Inline-Sonde misst Partikelgrößen ab 20 Mikrometer

„Unter Laborbe­din­gun­gen kann man alle Par­tikel­größen sehr präzise ermit­teln“, weiß Ste­fan Diet­rich, Geschäfts­führer der Par­sum. „Die große Her­aus­forderung stellt allerd­ings die Mes­sung direkt im Prozess im indus­triellen Umfeld dar. Die Prozessmesstech­nik ist schwank­enden Para­me­tern und Umge­bung­se­in­flüssen wie unter­schiedlichen Tem­per­a­turen, Vibra­tio­nen oder mech­a­nis­chen Kräften aus­ge­set­zt.“ Vor allem Pul­ver und Gran­u­late im sehr kleinen Mess­bere­ich von weniger als 50 Mikrom­e­ter oder mit ein­er sehr bre­it­en Par­tikel­größen­verteilung bere­it­eten bei der Inline-Mes­sung bish­er Prob­leme. Denn das durch die Mes­sop­tik erzeugte Sig­nal ver­liert mit abnehmender Par­tikel­größe an Schärfe, was akku­rate Messergeb­nisse erschw­ert. Auch die zunehmende Geschwindigkeit der Par­tikel, die durch inten­sive Dis­pergierung mit einem starken Druck­luft­strom verur­sacht wird, stellt sehr hohe Ansprüche an die Auflö­sungs­fähigkeit der Mes­sop­tik und der nach­fol­gen­den Sig­nalver­ar­beitung. Für eine bessere Auflö­sung, um solch kleine und beschle­u­nigte Par­tikel zu messen, ver­wen­det man ide­al­er­weise eine erhöhte Laser­leis­tung. Diese stößt allerd­ings schnell an Gren­zen, wenn die Eigen­sicher­heit nach Atex zur Mes­sung in Ex-Zone 0/20 ermöglicht wer­den soll, wie sie etwa für Phar­maan­wen­dun­gen notwendig ist. Alter­na­tiv kön­nen die Emp­fangse­lek­tron­ik und Auswer­tung empfind­lich­er aus­gelegt wer­den. „Mit unser­er neuen IPP 85‑P sind nun auch sehr feine Pul­ver mit Par­tikeln ab 20 Mikrom­e­ter inline mess­bar, ohne den Anteil noch kleiner­er Par­tikel zu ignori­eren“, so Dietrich.

Neues Dis­pergier­prinzip und schnellere Messtech­nik

Als Weit­er­en­twick­lung der bewährten Ipp80‑P ver­fügt die Ipp85‑P über zwei Mess­bere­iche, zwis­chen denen soft­ware­seit­ig umgeschal­tet wer­den kann: der bish­erige für Par­tikel­größen von 50 Mikrom­e­ter bis 6 Mil­lime­ter und ein zusät­zlich­er für 20 bis 600 Mikrom­e­ter. Wie ihre Vorgän­gerin enthält auch die neue, kom­plett in Edel­stahl gefer­tigte Inline-Sonde kein­er­lei bewegliche Teile, die eingestellt oder justiert wer­den müssten. Dies macht sie robust und ein­fach im Han­dling, sodass sie sich dank Eigen­sicher­heit, der Schutzk­lasse IP65 und ein­er Tem­per­aturbeständigkeit bis 100 Grad Cel­sius sehr gut für den Ein­satz in indus­triellen Umge­bun­gen eignet. „Im Ver­gle­ich zur bish­eri­gen Inline-Messtech­nik ist es bei der Ipp85‑P gelun­gen, Optik, Elek­tron­ik und Auswer­tung­sprozesse schneller sowie effizien­ter zu gestal­ten, um auch den feinen Mess­bere­ich präzise abzu­bilden“, erläutert Dietrich.

Außer­dem wur­den zur Vere­inzelung der winzi­gen Par­tikel spezielle Dis­pergier­er entwick­elt und das Messsys­tem auf deren schnellere Geschwindigkeit von bis zu 100 Meter/Sekunde aus­gelegt. Im Gegen­satz zu den bere­its vielfach bewährten Inline-Dis­pergier­ern von Par­sum, die ein san­ftes Ver­fahren zur Vere­inzelung von rel­a­tiv empfind­lichen Gran­u­lat­en und Agglom­er­at­en nutzen, müssen die neuen Typen D32, D34 und D37 mit stärk­er aneinan­der haf­ten­den­den Primär­par­tikeln auch im Mess­bere­ich unter 50 Mikrom­e­ter zurechtkom­men. Aber auch bei großen Par­tikeln, etwa aus einem Mahl­prozess, die zum Agglom­erieren und Anhaften neigen, ist eine kraftvolle Dis­pergierung sehr hil­fre­ich. Hierzu sind deut­lich aus­geprägtere Scherkräfte notwendig. Diese wer­den über einen Injek­tor erzeugt, der die Par­tikel­bahn durch einen sehr starken Druck­luft­strom ablenkt. Ein Teil­strom wird eben­falls genutzt, um den Kon­takt zwis­chen Par­tikeln und den optis­chen Fen­stern des Sen­sors zu ver­mei­den, sodass Reini­gun­gen der optis­chen Flächen deut­lich sel­tener erforder­lich sind. Ger­ade die sehr effek­tive laufende Frei­hal­tung der Mes­sop­tik von Ver­schmutzun­gen eröffnet den Par­sum-Son­den mit Inline-Dis­pergier­ern umfan­gre­iche Anwen­dungsmöglichkeit­en für Par­tikelmes­sung in kon­tinuier­lichen Prozessen, wie bspw. bei Sieb- und Mahl­prozessen, der Twin-Screw-Gran­ulierung oder der Walzenkompaktierung.

Ein­fach­es Han­dling dank inte­gri­ertem Spe­ich­er und Prozessassistent

Eine weit­ere Neuerung der Ipp 85‑P ist das inte­gri­erte Spe­icher­mod­ul. Die sich­er in der Elek­tron­ikein­heit ver­baute dig­i­tale Schnittstelle enthält alle rel­e­van­ten Infor­ma­tio­nen zur ein­deuti­gen Iden­ti­fika­tion und automa­tis­chen Erken­nung der angeschlosse­nen Sonde. Zusät­zlich kön­nen im Spe­ich­er Kalib­ri­er- und Sta­tus­dat­en des Sen­sors, zuge­hörige Zer­ti­fikate oder auch Betrieb­spro­tokolle im Rah­men der Selb­stüberwachungs­funk­tion hin­ter­legt sowie zu Ser­vicezweck­en aus­ge­le­sen wer­den. Da die Kalib­ri­er­dat­en direkt von der Sonde an die Soft­ware über­mit­telt wer­den, ent­fällt ein fehler­an­fäl­liges manuelles Zuord­nen und jegliche Ver­wech­slungs­ge­fahr der Hard­ware wird aus­geschlossen. Bei der Inbe­trieb­nahme für eine neue Messstelle oder in einem verän­derten Prozess hil­ft darüber hin­aus der neue Prozes­sas­sis­tent. Die menüge­führte Soft­warekom­po­nente leit­et Anwen­der durch die Kon­fig­u­ra­tion und benen­nt dabei die wichtig­sten Prozesse und Para­me­ter, auf deren Basis dann eine opti­male Kon­fig­u­ra­tions­datei erzeugt wird. „Unser Ziel war es, die Ipp 85‑P genau­so robust und unkom­pliziert zu gestal­ten, wie die Vorgänger der Ipp-Rei­he. Mit dem inte­gri­erten Spe­ich­er und dem Prozes­sas­sis­ten­ten kon­nten wir diesen Anspruch sog­ar noch übertr­e­f­fen“, resümiert Dietrich.

Auf der ACHEMA 2022 in Frank­furt am Main stellt Par­sum die neuen­twick­elte Inline-Par­tikel­sonde und das Hard­ware- sowie Soft­warezube­hör erst­mals vor. Die bei­den Geschäfts­führer Ste­fan Diet­rich und Dr. Michael Köh­ler ste­hen in Halle 4.1 am Stand E72 für Gespräche und Fra­gen zur Verfügung.