Flüssigkeitsanalyse – Flüssigkeitsidentifizierung

Jede Flüssigkeit verfügt über spezifische akustische Eigenschaften. Durch die Messung, wie schnell sich ein Ultraschallsignal durch das Medium bewegt, können unsere Sensoren Veränderungen in der Flüssigkeit erkennen und die gemessene Schallgeschwindigkeit mit ihrer Zusammensetzung in Beziehung setzen.

Damit ist die Ultraschalltechnologie mehr als nur ein Messprinzip zur Durchflussmessung. Sie kann auch wertvolle Informationen darüber liefern, welche Flüssigkeit fließt und ob ihre Zusammensetzung innerhalb des erforderlichen Bereichs liegt.

Flüssigkeitserkennung

Wenn sich die akustischen Eigenschaften zweier Flüssigkeiten ausreichend unterscheiden, kann ihre Schallgeschwindigkeit genutzt werden, um sie voneinander zu unterscheiden. Dies ermöglicht eine zuverlässige Flüssigkeitsidentifizierung, ohne dass eine optische Messung oder zusätzliche Komponenten in Kontakt mit dem Medium erforderlich sind.

Ein praktisches Beispiel sind Kaffeemaschinen und Getränkespender. Unsere Technologie kann erkennen, ob während eines Reinigungszyklus die richtige Reinigungsflüssigkeit verwendet wird, und sie von Wasser oder dem normalen Getränkemedium unterscheiden. Sie kann auch dabei helfen, verschiedene Sirups und Getränkekomponenten voneinander zu unterscheiden und so die korrekte Dosierung und Prozesssteuerung zu unterstützen.

Bei komplexeren Anwendungen mit drei oder mehr Flüssigkeiten kann die Erkennung schwieriger werden, wenn zwei Flüssigkeiten ähnliche Schallgeschwindigkeiten aufweisen. In diesen Fällen können eine anwendungsspezifische Kalibrierung und Sensorkonfiguration eingesetzt werden, um eine zuverlässige Erkennung zu erreichen.

Überwachung des Mischungsverhältnisses

Die Schallgeschwindigkeit kann auch mit der Konzentration eines Gemisches in Beziehung gesetzt werden. Dadurch können Allengra-Sensoren kontinuierlich überwachen, ob ein definiertes Mischungsverhältnis eingehalten wird.

Ein typisches Beispiel sind Wasser-Glykol-Gemische, bei denen die Einhaltung der richtigen Konzentration für die Systemleistung wichtig ist. Der Sensor kann das Gemisch kontinuierlich überwachen und Abweichungen vom Sollverhältnis erkennen. Dadurch lassen sich eine falsche Dosierung, Kontaminationen oder Veränderungen der Flüssigkeitszusammensetzung identifizieren.

Dieses Prinzip kann überall dort eingesetzt werden, wo ein Prozess von einer konstanten Flüssigkeitszusammensetzung abhängt. Es ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung in Echtzeit, ohne den Durchfluss zu unterbrechen.

Eine Messung, mehr Informationen

Durch die Kombination von Ultraschallmessung und Schallgeschwindigkeitsanalyse können Allengra-Sensoren mehr als nur Durchflussdaten liefern. Sie können dabei helfen festzustellen, welche Flüssigkeit vorhanden ist, Veränderungen der Zusammensetzung zu erkennen und Mischungsverhältnisse zu überwachen. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten für intelligente und kompakte OEM-Lösungen.

Die Geschwindigkeit, mit der sich Schall durch ein Gas bewegt, verändert sich mit dessen Zusammensetzung. Durch die Analyse dieser akustischen Eigenschaften können Allengra-Sensoren die Konzentration einzelner Komponenten in einem Gasgemisch bestimmen und gleichzeitig Informationen zum Durchfluss liefern. Damit ist die Ultraschalltechnologie ein leistungsstarkes Werkzeug sowohl für die Messung des Gasdurchflusses als auch für die Überwachung der Zusammensetzung.

Wasserstoff & Stickstoff

Eine der wichtigsten Anwendungen ist die Wasserstoff-/Stickstoffanalyse in der Anodenrezirkulation von PEM-Brennstoffzellen.

Während des Betriebs einer Brennstoffzelle kann überschüssiger Wasserstoff vom Anodenausgang zurück zum Stapeleinlass rezirkuliert werden, anstatt verloren zu gehen. Gleichzeitig kann sich Stickstoff im Anodengas ansammeln und den Betrieb des Stacks beeinträchtigen. Die Überwachung der Gaszusammensetzung und des Wasserstoff-/Stickstoffverhältnisses hilft dabei, Rezirkulations- und Spülstrategien zu optimieren.

Der Hydrogen Flow Meter von Allengra nutzt Ultraschalltechnologie zur Bestimmung der Gaszusammensetzung und unterstützt Gemische wie H₂/N₂/H₂O. Integrierte Sensoren für Temperatur, Druck und Feuchtigkeit ermöglichen zusätzlich die Messung von Dichte und Massendurchfluss. Der Sensor wurde speziell für Anwendungen wie den Anodeneinlass und die Anodenrezirkulation von PEM-Brennstoffzellen, Elektrolyseure, die Wasserstoffproduktion und die Überwachung industrieller Prozesse entwickelt.

Gas-Mischungsverhältnis

Dasselbe Prinzip kann zur Überwachung der Zusammensetzung anderer Gasgemische eingesetzt werden. Die Technologie von Allengra kann Gemische wie Wasserstoff und Stickstoff oder Wasserstoff und Methan analysieren, wobei das Ultraschallsignal Informationen über Veränderungen der Gaszusammensetzung liefert.