17.03.2016

Neuigkeiten von Messkonzept

Wir informieren über Produkte, Applikationen und kundenspezifische Lösungen

Ausgabe Nr. 2 vom 17.03.2016 mit:

  • Lebensdauer von Gasanalysatoren nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip
  • Feuchteschäden an Gasanalysatoren durch Applikationsfehler
  • Schutz vor Feuchteschäden an Gasanalysatoren durch eine Teflonmembran
  • Auswirkungen der Teflonmembran auf T90 Ansprechzeit und Signalqualität bei hohen Flüssen
  • Gesamtbetrachtung der Ansprechzeit: Messgaskühler, Teflonmembran und Gasfluss

Lebensdauer von Gasanalysatoren nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip

Unsere Gasanalysatoren wie der FTC300 zeichnen sich neben ihren hervorragenden Messeigenschaften auch durch ihre einfache Bedienung, ihre Robustheit, sowie ihre Langlebigkeit aus. Wir gehen von einer Lebensdauer von über 10 Jahren im Dauerbetrieb aus. Bis auf einen gelegentlichen Funktionstest mit einem Prüfgas und gegebenenfalls einer Nachjustierung sind die Geräte wartungsfrei. Nur sehr wenige Geräte werden uns zur Reparatur zurückgesandt. Für einen signifikanten Anteil der Schäden ist Kondensat im Messgasweg verantwortlich. Dies ist ein Anwendungsfehler, dessen zerstörerische Folgen sich durch die unten beschriebenen Maßnahmen effektiv vermeiden lassen.

Feuchteschäden an Gasanalysatoren durch Applikationsfehler

Bei Unterschreitung des Taupunkts in Schläuchen und Rohrleitungen kondensiert die Feuchte und bildet Tropfen. Diese sammeln sich vorzugsweise dort, wo bei der Rohrverlegung Tiefpunkte, sogenannte Säcke, ausgebildet wurden. Hat sich genügend Kondenswasser angesammelt, verschließt sich die Leitung mit einem Wasserpfropfen, der mit der Messgasströmung schlagartig in den Analysator geblasen wird. Der Eintrag von Wasser in den Gasanalysator führt meist zur sofortigen Zerstörung des Sensorelementes. Die erste Maßnahme zur Verhinderung von Feuchteschäden sollte immer die Vermeidung von Kondenswasser in den gasführenden Leitungen sein. Ist eine Unterschreitung des Taupunktes durch die Vermeidung von Kältebrücken nicht zu verhindern, muss unbedingt ein Messgaskühler eingesetzt werden. Doch auch trotz dieser Maßnahme ist nicht zuletzt durch Fehlbedienung ein Feuchteschaden möglich

Schutz vor Feuchteschäden an Gasanalysatoren durch eine Teflonmembran

Wir bieten eine Variante unserer Gasanalysatoren an, bei der der Messgasfluss durch eine gesinterte Teflonmembran vom Sensorelement abgetrennt ist. Die Teflonmembran mit einer Porengröße von 5m stellt für das Messgas kein Hindernis dar, jedoch schützt sie das Sensorelement aufgrund der hydrophoben Materialeigenschaften effektiv vor dem Eintrag von Kondenswasser. In der Praxis hat sich gezeigt, dass Wassertropfen kurzzeitig zu starken Schwankungen im Messsignal führen. Nach dem Verdampfen der Tropfen kehrt das Signal wieder auf den Ausgangswert zurück, und die Messfähigkeit ist wieder vollständig hergestellt. Lediglich bei extrem hohen Druckgradienten (1000hPa/s) kann es passieren, dass ein Tropfen durch die Membran gepresst wird. Diese Druckgradienten können beim schlagartigen öffnen eines Ventils auftreten, vor dem entsprechender Druck ansteht. Die Zusatzkosten für die Membran belaufen sich nur auf einen Bruchteil der Reparaturkosten, die durch einen Feuchteschaden entstehen. Daher raten wir zum präventiven Einbau einer Membran, sobald auch nur eine geringe Möglichkeit für den Eintrag von Kondensat in den Gasanalysator besteht.

Auswirkungen der Teflonmembran auf T90 Ansprechzeit und Signalqualität bei hohen Flüssen

Die T90 Ansprechzeit des Gerätes bei einem Gaswechsel wird minimal erhöht, da das Messgas nur mittels Diffusion durch die schützende Membran gelangt. Da unsere Geräte sich ohnehin durch eine kurze T90 Ansprechzeit auszeichnen, stellt die minimale Verlangsamung für die meisten Applikationen keine Einschränkung dar. So erhöht sich die T90 Ansprechzeit für leichte Gase wie Helium und Wasserstoff von 0,5 Sekunden auf eine Sekunde, für schwere Gase wie Kohlendioxid von einer Sekunde auf zwei Sekunden. Etwas langsamer, aber immer noch schneller, als das Gerät zur Reparatur einzuschicken! Andererseits verbessert sich durch die Teflonmembran die Signalqualität bei hohen Messgasflüssen. Ohne Membran verursachen Verwirbelungen am Sensorelement bei hohen Flüssen ein Rauschen des Signals. Ist das Sensorelement durch die Teflonmembran vor dem direkten Messgasfluss geschützt, ist eine rauschfreie Messung bis hin zu deutlich höheren Flüssen möglich. Ohne Teflonmembran ist eine Messung im Bereich von 60l/h bis 80l/h empfohlen, mit Teflonmembran bis 200 l/h ohne Bypass!

Gesamtbetrachtung der Ansprechzeit: Messgaskühler, Teflonmembran und Gasfluss

Für die Konstruktion eines Analysesystems, das ein schnelles Ansprechverhalten aufweisen soll, bei dem aber die Möglichkeit der Kondensatbildung besteht, muss der Einfluss der Maßnahmen zur Vermeidung von Schäden durch kondensierte Feuchte auf die Ansprechzeit beachtet werden. Wie zuvor beschrieben, erhöht der Einbau der Teflonmembran die T90 Ansprechzeit um bis zu einer Sekunde. Dahingegen kann ein Messgaskühler je nach Volumen und Messgasfluss die Ansprechzeit um bis zu einer halben Minute erhöhen. So kann es für die Gesamtansprechzeit von Vorteil sein, eine Membran einzubauen, allein um den Messgasfluss erhöhen zu können. Sind sehr schnelle Ansprechzeiten gewünscht, zum Beispiel wenn das Signal des Gasanalysators als Regelgröße verwendet wird, kann sogar der Verzicht auf einen Messgaskühler und stattdessen nur der Einbau einer Teflonmembran eine gute Lösung sein. Der Verzicht auf den Messgaskühler bedeutet auch eine Kostenersparnis, und weitere Maßnahmen zu seiner überwachung und Entleerung entfallen. Wir beraten Sie gerne, um eine optimale Lösung für Ihre Messaufgabe zu finden!


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