dei die ernährungsindustrie 04.2016

MSR-TECHNIK UND PROZESSAUTOMATISIERUNG
Hygienische Prozessrefraktometer mit integriertem Transmitter
Physik, Mathematik und
Elektronik im Sensor
Das hygienische Prozessrefraktometer PR-43-A von K-Patents kann ohne den
bisherigen externen Transmitter betrieben werden, denn diese Funktion ist in dem
Sensor integriert. In Deutschland werden die Geräte des finnischen Herstellers von
Bühler Technologies vertrieben.
Schon die Vorläuferversion PR-23-A zeichnete
sich durch eine hohe Zuverlässigkeit
und Genauigkeit aus. Einheitlich vorkalibriert
waren auch diese Sensoren bereits – auf einen
Brechungsindex zwischen 1,32 und 1,53 (0 bis
100 Brix). Daher sind K-Patents-Sensoren untereinander
austauschbar. Dank des ISO-
9001-zertifizierten Produktionsverfahrens unterstützt
K-Patents die Qualifizierung der Anwender
und auch die laufende Verifizierung.
Kommunikation via Ethernet
Bisher konnten zwei Sensoren an eine Auswerteelektronik
angeschlossen werden. Die
Anzeige war jedoch getrennt. „Die Sensoren
waren allein nicht einsetzbar“, erinnert sich
Rainer Bergmeier, Produktmanager bei Bühler
Technologies GmbH, „denn man konnte keine
Messwerte für ein übergeordnetes System abgreifen.“
Beim Nachfolgermodell mit integriertem
Transmitter ist das problemlos möglich.
Es ist komplett digital aufgebaut. Der Messwert
lässt sich als 4…20-mA-Analogsignal oder
über einen Ethernetausgang auslesen, vor Ort
etwa mit einem Laptop. Bergmeier erläutert:
„Wer vor Ort kein dauerhaftes Anzeige- und
Bedientool benötigt, kann es sich nun sparen.
Wenn irgendetwas an den Parametern zu ändern
wäre, etwa der Messbereich oder die Umrechnungsparameter
beim Umstieg von einem
Medium zu einem anderen, kann man
das über einen Laptop oder via Ethernet, also
etwa über das interne Werksnetzwerk, tun.“
Jedes Gerät verfügt dazu über eine IP-Adresse.
Die komplett digitalisierten Prozessrefraktometer
PR-43-A bestimmen den Brechungsindex
wie gewohnt als kritischen Winkel der Totalreflexion.
Dazu wird Licht auf eine Prismenfläche
gerichtet und trifft unter verschiedenen
Winkeln auf die Probe, die
in Kontakt mit dem Prisma ist. In
Abhängigkeit vom Brechungsindex der Probe
dringt das Licht teilweise in sie ein und wird
nur partiell reflektiert, während bei höheren
Einfallswinkeln eine Totalreflexion erfolgt. Es
entsteht ein Hell-Dunkel-Bild, das von einer
hochauflösenden CCD-Kamera aufgefangen
wird. Sie bestimmt die Lichtintensität in Abhängigkeit
vom Einfallswinkel. Der Grenzwinkel
ist eine Funktion des Brechungsindex. Aus
ihm errechnet die Elektronik die Konzentration
der Flüssigkeit und gibt den Wert direkt aus.
Die hygienischen Prozessrefraktometer
PR-43-A lassen sich komfortabel über Web-
User-Interface parametrieren. Auch Diagnose-
und Trendberichte sind so von jedem
beliebigen Arbeitsplatz via IP-Adresse des
Sensors auswertbar.
Stabile Messung ohne Drift
Mathematik und Digitaltechnik also, inklusive
einer Temperaturkompensation: „Wir können
also sagen: Das Gerät misst nach zehn Jahren
noch so wie am ersten Tag. Da gibt es keine
Nullpunktdrift“, betont Bergmeier. Vorteil: Eine
wiederholte Kalibrierung
im eigentlichen Sinne ist
nicht nötig, auch nicht bei
Medienwechsel. Der Anwender
muss auch in diesem
Fall nur den Umrechnungsfaktor
ändern. Um
den Vorschriften Genüge
zu tun, gibt es zwar zur Verifizierung
Standardlösungen,
die nach einer Routine auf das
Refraktometer aufgebracht werden
müssen, um schließlich einen Verifizierungsbericht
zu erhalten. Für eine konstante Messqualität
wäre das jedoch nicht nötig.
Durch die vollständige Digitalisierung hat der
Anwender weitere Vorteile. Dank des Plattformkonzepts
ergeben sich für ihn verschiedene
Nutzungsmöglichkeiten. Im einfachsten
Fall betreibt er allein das Gerät mit Analogausgang,
an den er einen Rechner anschließen
kann bzw. über die weiterführenden Möglichkeiten,
die ihm das Web-User-Interface bietet.
Hiermit kann er neben den Messwerten auch
Diagnosewerte und Trends über die Ethernetverbindung
abgreifen. Ein handlicher Feldkommunikator
ergänzt die Bedienmöglichkeiten.
Der Anwender hat aber selbstverständlich
auch die Möglichkeit, vor Ort eine Anzeige anzubringen,
als Single-Interface, über das er
den aktuellen Messwert laufend im Auge be-
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