neue Simulationstechnologie ein. „Auf diese Weise konnte die Anzahl der Prototypen und damit der Kostenfaktor Entwicklung stark reduziert werden“, berichtet Schramm zufrieden. Mithilfe der Simulations-Technologie ist es darüber hinaus möglich, kundenspezifische Anforderungen zu erfassen und so in kürzerer Zeit individuelle Lösungen zu finden.

Die Komponente wurde erstmals auf der Hannover Messe präsentiert, wobei es sich ebenfalls um den offiziellen Verkaufsstart handelt. Geplant sind Atex- und IECEx-Zulassungen sowie eine Patentierung der Technologie. Zudem arbeitet das Unternehmen an einem neuen Transmitter mit kleineren Maßen und flexiblen Schnittstellen, der mit dem HPC kompatibel sein soll.

Das Unternehmen

Verwurzelt in der Chemie- und Petrochemie-Branche

Bereits seit über hundert Jahren befasst sich das 1911 in Düsseldorf gegründete Unternehmen Heinrichs Messtechnik mit der Entwicklung und dem Verkauf von Durchflussmessern. Zu einer der Kernzielgruppen gehört von Anfang an die Chemie- und Petrochemiebranche, weshalb ab den 60er Jahren die Entwicklung von Ganzmetall-Schwebekörper-Durchflussmessern vorangetrieben wurde. Mitte der 1980er Jahre fertigte der Hersteller als erstes europäisches Unternehmen einen Massedurchflussmesser nach dem Coriolisprinzip und baute in den darauf folgenden Jahren die Palette der Coriolis-Geräte systematisch aus. Inzwischen beliefert das Unternehmen Anwender aus zahlreichen Bereichen wie Chemie, Öl und Gas, Energie, Anlagen- und Maschinenbau. 2008 wurde Heinrichs Teil der Kobold-Gruppe, so dass der Betrieb dank der internationalen Niederlassungen des Konzerns über ein weites Vertriebsnetz verfügt. Zurzeit sind am Hauptstandort in Köln 60 Mitarbeiter beschäftigt, dort werden alle Produkte selbst entwickelt und gefertigt.

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