Akustische Prozessmesstechnik für Flüssigkeiten

Was ist Ultraschallpartikelmessung

Die Ultraschallpartikelmessung erfasst ähnlich wie eine Trübungsmessung nicht gelöste Teilchen in einer Flüssigkeit. Da die Trübung jedoch ein optischer Effekt ist, wird beim akustischen Messverfahren von Partikel- oder Konzentrationsmessung gesprochen.

Was sind Partikel

Als Partikel wird in diesem Fall jedes Teilchen mit einer anderen Schallgeschwindigkeit als das Trägermedium bezeichnet. So fallen unter diesen Begriff nicht nur Feststoffe wie Mineralien, Hefezellen oder Metalle, sondern auch Stoffe wie ungelöstes Öl in Wasser sowie auch Wasser in Öl, entbundene Gasblasen in Flüssigkeiten, etc..

Trübungen verursacht durch Kolloide, Proteine, Polymere, etc. werden jedoch in wässerigen Lösungen nur schlecht oder gar nicht erkannt, da sie typischerweise zu einem sehr hohen Anteil aus Wasser bestehen.

Messverfahren

Wie bei einem Sonarsystem werden Ultraschallimpulse mittels einer Stabsonde in die zu messende Flüssigkeit gesendet. Treffen diese Impulse auf Partikel innerhalb der Flüssigkeit, wird ein Teil der Energie dieser Impulse als Echo zum Sensor zurückgeworfen (reflektiert). Die Anzahl und die Intensität dieser Echos wird ausgewertet und als Messergebnis (linear zur Partikelkonzentration) ausgegeben.

Die Schallwellen treffen auf die Partikel und werden als Echo reflektiert.

Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Messverfahren

Das aufgeführte Messverfahren ist nicht direkt mit einer optischen Trübungsmessung vergleichbar. Selbst bei Kalibrierung mit dem gleichen Kalibrierstandard können verschiedene Produkte voneinander abweichende Messergebnisse anzeigen. Dieses abweichende Verhalten liegt in der unterschiedlichen Partikelgrößenverteilung innerhalb dieser Medien begründet. Die Messverfahren reagieren abhängig von der Partikelgröße im jeweiligen Produkt unterschiedlich. Bei immer gleichen Produkten kann jedoch das Verhalten einer optischen Messung reproduziert werden.

Typische Maßeinheiten

ppm: Parts per million

mg/l: Milligramm pro Liter

gr/l: Gramm pro Liter

% TS: Prozent Trockensubstanz

Bitte beachten Sie:

Auf dem Formazin Kalibrierstandard basierende Maßeinheiten wie NTU, TEF, FTU, EBC, etc., sind bei der akustischen Messung untypisch. Formazin bildet eine Polymer basierende Trübung ohne Feststoffpartikel so, das hier keine Reflexion der Schallwellen erfolgt.

Typischer Messbereich

Das Ultraschallmesssystem Modell AS3 / AT3 der Monitek Serie ist zum Erfassen von niedrigen, als auch hohen Partikelkonzentrationen konzipiert. Die Auflösung von diesem System liegt ohne weiteres in Bereichen von ca. 0,1 ppm und besser. Der obere Messbereich liegt bei ca. 20.000 ppm (2%), wobei abhängig vom gemessenen Produkt auch Messbereiche von über 20.000 ppm zu realisieren sind.

Wann wird die Ultraschallpartikelmessung eingesetzt

Die Ultraschallpartikelmessung wird überall da eingesetzt, wo optische Messungen an ihre physikalische Grenzen stoßen oder der Anwender eine nahezu wartungsfreie Messung mit extrem hoher Langzeitstabilität braucht.

Die Vorteile des Ultraschallsystems

• Keinerlei Verschleißteile
• Nahezu wartungsfreier Betrieb
• Sehr hohe Langzeitstabilität
• Unempfindlich gegen Beläge oder Verunreinigungen am Sensor
• Selbstreinigungseffekt des Sensors durch die Ultraschallwellen
• Kleinster Messbereich ca. 0 – 1 ppm
• Größter Messbereich ca. 0 – 20000 ppm
• Messung in schwarzen, extrem gefärbten, undurchsichtigen Flüssigkeiten
• Messung in lichtempfindlichen Flüssigkeiten
• Keine Beeinflussung der Messwerte durch umgebendes Licht
• Ausführung als Stabsonde mit •25mm
• Leichte Montage im offenen Gerinne / Becken
• Leichte Rohrmontage via 1“ Kugelventil
• Geeignet für Prozessdruck bis PN40
• Geeignet für Prozesstemperaturen bis 110 °C
• Optionaler Einsatz in Ex- Zone I

Einige typische Anwendungen

• Messung von Öl im Kondensat
  Keinerlei Beeinflussung der Messergebnisse durch mineralische Ablagerungenoder Ölverschmutzung, sehr hohe Empfindlichkeit gegenüber Öl.
• Messung von Öl in Wasser
  Keinerlei Beeinflussung der Messergebnisse durch Algenwachstum an Messfenstern oder Ölverschmutzung, sehr hohe Empfindlichkeit gegenüber Öl, Querempfindlichkeiten durch Feststoffpartikel möglich
• Messung von Wasser in Öl
  Keinerlei Beeinflussung der Messergebnisse durch Ölverschmutzung des Sensors, sehr hohe Empfindlichkeit gegenüber Wasser, Querempfindlichkeiten durch Feststoffpartikel möglich
• Messung von Partikeln in (schwarzer) Tinte oder Farbe.
  Keinerlei Beeinflussung der Messergebnisse durch die Undurchsichtigkeit von Produkten
• Überwachung von Schwarzlauge
  Keinerlei Beeinflussung der Messergebnisse durch extreme Färbung
• Messung von Partikeln / Luftblasen in Entwicklerflüssigkeit
  Keinerlei Beeinflussung des lichtempfindlichen Produktes, hoheEmpfindlichkeit.
• Hefezellzahl im Eiweißtrüben Bier
  Keinerlei Beeinflussung der Messergebnisse durch Eiweißtrübungen.
• Hefedosierung
• Filtrationskontrolle
• Überwachung der Produktqualität