Montage des Prozessviskosimeters SRV und des Dichtemessgeräts SRD auf einer rotierenden Welle

Rheonics Sensoren sind so konzipiert, dass sie Viskosität, Dichte und Temperatur in Echtzeit messen. Dank ihrer Vielseitigkeit können sie in Tanks oder Rohrleitungen installiert werden und bieten Verfahrenstechnikern somit Flexibilität bei der Überwachung der Fluidbedingungen.

Die SRV- und SRD-Sensorsonden sind mit verschiedenen Prozessanschlussoptionen erhältlich und können daher je nach Anwendung in unterschiedlichen Tank- und Rohrleitungskonfigurationen montiert werden. Die Sensorsonden verfügen über ein Sensorelement, das während der Messung mit dem zu messenden Medium in Kontakt stehen muss. Für genaue Messwerte ist ein geringer Abstand um das Sensorelement (Messbereich) erforderlich.

Abbildung 1. SRV und SRD Erfassungsbereich

Die Inline-Messung in Mischanwendungen kann durch Anbringen der Sensorsonde an der Seitenwand, am Boden oder an der Oberseite des Behälters oder Tanks erreicht werden (siehe Referenz in Abbildung 2).

Abbildung 2. Übliche Installationen in einem Mischtank

In vielen industriellen Mischanlagen sind diese herkömmlichen Installationspunkte jedoch aufgrund physikalischer Einschränkungen nicht realisierbar, wie zum Beispiel:

• Die Geometrie der Schaufeln lässt nicht genügend Platz für eine seitlich, unten oder oben montierte Sonde.

• Mischtanks, die Abstreifer verwenden und eine gängige Installation ungültig machen.

• Behälterkonstruktion, die keinen direkten Zugang zum Fluid am relevanten Punkt ermöglicht

In diesen Fällen ermöglicht die Installation des Sensors direkt im Mischerschaft einen direkten Zugriff auf das Fluid an der repräsentativsten Stelle und somit genaue Viskositäts- und Temperaturmessungen in Echtzeit, unabhängig von der Geometrie des Behälters.

Abbildung 3. Beispiel eines Mischtanks, bei dem die übliche Installation nicht gültig ist

Rheonics Das Inline-Prozessviskosimeter und Dichtemessgerät mit SRV- oder SRD-Sensor kann direkt an der Rührwelle montiert werden und ermöglicht so eine direkte Messung unabhängig von der Behältergeometrie oder internen Hindernissen. Viskositäts-, Dichte- und Temperaturdaten werden in Echtzeit von der rotierenden Welle an ein stationäres Steuerungssystem übertragen. Dies wird durch die Sensorvariante SRV-EM-TT oder SRD-EM-TT, einen speziell angefertigten Gewindeadapter zur Montage der Sonde an der Welle und einen Schleifring eines Drittanbieters realisiert. Das System wird im Folgenden beschrieben und in Abbildung 4 dargestellt.

Als Beispiel verwenden wir ein Kundengehäuse mit einem vorhandenen M20x1.5-Gewinde im Schaft und einer Innenbohrung von ⌀14 mm für den Kabelanschluss. Dies ist jedoch auch bei anderen Gehäusen mit beliebigen Gegebenheiten und Spezifikationen möglich.

Abbildung 4. Installation der von Rheonics

Die Lösung besteht aus drei Hauptkomponenten, die nacheinander entlang der Mischerwelle installiert sind, und der Sensorelektronik:

1. Ein kundenspezifischer Adapter, bereitgestellt von Rheonics (G3/4″ auf M20x1.5) oder eine externe Werkstatt, um die SRV- und SRD-Sensoren mit dem Gewinde auf der Welle zu verbinden.

Abbildung 5. G3/4” bis M20x1.5 Gewindeadapter bereitgestellt von Rheonics

2. Das SRV-EM-TT oder SRDDer EM-TT-Sensor wird in den Adapter eingeschraubt, wobei sein Sensorelement dem Prozessmedium ausgesetzt ist. Diese Variante wurde gewählt, da sie die Sensorelektronik direkt in den Sondenkopf integriert und somit einen separaten externen Messumformer überflüssig macht.

Abbildung 6. SRV-EM-TT Zeichnungsbeispiel

3. Am oberen Ende der Welle ist ein Schleifring montiert, der Strom und Datensignale von der rotierenden Welle an einen stationären PC oder ein Steuerungssystem überträgt. Der Schleifring benötigt zwei Leiter für die Stromversorgung (8–36 V DC) und zwei für die CAN-Verbindung zum Sensor. Dieses Bauteil muss von einem externen Anbieter wie Mercotac oder Moflon bezogen werden.

In diesem speziellen Beispiel muss die vorhandene Wellenbohrung zur Aufnahme des Schleifrings von ihrem aktuellen Durchmesser von ⌀14 mm auf ca. ⌀30 mm (abhängig von der Schleifringvariante) gemäß den Einbauvorgaben des Schleifringherstellers erweitert werden. Diese Umbearbeitung muss vom Kunden oder dem Schiffshersteller durchgeführt werden. Rheonics empfiehlt, vor der Bearbeitung die genauen Bohrungsanforderungen anhand des Datenblatts des ausgewählten Schleifringlieferanten zu überprüfen.

Abbildung 7. Beispiel eines Schleifrings, der von einem externen Drittanbieter geliefert wurde

4. Um so Rheonics Die Sensorelektronikvarianten (E1, E2 und E3) sind mit dieser Anwendung kompatibel. Die Sensorkabelverbindung wird von der Sensorelektronik zum Schleifring hergestellt und nicht direkt an die Sensorsonde angeschlossen. Weitere Informationen zu unseren Elektronikvarianten finden Sie hier. werden auf dieser Seite erläutert.

Unter Berücksichtigung aller zuvor genannten Punkte sieht die endgültige Systemkonfiguration wie folgt aus:

Abbildung 8. Vollständige Systemkonfiguration

Nach der Installation müssen die folgenden Überprüfungsschritte durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das System ordnungsgemäß funktioniert und die Messqualität akzeptabel ist.

Mechanische Prüfung

1. Vergewissern Sie sich, dass das kundenspezifische Adaptergewinde sowohl auf der Welle als auch auf dem Sensor vollständig eingezogen und mit dem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen ist.

2. Vergewissern Sie sich, dass der Schleifring gemäß den Anweisungen des Herstellers korrekt sitzt und befestigt ist.

3. Drehen Sie die Welle von Hand und vergewissern Sie sich, dass keine mechanischen Störungen mit umliegenden Bauteilen auftreten.

4. Prüfen Sie die Schnittstelle zwischen Adapter und Welle auf Anzeichen von Spannungen, Verformungen oder Fehlausrichtung.

Elektrische Prüfung

1. Bei stillstehender Welle prüfen Sie, ob der Sensor über den Schleifring korrekt mit Strom versorgt wird.

2. Prüfen Sie die Durchgängigkeit aller Signalleitungen durch die Schleifringkontakte.

3. Vergewissern Sie sich, dass der Sensor erkannt wird und mit dem angeschlossenen PC oder Steuerungssystem kommuniziert.

Beurteilung des Geräuschpegels

Durch die Mischung hervorgerufene mechanische Schwingungen und elektrisches Rauschen an den Schleifringkontakten können die Messqualität beeinträchtigen. Führen Sie folgende Prüfungen durch:

1. Bei laufendem Mischer mit Betriebsdrehzahl, aber ohne Prozessflüssigkeit (Trockenlauf), beobachten Sie das Rohsignal des Sensors. Notieren Sie den Grundrauschpegel.

2. Füllen Sie den Behälter mit der Prozessflüssigkeit und lassen Sie den Mischer mit niedriger Drehzahl laufen. Beobachten Sie die Viskositäts- und Temperaturwerte, um die Stabilität zu überprüfen.

3. Die Drehzahl schrittweise auf Betriebsdrehzahl erhöhen. Auf sprunghafte Änderungen, Spitzenwerte oder erhöhtes Rauschen im Messwert, die mit der Drehzahl korrelieren, achten.

4. Bei erhöhtem Rauschen prüfen Sie den Zustand der Schleifringkontakte und die Kabelführung. Stellen Sie sicher, dass die Signalkabel abgeschirmt und ordnungsgemäß geerdet sind.

5. Zulässige Rauschgrenze: Die Messwertabweichungen sollten unter normalen Betriebsbedingungen die Sensorspezifikation nicht überschreiten. Kontakt Rheonics Unterstützung, falls die Geräuschpegel außerhalb des erwarteten Bereichs liegen.

Hinweis: Dies ist ein Referenzdesign und kann nicht bestellt werden. RheonicsDiese Dokumentation dient OEMs als Designrichtlinie. Konstrukteure sollten die Eignung der ausgewählten Komponenten für ihre Anwendung überprüfen. Die hier gezeigten Teile von Drittanbietern sind lediglich Beispiele typischer, verwendbarer Teile. Es wird keine Empfehlung oder Gewährleistung für diese Teile ausgesprochen. Rheonics übernimmt keine Haftung für deren Integration oder Leistung. Wenn Sie Hersteller eines Mischbehälters sind und die Integration wünschen, Rheonics Sensoren in Ihrer Welle, bitte kontaktieren Sie uns