CA – kapazitiv

Die CA-Reihe von Yokogawa besteht aus magnetisch-induktiven Durchflussmessern mit kapazitiven Elektroden. Die Kompaktgeräte messen von DN 15 bis DN 200 auch anhaftende Medien, Schlämme und Flüssigkeiten mit sehr geringer Leitfähigkeit.

Downloads

Iwan Hinder

Messen, Steuern, Regeln / Heizsysteme Kompensatoren/Filter

Durchfluss messen, wenn Beläge oder geringe Leitfähigkeit stören

Isolierende Beläge auf den Elektroden, abrasive Schlämme und Flüssigkeiten mit sehr geringer Leitfähigkeit machen die Durchflussmessung schwierig. Bei einem magnetisch-induktiven Durchflussmesser mit medienberührten Elektroden schwankt das Messsignal dann stark oder wird durch Beläge verfälscht.

Die CA-Reihe ist ein kapazitiver magnetisch-induktiver Durchflussmesser: Die Elektroden liegen aussen am Messrohr aus Keramik und berühren das Medium nicht. Beläge, Korrosion und Abrieb wirken deshalb nicht auf die Elektroden.

Yokogawa hat die CA-Reihe aus der früheren ADMAG CA weiterentwickelt. Wir bei HENNLICH prüfen mit dir, ob dein Medium für die kapazitive Messung geeignet ist.

CA-Reihe: Kennwerte nach Nennweite

Die CA-Reihe umfasst acht Nennweiten von DN 15 bis DN 200, alle als Kompaktgerät in Zwischenflanschbauweise. Leitfähigkeit, Genauigkeit und Druck hängen von der Nennweite ab.

Kennwert	DN 15	DN 25 bis DN 100	DN 150 und DN 200
Nennweiten	DN 15	DN 25, 40, 50, 80, 100	DN 150, 200
Mindestleitfähigkeit	0,01 µS/cm	0,01 µS/cm	1 µS/cm
Genauigkeit ab 0,5 m/s	±1 % vom Messwert	±0,5 % vom Messwert	±1 % vom Messwert
Genauigkeit unter 0,5 m/s	±5 mm/s	±2,5 mm/s	±5 mm/s
Betriebsdruck max.	4 MPa (40 bar)	4 MPa (40 bar) bis DN 50, 2 MPa (20 bar) ab DN 80	2 MPa (20 bar)

Quelle: Yokogawa GS 01E40A01-01EN, S. 2, 7–9 und 13, für den Druck zusätzlich Flyer FL-P-20230315-01, S. 3. Genauigkeit unter Referenzbedingungen mit Wasser ab 0,1 µS/cm (DN 15 bis DN 100) bzw. 1 µS/cm (DN 150, DN 200); zwischen 0,01 und 0,1 µS/cm nennt das Datenblatt Messbeispiele. Bis DN 50 sinkt der zulässige Druck bei 120 °C auf 3,5 MPa (35 bar); zusätzlich begrenzen Flanschnorm und Temperatur. 1 MPa = 10 bar.

CA-Reihe – Kompaktgerät mit kapazitiven Elektroden

Die CA-Reihe ist ein Kompaktgerät aus Keramikmessrohr (Aluminiumoxid 99,8 %), kapazitiven Elektroden und angebautem Messumformer mit HART 7. Erdungsringe aus 316L, Nickellegierung C-276 oder Titan sind immer Teil des Geräts.

Wähle die CA-Reihe für Medien unter 1 µS/cm, für isolierende Beläge und für abrasive Schlämme bis DN 200. Für Medien über 120 °C oder grössere Nennweiten passen ADMAG AXG oder ADMAG AXW.

Nennweite	DN 15, 25, 40, 50, 80, 100, 150, 200
Messrohr	Keramik, Aluminiumoxid 99,8 %; Option /CM mit hochglanzpolierter Innenfläche, Ra 0,1 µm oder feiner
Elektroden	kapazitiv, aussen am Messrohr, ohne Kontakt zum Medium
Prozessanschluss	Zwischenflansch nach EN PN 10, PN 16, PN 40, ASME Class 150 und 300, JIS F12, 10K, 20K sowie GB
Mediumstemperatur	–10 bis 120 °C; Ex-Ausführung je nach Temperaturklasse bis 70 °C (T6), 85 °C (T5) oder 120 °C (T4)
Mindestleitfähigkeit	0,01 µS/cm (DN 15 bis DN 100), 1 µS/cm (DN 150, DN 200)
Messbereichsendwert	0,5 bis 10 m/s
Kommunikation	4–20 mA mit HART 7; bis 4 Ein- und Ausgänge (Stromausgang, Impuls- und Statusausgänge, Statuseingang)
Ex-Schutz	IECEx (IECEx FMG 17.0014X), Ex db IIC T6…T4 Gb; FM (USA); Japan
Speisung	100–240 V AC / 100–120 V DC oder 24 V AC/DC; Leistungsaufnahme 13 W
Umgebung	–20 bis 50 °C, Luftfeuchte 5 bis 80 % ohne Betauung; IP66/IP67

Datenblatt CA-Reihe · Installationsanleitung CA-Reihe · HART-Anleitung CA-Reihe

So misst ein kapazitiver Durchflussmesser

Ein kapazitiver Durchflussmesser arbeitet nach demselben Induktionsprinzip wie jeder MID: Die leitfähige Flüssigkeit erzeugt im Magnetfeld eine Spannung proportional zur Fliessgeschwindigkeit. Anders ist der Abgriff: Plattenelektroden aussen am Keramikrohr koppeln die Spannung kapazitiv durch die Rohrwand aus.

Ein Verstärker mit sehr hoher Eingangsimpedanz wertet diese schwachen Signale aus, auch bei 0,01 µS/cm. Die Erregung arbeitet mit hoher Frequenz, damit Störsignale aus dem Medium den Messwert wenig beeinflussen.

Weil die Elektroden nicht im Medium liegen, gibt es keinen Elektrodenwerkstoff auszuwählen. Medienberührt sind nur das Keramikrohr, die Erdungsringe und die Dichtungen.

Keramikmessrohr gegen Abrieb, Chemikalien und Hitze

Das Messrohr aus gesintertem Aluminiumoxid dient zugleich als Auskleidung und ist laut Datenblatt beständig gegen Chemikalien, Hitze und Abrieb. Schnelle Temperaturwechsel verträgt Keramik nur begrenzt: Das Datenblatt nennt je Nennweite die zulässige Änderung pro Sekunde.

Gegen anhaftende Medien gibt es das hochglanzpolierte Messrohr (Option /CM). Abrasive Schlämme misst du am besten in einer senkrechten Leitung, damit sich das Rohr gleichmässig abnutzt.

Diagnose, Verifikation und Bedienung

Der Messumformer der CA-Reihe überwacht das Gerät und erleichtert die Bedienung mit diesen Funktionen:

Verifikation: Die eingebaute Verifikation prüft Magnetkreis, Erregung und Rechenkreis, ohne das Gerät aus der Leitung zu nehmen. Yokogawa empfiehlt die Prüfung alle ein bis zwei Jahre.
Alarme nach NAMUR NE 107: Störungen erscheinen als Ausfall, Funktionskontrolle, ausserhalb der Spezifikation oder Wartungsbedarf.
Datenaufzeichnung: Mit der Option microSD-Karte zeichnet das Gerät bis zu drei Messwerte als Trend auf und sichert die Parameter.
Bedienung in deiner Sprache: Die Menüs gibt es unter anderem auf Deutsch, Französisch und Italienisch. Bedient wird über drei Infrarottasten durch das geschlossene Glas.

CA-Reihe, ADMAG AXG oder ADMAG AXW?

Die CA-Reihe, der ADMAG AXG und der ADMAG AXW sind magnetisch-induktive Durchflussmesser von Yokogawa mit gleicher Anzeige und Bedienung. Die CA-Reihe ist die Spezialistin für sehr geringe Leitfähigkeit und isolierende Beläge, bis DN 200 und 120 °C.

Für Prozessmedien bis 180 °C, hygienische Anschlüsse oder SIL 2 passt der ADMAG AXG. Für Wasser und Abwasser in Leitungen bis DN 1800 gibt es den ADMAG AXW.

Alle drei Reihen im Vergleich zeigt die Seite Induktive Durchflussmesser.

Vorteile der CA-Reihe

Die CA-Reihe misst mit Elektroden ohne Medienkontakt – das bringt sie dir an der Messstelle:

Keine Dichtstelle an den Elektroden: Weil die Elektroden aussen liegen, gibt es an ihnen keinen möglichen Leckageweg aus dem Messrohr.
Kein zusätzlicher Druckverlust: Das Messrohr ist frei von Einbauten und bewegten Teilen.
Durchfluss in beide Richtungen erfassen: Der Messumformer misst vorwärts und rückwärts und summiert die Mengen in drei unabhängigen Zählern.
Zwei Messbereiche nutzen: Über einen Statuseingang oder automatisch wechselt das Gerät zwischen zwei Messbereichen.
Einstellungen sichern und übertragen: Die Anzeige speichert die Parameter und überträgt sie auf ein zweites Gerät gleicher Ausführung.
Masse statt Volumen ausgeben: Mit der eingestellten Dichte rechnet die CA-Reihe den Volumendurchfluss in Masse um; auf Wunsch stellt Yokogawa die Masseneinheit ab Werk ein (Option /MU).

Anwendungen: wo die CA-Reihe misst

Die CA-Reihe misst dort, wo medienberührte Elektroden an Grenzen stossen – typische Anwendungen:

Chemie und Farbstoffe: Latex und Farbstoffe hinterlassen Beläge im Messrohr. Die kapazitiven Elektroden messen durch eine solche isolierende Schicht hindurch.
Wasseraufbereitung: Wasser mit sehr geringer Leitfähigkeit misst die CA-Reihe ab 0,01 µS/cm. Die nutzbare Fliessgeschwindigkeit hängt dabei von der Leitfähigkeit ab.
Bergbau, Metall und Baustoffe: Schlämme mit Sand, Erz oder Rotschlamm misst die CA-Reihe mit dem abriebfesten Keramikmessrohr.

HENNLICH – dein Partner für kapazitive Durchflussmessung in der Schweiz

Ob du eine schwierige Messstelle sanierst oder eine neue Anlage planst: Wir prüfen mit dir, ob die kapazitive Messung zu deinem Medium passt.

Durchflussmesser, Erdungsringe, Dichtungen und Anleitungen bekommst du bei uns aus einer Hand. Für Verifikation und Ersatzteile hast du einen festen Ansprechpartner.

Die HENNLICH Schweiz GmbH ist spezialisierter Lieferant von kapazitiven Durchflussmessern für den Schweizer Industriemarkt. Wir sind seit über 100 Jahren auf Industriekomponenten spezialisiert und liefern als Teil der europäischen HENNLICH Gruppe in die ganze Schweiz. Die CA-Reihe ist nach IECEx zugelassen; vor Ort prüfst du sie mit der Verifikationssoftware FSA130.

Schick uns Medium, Leitfähigkeit, Durchfluss, Temperatur und Nennweite oder ein Foto des Typenschilds deines heutigen Geräts. Du erhältst innerhalb von 1–2 Arbeitstagen eine Einschätzung und einen konkreten Vorschlag.

DEIN.MEHRWERT.

Individuell ausgelegt

Messtechnik passend zu deinem Medium, Messbereich und deiner Einbausituation.

Vor Ort

Mit dir vor Ort besprechen wir dein Projekt direkt an der Anlage.

Technische Beratung

Fundierte Expertise bei Auswahl, Auslegung und Integration deiner Messtechnik.

Geprüfte Qualität

Messgeräte mit dokumentierter Genauigkeit für verlässliche Werte in deinem Prozess.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Relativdruck misst gegen den Luftdruck der Umgebung, geeignet für Pumpen, Leitungen und offene Behälter. Absolutdruck misst gegen das Vakuum und ist unabhängig von Wetter und Höhe, geeignet für Vakuum, Destillation und Verdampfer. Differenzdruck misst den Unterschied zwischen zwei Punkten, etwa für Durchfluss an einer Blende, Füllstand in geschlossenen Behältern oder die Filterüberwachung. Für den Zug im Feuerraum gibt es Niederdruckmessumformer mit Messspannen ab 0,025 kPa (0,25 mbar).

Die EJA-E- und die EJX-A-Reihe sind in der Ausführung mit 4–20 mA und BRAIN oder HART nach IEC 61508:2010 für SIL 2 zertifiziert, zwei Geräte redundant für SIL 3. Bei der EJX-S-Reihe gilt das für die HART-Ausführung. Der Digital Remote Sensor EJXC40A ist als System für SIL 2, redundant SIL 3, zertifiziert (HART 7). Nicht zertifiziert sind die Ausführungen mit FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA, PROFINET und 1–5 V Low Power. Für die Funkgeräte der EJX-B-Reihe nennen die Datenblätter keine SIL-Zertifizierung.

Ja. Die EJA-E-, EJX-A- und EJX-S-Reihe gibt es je nach Modell druckfest gekapselt (Ex db) oder eigensicher (Ex ia) mit Zulassungen nach ATEX und IECEx. Die Funkgeräte der EJX-B-Reihe gibt es als Option eigensicher nach ATEX und IECEx (nur in der Batterieausführung). Welche Zulassung zu Ihrer Zone passt, steht im Datenblatt des Modells; Ihr Ansprechpartner hilft bei der Auswahl.

Über den hydrostatischen Druck: Eine Wassersäule von 1 m erzeugt rund 9,8 kPa (98 mbar). In offenen Behältern genügt ein Relativdruckmessumformer am Behälterboden. In geschlossenen Behältern misst ein Differenzdruckmessumformer zwischen Boden und Gasraum, damit der Druck über der Flüssigkeit nicht mitgemessen wird. Bei aggressiven, heissen oder kristallisierenden Medien kommen Druckmittler zum Einsatz, etwa der EJXC80A mit Kapillaren, oder ein Messumformer, der direkt an den Behälter angeflanscht wird, wie der Funk-Messumformer EJX210B.

Ein Funknetz nach ISA100 Wireless, einem Industriefunkstandard für Feldgeräte in Prozessanlagen (ISA100.11a, 2,4 GHz, AES-128-Verschlüsselung). Die Messumformer senden an Access Points und eine Management Station; das Datenblatt nennt dafür die Yokogawa-Geräte YFGW410, YFGW510 und YFGW520. Versorgt werden sie über ein Batteriepack mit 7,2 V und 19 Ah oder extern mit 10,5–30 V DC. Bei einer Aktualisierung alle 30 Sekunden hält die Batterie typischerweise 10 Jahre, bei 10 Sekunden typischerweise 5 Jahre (Datenblattbedingungen: 23 °C, Anzeige aus, das Gerät sendet nur seine eigenen Messwerte und arbeitet nicht als Router; Vibration kann die Lebensdauer verkürzen).

Beide arbeiten mit dem DPharp-Sensor und decken dieselben Druckarten ab. Die EJX-A-Reihe misst genauer (±0,04 % statt ±0,055 % der Spanne bei den Standardkapseln), beginnt bei kleineren Messspannen und erkennt als Option verstopfte Wirkdruckleitungen und ausgefallene Begleitheizungen. Die EJA-E-Reihe genügt für viele Standardmessstellen und bietet zusätzlich eine stromsparende 1–5-V-Ausführung mit HART. Beim Absolutdruck ist der Abstand grösser: EJA310E ±0,1 %, EJX310A ±0,04 % der Spanne.