Prozessmesstechnik

Die visionäre Vorstellung der Prozessmesstechnik ist es, alle relevanten Informationen, die für eine sichere und effiziente Prozessführung notwendig sind, zu jeder Zeit an jedem Ort zur Verfügung zu haben. Die Messwertaufnehmer sollen sich dabei durch eine geringe Cost-of-Ownership und Messunsicherheit, durch Rückwirkungsfreiheit und Robustheit, eine hohe Messdynamik und ein gewisses Maß an „Intelligenz“ auszeichnen. Auf diesem Wege bleibt noch genügend Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die konsequente Weiterentwicklung und Anwendung innovativer Sensorprinzipien und Methoden können Mess- und Analysensysteme dazu beitragen, dass sich Unternehmen im steigenden Wettbewerbsdruck behaupten und die hohen Anforderungen an Produkt- und Prozessqualitäten erfüllen. Innerhalb der Prozessmesstechnik konzentriert sich das Know-how vor allem auf die Messung von Durchflussraten, Füllständen und Stoffkonzentrationen.


Bei der Messung von Durchflussraten ist in den letzten Jahrzehnten ein sehr starker Trend zu indirekt messenden Verfahren ohne bewegte Teile zu beobachten. Insbesondere magnetisch-induktive Sensoren für leitfähige Medien, Coriolis-Sensoren für die Bestimmung des Massedurchflusses und Ultraschallsensoren gewinnen immer größere Marktanteile. Die Messung auf der Basis Ultraschall weist hierbei ein Alleinstellungsmerkmal auf, da sie in der sogenannten Clamp-on-Technologie ein Messen von außen ohne medienberührende Teile ermöglicht. Dadurch sind temporäre Messungen oder die Installation ohne Auftrennung des Medienstroms möglich.

Im Fokus des Interesses stehen einerseits applikationsspezifische Entwicklungsarbeiten, beginnend bei Machbarkeitsrecherchen bis zur Funktionsmusterfertigung, andererseits vor allem Fragestellungen der Wellenausbreitung in Prozessbehältern und Medium bei kritischen Installationen und der darauf basierenden Signalanalyse.


Auch für die Bestimmung von Füllständen ist es mitunter von besonderem Interesse, dies ohne Einbauten in den zu überwachenden Behälter zu realisieren. Ultraschallsensoren bieten diese generelle Möglichkeit, indem vom Behälterboden aus durch Behälterwand und Flüssigkeit gegen die Grenzfläche Flüssigkeit/Gasphase gemessen wird. Problematisch können hierbei die Ankoppelbedingungen für die Sensoren sein, vor allem, wenn keine lotrechte Einstrahlung der Schallwellen möglich ist. Die Erarbeitung geeigneter Lösungsansätze in diesem Problemfeld ist Gegenstand aktueller Arbeiten.


Berücksichtigt man die derzeitigen Entwicklungswünsche der Unternehmen, so wird insbesondere der Messung räumlich verteilter Prozessinformationen für viele Messgrößen eine große Bedeutung beigemessen. Ausschlaggebend dafür ist, dass die verwendeten, punktuell arbeitenden Messverfahren die Anforderungen der modernen Prozessanalyse nicht zufriedenstellend erfüllen. Vielmehr werden (kostengünstige) hard- und softwaretechnische Lösungen gesucht, mit denen sich zwei- oder dreidimensionale Strukturen innerhalb von Objekten oder Prozessmedien abbilden und tiefenaufgelöste Informationen ableiten lassen. Dem damit verbundenen Forschungs- und Entwicklungsbedarf, beginnend bei der Nutzbarmachung der eigentlichen Sensortechnologie über die Integration der Sensorsysteme in Prozessanlagen bis hin zur Ableitung und Weiterverarbeitung relevanter Kennwerte für die Prozessführung, kommt eine Schlüsselrolle zu.