Durchfluss-Messgeräte Messgeräte in Anlagen dokumentiert überprüfen

Autor / Redakteur: Peter Dietrich / Matthias Back

Für die Über- und Wiederholprüfung von Durchfluss-Messgeräten gibt es nun Geräte mit Konzepten, die eine Prüfung durch eine akkreditierte Kalibrierung, aber auch direkt in der Rohrleitung und ohne Ausbau des Messgerätes ermöglichen. Sie erfüllen alle gesetzlichen Anforderungen.

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Akkreditierte Kalibrieranlage gemäß ISO/IEC 17025.
Akkreditierte Kalibrieranlage gemäß ISO/IEC 17025.
(Bild: Endress+Hauser)

Anlagenbetreiber müssen – unter hohem Kostendruck – gesetzliche Anforderungen und strenge Qualitätsstandards erfüllen. Der Bedarf an nachweisbaren Überprüfungsmöglichkeiten von Messgeräten wächst. Denn Prozesse, Hilfskreisläufe und Schutzeinrichtungen müssen permanent überprüft werden. Der Wunsch nach zuverlässiger, schneller und einfacher Überprüfung ist entsprechend groß, idealerweise mit hoher Qualität und Prüftiefe und vorzugsweise ohne Anlagenstillstand. Insbesondere bei Durchfluss-Messgeräten ist eine vollumfängliche Prüfung nicht einfach.

Akkreditierte Kalibrierung

Eine Methode zur Überprüfung oder Wiederholprüfung von Durchfluss-Messgeräten ist die Kalibrierung. Beim Kalibrieren von Messgeräten hängen die Vertrauenswürdigkeit und die Anerkennung von Zertifikaten direkt von der Kompetenz der jeweiligen Kalibrierzentren ab. Bei Endress+Hauser sind deshalb alle Durchfluss-Kalibrieranlagen durch nationale Behörden gemäß ISO/IEC 17025 akkreditiert (Bild 1). Kein anderer Hersteller von Durchfluss-Messgeräten verfügt über diesen Qualitätsausweis.

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Nur durch eine offizielle Akkreditierung ist nachvollziehbar belegbar, dass die vom Hersteller spezifizierten Messgenauigkeiten vollständig auf nationale Standards rückführbar sind. Mit der Akkreditierung sind strenge Audits und Testmessungen vor Ort durch die nationalen Behörden verbunden. Zugegeben, die Kalibrierung auf einem Kalibrierstand ist die genaueste Methode zur Überprüfung von Durchfluss-Messgeräten, deren Durchführung ist jedoch mit großem Aufwand verbunden. Zur Kalibrierung ist es erforderlich, den Prozess zu unterbrechen, den Prüfling auszubauen und die Prüfzeit mit einem Ersatzgerät oder zumindest einem Zwischenstück zu überbrücken.

Kalibrierung vor Ort

Eine Alternative zur Überprüfung auf einem Kalibrierstand ist die Kalibrierung vor Ort. Der Vorteil: Es ist kein Ausbau des Prüflings erforderlich. Das Serviceteam von Endress+ Hauser setzt dazu mobile Einrichtungen mit Promass F als hochgenauem Referenzgerät (Transfernormal) ein. Der Promass F ist selbst auf akkreditierten Kalibrieranlagen gemäß ISO/IEC 17025 geprüft und garantiert so die vollständige Rückführbarkeit auf das nationale und internationale Normal. Für eine Vor-Ort-Kalibrierung sind aber gewisse Voraussetzungen erforderlich: Es müssen ausreichende Wassermengen zur Verfügung gestellt werden, die passende Einbausituation und die Möglichkeit zur Ankopplung des Referenzsystems muss gegeben sein.

Kontrollmessung mit Ultraschall

Ultraschall-Durchfluss-Messgeräte mit Clamp-on-Sensoren sind eine gute Lösung für Überprüfungen ohne großen Aufwand. Denn dank der Clamp-on-Technik ist es möglich, den Durchfluss in Rohrleitungen eingriffsfrei von außen zu erfassen. Darüber hinaus ist die Messung ohne Prozessunterbrechung nachrüstbar. Speziell für die Überprüfung installierter Durchfluss-Messstellen bietet Endress+Hauser mit dem Ultraschall-Handgerät Prosonic Flow 93T ein ideales Gerät an (Bild 2). Das Gerät ist mobil einsetzbar und wird mit einem leistungsstarken Akku netzunabhängig betrieben.

Alle gemessenen Durchflussdaten werden sicher auf einem USB-Stick gespeichert und können direkt zum Beispiel in Windows-Excel übertragen werden. Die Montage der robusten Clamp-on-Sensoren ist besonders schnell und sicher für den mobilen Einsatz konzipiert. Mit einer Genauigkeit von 2 % vom Messwert kann eine Überprüfung mit Ultraschall-Clamp-on-Geräten keine Kalibrierung ersetzen. Zur einfachen Plausibilitätsprüfung oder bei Wiederholprüfungen wird diese Methode aber häufig genutzt.

Durchfluss-Messgeräte verifizieren

Mit Fieldcheck bietet Endress+Hauser ein übergreifendes Prüf- und Simulationstool, mit dem alle fünf Durchflusstechniken der aktuellen Proline-Familie (Coriolis, Vortex, Ultraschall, magnetisch-induktiv und thermisch) rückführbar verifiziert werden können. Die vollumfängliche Überprüfung des gesamten Durchfluss-Messgerätes vom Sensor bis zum Ausgangssignal erfolgt direkt in der Rohrleitung ohne Ausbau. Die akzeptierte Prüfmethode mit Fieldcheck ist eine echte Alternative zu aufwendigen Rekalibrierungen. Eine Prüfung mit Fieldcheck (Bild 3) kann der Betreiber selbst oder ein externer Dienstleister wie Endress+Hauser durchführen.

Der schnelle, automatisierte und manipulationssichere Prüfablauf inklusive Dokumentation gewährleistet qualitativ hochwertige Resultate und bietet Dienstleistern in Chemieparks eine effiziente Möglichkeit zur Überprüfung der Betreiberanlagen. Die gleichbleibende Messgenauigkeit kann durch die regelmäßige Überprüfung im laufenden Betrieb sichergestellt werden. Diese wird durch die eindeutige Bewertung „bestanden“ oder „nicht bestanden“ dokumentiert. Dieses Prüfzertifikat kann gegenüber Dritten, beispielsweise Behörden, genutzt werden. Bei abrechnungsrelevanten Messstellen können die Abgabemengen belegt oder exakte interne Bilanzierungen erstellt werden.

Prüfkonzept Heartbeat-Technik

In allen Geräten der neuen Durchfluss-Messgerätelinie Proline ist Heartbeat-Technik implementiert (Bild 4). Diese Gerätelinien bieten Diagnosefunktionalität durch kontinuierliche Selbstüberwachung (Heartbeat-Selbstdiagnose), die Ausgabe zusätzlicher Messgrößen an ein externes Condition-Monitoring-System (Heartbeat-Monitoring) sowie die In-situ-Verifikation von Durchfluss-Messgeräten in der Anwendung (Heartbeat-Verifikation).

Die Heartbeat-Verifikation nutzt die Selbstüberwachung der Proline-Durchfluss-Messgeräte zur Überprüfung der Messgerätefunktionalität. Die Verifikation wird auf Anforderung durchgeführt. Während der Verifikation wird überprüft, ob die Komponenten des Messgeräts die Werksspezifikation einhalten. In den Tests sind sowohl der Messaufnehmer als auch die Elektronikmodule mit einbezogen. Die Ergebnisse der Überprüfung werden als Datensatz im Messgerät abgelegt und bei Bedarf in Form eines Verifikationsberichts dokumentiert.

Die Anforderung kann mittels Systemintegrationsschnittstelle von einem übergeordneten System erfolgen, an welches auch das Gesamtergebnis der Messgerätefunktionsprüfung (pass/fail) signalisiert werden kann. Resultat der Verifikation ist eine Aussage über den Messgerätezustand: pass oder fail (bestanden/nicht bestanden). Eine Interpretation der Daten durch den Anwender ist nicht erforderlich. Ziel der Heartbeat-Verifikation ist es, die gleichbleibende Qualität der Messung im Lebenszyklus des Produkts durch periodische Überprüfung der Messgerätefunktionalität zu bestätigen. Dies erfolgt durch Erstellung einer rückführbaren Dokumentation des Messgerätezustands.

Vorteile der Heartbeat-Technik

Die Funktionen des Messgerätes sind über alle Bedien- und Systemintegrationsschnittstellen verfügbar. Um die Funktionen zu nutzen, ist kein Zugang zum Messgerät im Feld erforderlich. Dies spart Zeit und macht die Funktionen jederzeit leicht verfügbar.

Weil das Messgerät die Resultate der Verifikation selbst interpretiert (pass/fail) und dokumentiert, sind keine besonderen Anwenderkenntnisse erforderlich. Die Dokumentation der Verifikation (Verifikationsbericht) kann als Nachweis von Qualitätsmaßnahmen an eine dritte Partei genutzt werden.

Für Wiederholungsprüfung (Proof-Test) in SIL-Schutzkreisen ist die Heartbeat-Technik eine Alternative zu anderen, aufwendigen Prüfmethoden. Wiederholprüfungen durch Rekalibrierung oder Anfahren des Auslösepunktes können damit ersetzt oder deren Prüfintervalle verlängert werden.

Rückführbarkeit gemäß ISO 9001

Alle Prüfungen mit Heartbeat-Technik werden auf einen unveränderlichen Werkszustand zurückgeführt. Während des Fertigungsprozesses werden interne Referenzen rückführbar kalibriert.

Darüber hinaus sind diese Referenzen redundant in den Geräten ausgeführt, sodass eine permanente, gegenseitige Überwachung durch einen Synchronlauftest sichergestellt wird. Dadurch können Drifts und Alterung der Referenzelektronikkomponenten ausgeschlossen werden.

Durch die Heartbeat-Technik wird die gesamte Signalkette, vom Messaufnehmer über den Messumformer bis hin zu den Ausgängen, permanent geprüft. Die Heartbeat-Technik deckt die Anforderungen an rückführbare Prüfung gemäß ISO 9001 ab. Dies findet seine Bestätigung in einem unabhängigen Zertifikat des TÜV.

Der Beitrag erschien zuerst auf dem Portal unserer Schwestermarke MM Maschinenmarkt.

* Peter Dietrich ist Fachverantwortlicher Durchfluss bei der Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG in 79576 Weil am Rhei

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