Induktive Durchflussmesser
Magnetisch-induktive Durchflussmesser messen den Durchfluss elektrisch leitfähiger Flüssigkeiten in Prozessanlagen und in der Wasserwirtschaft. Yokogawa bietet dafür drei Reihen: ADMAG AXG für Prozessmedien, ADMAG AXW für Wasser und grosse Nennweiten und die kapazitive CA-Reihe.
Iwan Hinder
Messen, Steuern, Regeln / Heizsysteme Kompensatoren/Filter
Durchflussmessung für leitfähige Flüssigkeiten in Prozess und Wasserwirtschaft
Säuren, Laugen, Schlämme und Abwasser stellen hohe Anforderungen an die Durchflussmessung: Feststoffe verschleissen das Messrohr, Beläge decken die Elektroden ab. Gleichzeitig reichen die Leitungen von wenigen Millimetern bis zu Hauptleitungen mit fast zwei Metern Durchmesser.
Ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser, kurz MID, ist ein Durchflussmesser für elektrisch leitfähige Flüssigkeiten, dessen Auskleidung und Elektroden auf das Medium abgestimmt werden. So misst er auch Säuren, Schlämme und Abwasser.
Die drei Reihen von Yokogawa decken Nennweiten von DN 2,5 bis DN 1800 ab. Wir bei HENNLICH helfen dir, Reihe, Auskleidung und Messumformer passend zu Medium und Leitung zu wählen.
Welcher induktive Durchflussmesser passt? AXG, AXW und CA im Vergleich
Die drei Reihen sind magnetisch-induktive Durchflussmesser mit unterschiedlichem Schwerpunkt: Der ADMAG AXG ist für Prozessmedien ausgelegt, der ADMAG AXW für Wasser und grosse Leitungen. Die CA-Reihe misst mit Elektroden ausserhalb des Messrohrs auch sehr gering leitfähige und anhaftende Medien.
| Merkmal | ADMAG AXG – Prozess | ADMAG AXW – Wasser | CA – kapazitiv |
|---|---|---|---|
| Typischer Einsatz | Chemie, Lebensmittel, Zellstoff, Bergbau: korrosive, heisse, abrasive und hygienische Medien | Wasserversorgung, Abwasser, allgemeine Prozessleitungen | anhaftende Medien, Schlämme, Flüssigkeiten mit sehr geringer Leitfähigkeit |
| Nennweite | DN 2,5 bis DN 500 | DN 25 bis DN 1800 | DN 15 bis DN 200 |
| Messrohr / Auskleidung | PFA oder Keramik (Aluminiumoxid 99,8 %) | PTFE, Polyurethan, Naturhartgummi, Naturweichgummi | Keramik (Aluminiumoxid 99,8 %) |
| Elektroden | medienberührt; 316L, Nickellegierung C-276, Platin-Iridium, Tantal, Titan, Wolframcarbid oder Platin-Cermet | medienberührt; 316L, Nickellegierung C-276, Titan, Wolframcarbid | kapazitiv, ohne Kontakt zum Medium |
| Mindestleitfähigkeit | 1 µS/cm (DN 15 bis DN 125), sonst 3 bis 20 µS/cm | 1 µS/cm (DN 25 bis DN 125), sonst 3 bis 50 µS/cm | 0,01 µS/cm (DN 15 bis DN 100), 1 µS/cm (DN 150, DN 200) |
| Genauigkeit | ±0,3 % vom Messwert, als Option ±0,15 % | ±0,35 % vom Messwert | ±0,5 % vom Messwert (DN 25 bis DN 100), sonst ±1 % |
| Mediumstemperatur max. | 180 °C mit Keramik, 160 °C mit PFA (getrennte Ausführung) | 130 °C (PTFE) | 120 °C |
| Betriebsdruck max. | 4 MPa (40 bar), Hochdruckausführung 9,92 MPa (99,2 bar) | 4 MPa (40 bar); ab DN 500 1 MPa (10 bar) | 4 MPa (40 bar) bis DN 50, 2 MPa (20 bar) ab DN 80 |
| Bauform | kompakt oder getrennt (AXG4A, AXG1A) | kompakt bis DN 1000 oder getrennt (AXW4A, AXG1A) | nur kompakt |
| Kommunikation | HART 7, BRAIN, Modbus, FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA, EtherNet/IP | HART 7, BRAIN, Modbus, FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA, EtherNet/IP | HART 7 |
| Ex-Schutz | ATEX und IECEx, druckfeste Kapselung | ATEX und IECEx, druckfeste Kapselung (PTFE-Auskleidung bis DN 400) | IECEx, druckfeste Kapselung |
| Funktionale Sicherheit | SIL 2, redundant SIL 3 (Option) | SIL 2, redundant SIL 3 (Option) | keine SIL-Angabe im Datenblatt |
| Hygienische Ausführung | ja, mit Clamp-, Verschraubungs- oder Schweissanschluss | – | – |
Quelle: Yokogawa-Datenblätter GS 01E22A01-01EN (AXG), GS 01E22C01-01EN (AXG1A), GS 01E24A01-01EN und GS 01E25D11-01EN (AXW) sowie GS 01E40A01-01EN (CA). Genauigkeit unter Referenzbedingungen ab 0,15 bzw. 0,3 m/s (AXG, AXW) oder 0,5 m/s (CA); Druck und Temperatur hängen zusätzlich von Nennweite, Auskleidung und Flansch ab. 1 MPa = 10 bar. „–“ = nicht erhältlich.
Korrosive, heisse und hygienische Medien: ADMAG AXG
Der ADMAG AXG ist der Prozess-MID der Reihe ADMAG TI, mit PFA- oder Keramikauskleidung, sieben Elektrodenwerkstoffen und Nennweiten von DN 2,5 bis DN 500. Für Lebensmittel gibt es hygienische Anschlüsse, für Ex-Zonen druckfeste Ausführungen nach ATEX und IECEx.
Wähle den AXG, wenn das Medium korrosiv oder abrasiv ist, wenn es heiss ist oder wenn die Messstelle SIL 2 braucht.
Wasser, Abwasser und grosse Leitungen: ADMAG AXW
Der ADMAG AXW ist die Wasserausführung der Reihe ADMAG TI, mit Nennweiten von DN 25 bis DN 1800 und Auskleidungen aus PTFE, Polyurethan oder Naturgummi. Den Aufnehmer gibt es auch als Tauchausführung mit Schutzart IP68.
Wähle den AXW für Zu- und Ablauf, Pumpwerke und Hauptleitungen, wenn das Medium Wasser, Abwasser oder Schlamm ist.
Anhaftende Medien und sehr geringe Leitfähigkeit: CA-Reihe
Die CA-Reihe greift das Messsignal kapazitiv ab: Die Elektroden liegen aussen am Keramikmessrohr und berühren das Medium nicht. So misst sie Flüssigkeiten ab 0,01 µS/cm und Medien, die auf Elektroden einen isolierenden Belag bilden.
Wähle die CA-Reihe von DN 15 bis DN 200, wenn Beläge oder geringe Leitfähigkeit einen MID mit medienberührten Elektroden stören.
Gase, Dampf und nicht leitfähige Flüssigkeiten: andere Messprinzipien
Ein MID misst nur elektrisch leitfähige Flüssigkeiten. Für Flüssigkeiten mit zu geringer Leitfähigkeit nennt Yokogawa neben der CA-Reihe auch Vortex- und Coriolis-Durchflussmesser; Coriolis-Geräte messen zusätzlich Masse und Dichte.
Gase und Dampf misst der Vortex-Durchflussmesser oder die Durchflussmessung über Differenzdruck. Für Kleinstmengen gibt es Schwebekörper-Durchflussmesser.
So funktioniert ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser
Ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser nutzt das Induktionsgesetz: Fliesst eine leitfähige Flüssigkeit durch ein Magnetfeld, entsteht eine Spannung proportional zur Fliessgeschwindigkeit. Zwei Elektroden greifen diese Spannung ab, der Messumformer berechnet daraus Durchfluss und Menge.
Spulen am Messrohr erzeugen das Magnetfeld, die isolierende Auskleidung trennt das Messsignal vom Metallrohr. Erdungsringe oder die metallische Rohrleitung liefern das Bezugspotenzial.
Dual-Frequenz-Erregung für einen ruhigen Messwert
AXG und AXW arbeiten mit der Dual-Frequenz-Erregung von Yokogawa: Eine niedrige Erregerfrequenz hält den Nullpunkt ruhig, eine hohe unterdrückt Störsignale aus dem Medium. Die CA-Reihe nutzt eine Erregung mit hoher Frequenz.
Sehr grosse Nennweiten arbeiten mit gepulster Gleichfeld-Erregung, beim AXG ab DN 500, beim AXW ab DN 450.
Kompaktgerät oder getrennter Messumformer
Beim Kompaktgerät sitzt der Messumformer direkt auf dem Aufnehmer. Die getrennte Ausführung verbindet Aufnehmer und Messumformer über Kabel bis 100 m (AXG4A, AXW4A) oder bis 200 m (AXG1A).
Der getrennte Aufnehmer verträgt höhere Mediumstemperaturen und Vibrationen bis 34,3 m/s² statt 19,6 m/s². Die CA-Reihe gibt es nur als Kompaktgerät.
Vorteile der magnetisch-induktiven Durchflussmesser von Yokogawa
Magnetisch-induktive Durchflussmesser von Yokogawa messen ohne bewegte Teile – das bringen sie dir an der Messstelle:
- Kein zusätzlicher Druckverlust: Das Messrohr ist frei von Einbauten, deshalb müssen Pumpen keinen zusätzlichen Widerstand überwinden.
- Gerätezustand prüfen, ohne auszubauen: Die eingebaute Verifikation prüft Magnetkreis, Erregung und Rechenkreis in der Leitung. Mit der Software FSA130 entsteht daraus ein Prüfbericht für die Instandhaltung.
- Ein Bedienkonzept für drei Reihen: AXG, AXW und CA nutzen dieselbe Anzeige mit drei Infrarottasten, die du durch das geschlossene Glas bedienst. Die Menüs gibt es unter anderem auf Deutsch, Französisch und Italienisch.
- Störungen klar zuordnen: Alarme erscheinen nach NAMUR NE 107 als Ausfall, Funktionskontrolle, ausserhalb der Spezifikation oder Wartungsbedarf.
- Messdaten vor Ort aufzeichnen: Mit der Option microSD-Karte speichern die Geräte Messwerte als Trend und sichern die Parameter.
Anwendungen: wo induktive Durchflussmesser messen
Magnetisch-induktive Durchflussmesser messen dort, wo leitfähige Flüssigkeiten fliessen – typische Anwendungen nach Branche:
- Wasser und Abwasser: In Kläranlagen misst der AXW Zu- und Ablauf, in Pumpwerken und Hauptleitungen den Durchfluss bis DN 1800.
- Chemie und Petrochemie: Säuren, Laugen und Schlämme misst der AXG mit PFA- oder Keramikauskleidung, auch in Ex-Zonen und SIL-Kreisen.
- Lebensmittel und Getränke: Beim Abfüllen und Dosieren misst der AXG mit hygienischen Anschlüssen direkt in der Prozessleitung.
- Energie und Fernwärme: In Fernwärme- und Kühlnetzen schützt ein vergossener Anschlusskasten den getrennten Aufnehmer von AXG und AXW vor Kondenswasser (Option /DHC).
- Kieswerke, Bergbau und Baustoffe: Abrasive Schlämme mit Sand und Mineralien misst der AXG mit Keramikmessrohr, die CA-Reihe oder der AXW mit Naturweichgummi.
Messtechnik-Beratung direkt aus der Schweiz
HENNLICH ist autorisierter Händler von Yokogawa und berät Sie bei der Auswahl des passenden Messgeräts – von der einzelnen Messstelle bis zur Einbindung ins Leitsystem.
Datenblätter, Massblätter, Anleitungen und Zertifikate stehen auf jeder Produktseite zum Download bereit. Für Ausführung und Zulassungen ist Ihr Ansprechpartner für Messen, Steuern und Regeln direkt für Sie da.
DEIN.MEHRWERT.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Für ADMAG AXG und AXW reichen in den mittleren Nennweiten 1 µS/cm, bei sehr kleinen und sehr grossen Nennweiten braucht es 3 bis 50 µS/cm. Die CA-Reihe misst ab 0,01 µS/cm (DN 15 bis DN 100). Bei Reinstwasser oder Alkoholen nennt Yokogawa zusätzlich Vortex- und Coriolis-Durchflussmesser, weil diese Medien das Messsignal stark verrauschen.
Massgebend ist die Fliessgeschwindigkeit: Den Messbereichsendwert stellst du zwischen 0,1 und 10 m/s ein, bei der CA-Reihe zwischen 0,5 und 10 m/s. Die Datenblätter enthalten dazu Tabellen je Nennweite. Ist das Gerät kleiner als die Leitung, zählt ein konzentrisches Reduzierstück als gerade Einlaufstrecke.
Vor dem Messgerät empfiehlt Yokogawa nach einem Bogen oder T-Stück mindestens 5D gerade Strecke, nach einer Erweiterung oder einem Ventil 10D. Nach dem Gerät braucht es meist keine gerade Strecke; folgt ein Ventil, halte 2D bis 3D Abstand. Das Rohr muss immer gefüllt sein, Ventile gehören hinter das Messgerät.
AXG und AXW gibt es mit 4–20 mA und HART 7 oder BRAIN, mit Modbus, FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA oder EtherNet/IP. Die CA-Reihe arbeitet mit 4–20 mA und HART 7. Für Einstellung und Diagnose am PC dient die Software FieldMate von Yokogawa, die auch HART- und Feldbusgeräte anderer Hersteller einbindet.
Massgebend sind Auskleidung, Elektroden und Erdungsringe. Für permeierende Medien wie Salpetersäure, Flusssäure oder heisse Natronlauge empfiehlt Yokogawa die PFA-Auskleidung mit Entlüftungsbohrung oder die CA-Reihe. Bei Salzsäure, Schwefelsäure oder Natriumhypochlorit prüfen wir die Werkstoffe mit dir und Yokogawa vor der Bestellung.
Yokogawa kalibriert jeden Durchflussmesser vor der Auslieferung auf einer Wasser-Prüfanlage. Als Option gibt es für AXG, AXW und CA eine Kalibrierung nach ISO/IEC 17025 mit Zertifikat. Im Betrieb prüft die eingebaute Verifikation den Gerätezustand ohne Ausbau; Yokogawa empfiehlt sie alle ein bis zwei Jahre.
Hast du Fragen? Wir sind gerne für dich da!
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