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Durchflussmessung mit Oberflächenwellen

Bringt SAW–Technologie die Perfekte Welle für die Durchflussmessung?

| Autor / Redakteur: Dominik Stephan* / Dominik Stephan

(Bild: PROCESS)

Meistens geht’s um innere Werte – gelegentlich aber auch um das, was nicht drin ist. Wie bei Reinstwasser – und bei einer neuen Technologie zur Durchflussmessung, die ohne Sensoreinbauten auskommt. Wie das Ganze funktioniert? Eben mit der perfekten Welle.

Manchmal geht es um wertvolle Inhalte und Spurenelemente – manchmal um das Fehlen jeglicher Fremdstoffe, so wie bei Reinstwasser. Hoch aufgereinigt und quasi fremdstofffrei wird es für Medikamente und Injektionsflüssigkeiten ebenso wie als Prozessmedium der Analytik genutzt. Wenn es aber darum geht, herauszufinden, ob Reinstwasser durch ein Rohr fließt oder nicht – und wenn ja, in welcher Menge – gibt es gewisse Schwierigkeiten: Das Medium, an das höchste Anforderungen gestellt werden, soll nicht verunreinigt werden.

Ein Durchflussmesser hat typischerweise einen Sensor im Rohr. Egal auf welchem Prinzip das Verfahren beruht, irgendwo werden Messelemente in Kontakt mit dem Prozessmedium stehen. Keine Regel ohne Ausnahmen: Natürlich gibt es Alternativen, wie die magnetisch induktive Messung (MID) oder Coriolis-Massendurchflussmesser, doch auch diese haben ihre Einschränkungen: MID-Messgeräte oder „Mag-Meter“ erfordern eine gewisse Mindestleitfähigkeit und eine minimale Fließgeschwindigkeit des Mediums. Mit stehenden Flüssigkeiten und hohen Temperaturen sind sie ebenso überfordert wie mit Eisenablagerungen.

Schon alleine die geringe Leitfähigkeit von Reinstwasser macht Mag-Meter ungeeignet für diese Anwendungen. Bleibt das Coriolis-Verfahren – diese Durchflussmesser sind allerdings extrem aufwändig, groß und teuer und damit für bestimmte Anwendungen schwer zu rechtfertigen. Doch halt – wer sagt eigentlich, dass ein Durchflussmesser unbedingt einen Sensor im Rohr braucht?

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Vom Labor zur Fertigung

„Wir haben versucht, etwas zu finden, das es im Markt nicht gibt. Etwas, das dem Kunden ganz klar vermittelt: Hier hast du einen erkennbaren Mehrwert“, erklärt Volker Erbe, Produktmanager für Sensoren bei Bürkert. Die Ingelfinger Spezialisten für Flüssigprozesse haben das Prinzip Durchflussmessung grundlegend neu gedacht. Dabei sind sie auf ein Verfahren gestoßen, welches ganz ohne Einbauten auskommt. Das Geheimnis: akustische Oberflächenwellen (auch Surface Acoustic Waves – kurz: SAW).

Diese Körperschallwellen breiten sich über eine Oberfläche aus, ohne weit in das Material einzudringen. Eine Reihe von Instituten forschte bereits an diesen Wellen, ehe man bei Bürkert Wind von der Sache bekam. Könnte man die Technik nicht auch für die Durchflussmessung nutzen? Erste Laborversuche ließen das Potenzial des Verfahrens erahnen. Aber damit stand die Entwicklung erst an ihrem Anfang.

Ergänzendes zum Thema
 
Im Gespräch mit Volker Erbe, Produktmanager für Sensoren bei Bürkert

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