You probably do not come from: Belgium.  If necessary, change to: United States

LDL-sensoren – fasescheiding en CIP-bewaking opnieuw uitgevonden

Presentatie van de geleidbaarheidssensoren van ifm

Voordelen

Vermindert onnauwkeurigheden bij op tijd gebaseerde reinigingsprocessen.
Het product wordt gecheckt door een meting op iedere machine, installatie of na iedere processtap om een correcte uitvoering van de reiniging of spoeling te bevestigingen. Het elimineren van een op tijd gebaseerd reinigingsproces betekent reiniging en spoeling op basis van behoefte.
Tijdens de receptwijziging en reinigingscycli wordt een hogere bedrijfsveiligheid op basis van een terugmelding bereikt.
Bij reinigingsmethoden die puur op tijd zijn gebaseerd, wordt de concentratie van chemicaliën in een CIP-systeem niet gemeten. Daarvoor geldt als voorwaarde dat het gehele systeem chemicaliën in de juiste concentraties bevat en de reinigingscyclus lang genoeg is.
Normaliter omvat een cyclustijd een bepaalde tijdsbuffer, om een adequate reiniging te garanderen.
Omdat de cyclustijd gewoonlijk langer is dan noodzakelijk, wordt meer energie verbruikt om de vloeistoffen te verpompen en te verwarmen. Verder zijn er meer hulpstoffen nodig (reinigingsmiddelen, water enz.).
Verhoging van de procesprestaties dankzij hoge flexibiliteit ten plaatse van de meetpunten.
Meer meetpunten zorgen voor een betere segmentatie en een geoptimaliseerde controle van uw proces. De extra meetpunten leveren de noodzakelijke informatie om cyclustijden en water-/chemicaliënverbruik te verminderen en het energieverbruik te verlagen.
Compacte, hoogwaardige uitvoering voorkomt uitval en ongeplande stilstanden
De LDL-familie verhindert uitval door een all-in-one-transmitter met IP68/IP69K. De sensoren hebben een volledig gesloten RVS-behuizing en een PEEK-meetpunt. Ze hebben geen aansluitcompartiment en een kabelwartel. Sensoren die in een natte omgeving zijn geïnstalleerd, zijn hierdoor vaak gevoelig voor vocht wat op deze plek naar binnendringt.
Eenvoudige installatie en inbedrijfstelling met compacte plug&play-sensoren.
Veel gangbare geleidbaarheidssensoren zijn groot en volumineus of ze hebben een sensortip met een gescheiden verwerkingseenheid die in het veld moet worden afgeregeld. De compactheid van de LDL-serie biedt de mogelijkheid van een eenvoudige inbouw in kleine installaties/systemen en verlaagt de mechanische stress bij de leidingsystemen. Dankzij de standaard 4-pins elektrische M12 aansluiting is het niet nodig om het aansluitcompartiment te bedraden; en omdat de LDL een all-in-one-transmitter is, vervalt het afregelen in het veld – een echt plug&play-apparaat.
Onder het serienummer van de sensor is een gratis fabriekscertificaat te vinden dat als download beschikbaar is op onze homepage.

Dankzij IO-Link heeft de LDL-familie het volgende te bieden:

  • Geleidbaarheid en temperatuurwaarde via een enkele aansluitpunt
  • Hoge meetresolutie zonder schaalverandering
  • On-the-fly receptuurwissel en apparaatinstellingen
  • Actuele apparaatstatus
  • Bedrijfsurenhistogram
  • Intern geheugen voor min. en max. geleidbaarheids-/temperatuurwaarden
  • Automatische apparaatuitwisseling

Met IO-Link is de resolutie van de geleidbaarheidswaarde over het gehele meetbereik gelijk (met name belangrijk bij het gebruik van de inductieve versie). Een typisch CIP-proces gebruikt chemicaliën met een hoge geleidbaarheid en daarnaast spoelwater met een lage geleidbaarheid. Bij een analoge uitgang wordt het signaal over een groter meetbereik geschaald, waardoor de mogelijkheid om geringe veranderingen in de geleidbaarheid te detecteren, afneemt. Dat kan ertoe leiden dat resten van chemicaliën in het spoelwater of in het product niet gedetecteerd worden.

Vergelijking van de resolutie van IO-Link met analoge signalen

Meetbereik

(µS/cm)

PLC analoge ingangskaart

(12 bit)

IO-Link *
0...500 1µS/cm 1µS/cm
0...5,000 2µS/cm
0...15,000 4 µS/cm
0...100,000 25 µS/cm
0...500,000 122 µS/cm
0...1.000.000 244 µS/cm

* Meetbereik van de LDL100 is begrensd tot 15.000 µS/cm.

Applicaties

CIP (Clean-in-Place)

Om de concurrentie voor te blijven, is het belangrijk om productiestilstanden te minimaliseren zonder de productveiligheid en -kwaliteit in gevaar te brengen. Bewaak de concentratie van het reinigingsmiddel en bepaal of de chemicaliën in zijn geheel uit de leiding zijn gespoeld.

Applicatiebericht: CIP-proces in een zuivelfabriek

Een grote internationale zuivelfirma (met productievestigingen over de hele wereld) stond voor de uitdaging om zijn analyse-systeem voor vloeistoffen, met name CIP-gerelateerd, te verbeteren.

  • Sensoruitvalpercentage van 50% per jaar – ca. € 1000 per sensor
  • Stilstandskosten – tot € 90.000 per uur

De onderneming heeft de LDL200 van ifm nu toegepast. In plaats van twee sensoren (een voor spoelwater met een lage geleidbaarheid en een voor reinigingsmiddel met een hoge geleidbaarheid) dekt de LDL200 het complete meetbereik van de te meten vloeistoffen af.

  • Lagere initiële kosten
  • Minder ruimte nodig
  • Reduceren van de behoefte voor onderhoudstaken en opleiding
  • Geen signaalverlies vanwege resolutiebeperkingen

Verificatie van het CIP-proces en de spoelprocedure waren onvermijdbaar, om een hoge kwaliteit van het eindproduct te garanderen.

Fasescheiding/productverificatie

Onafhankelijk van de troebelheid van het medium kan geleidbaarheid ook in applicaties worden gebruikt waar een troebelheidssensor niet werkt. Geleidbaarheid kan de fasescheiding tussen spoelwater, loog- of zuurhoudende CIP-oplossingen en het product herkennen. Alleen een meetbaar verschil in de geleidbaarheid van het medium is noodzakelijk.

(1. Melk, 2. Spoelen, 3. Bijtend middel Zuur)

De geleidbaarheid van de media in CIP-systemen is reproduceerbaar.

Lekkagebewaking

In een warmtewisselaar wordt een vloeistof ingezet om een andere vloeistof te verwarmen of te koelen. Een geleidbaarheidssensor – gemonteerd in de uitlaat of in de warmwatertank van de condensor – is een eenvoudige manier om lekkages te detecteren.

Daarmee wordt veiliggesteld, dat de vloeistoffen zich niet vermengen en de efficiëntie en kwaliteit van het verwarmings-/ koelcircuit wordt verhoogd.

Waterkwaliteit

Onbehandeld water uit meren, rivieren of waterkranen kan vervuilingen bevatten die afzetting en corrosie in industriële machines en installaties – met name warmtewisselaars, koeltorens en warmwatertanks – kan veroorzaken. Omdat geleidbaarheid een meting is van de totale ionenconcentratie, is het ideaal voor de bewaking van demineralisatie. Zorg ervoor dat bij aanvang van het proces de correcte waterkwaliteit beschikbaar is. Controleer of het water op een ander punt in de installatie of in het proces opnieuw te gebruiken is. U kunt uw totale waterverbruik verlagen wanneer het spoelwater van het laatste spoelproces weer opnieuw kan worden gebruikt voor het nieuwe spoelproces in de volgende reinigingscyclus.

Zoutgehalte

De concentratie van zout (NaCl) in het water kan door de geleidbaarheid eenvoudig worden bewaakt. Vijf zoutkorrels veroorzaken al een meetbaar verschil in de geleidbaarheid.

Ionenresten in ontziltingsinstallaties kunnen worden bewaakt. De concentratie van zoutwater kan eveneens worden bewaakt om het koelvermogen van water (verlaging van het vriespunt) te verbeteren en de hoge kwaliteit van zoutoplossingen in de levensmiddelenindustrie te waarborgen.

Applicatiebericht: Zoutgehalte in koelwater

Een grote vleesverwerkende onderneming zocht een oplossing om haar koelwatertanks te automatiseren. De tanks bevatten een verzadigde zoutoplossing. Deze wordt gebruikt om de temperatuur van het koelwater sterker te verlagen dan mogelijk is met standaard water. Omdat het koelwater in direct contact staat met het product, is een veilige oplossing nodig.

Voorheen werden periodiek, handmatige metingen met een salinometer uitgevoerd in elke koelwatertank en de zoutconcentratie overeenkomstig aangepast. Dat is een arbeidsintensief proces, omdat meerdere tanks over de gehele installatie verdeeld zijn en hun trendwaarden gebaseerd zijn op het vlees dat verschillend verpakt is en dat gekoeld moet worden. De zoutconcentratie is altijd handmatig aangepast en was afhankelijk van medewerkers die de arbeidsintensieve processen zeer zorgvuldig uitvoerden.

Het kritische gevolg – resulterend uit een foutieve meting of een te lage concentratie – kan een koelwatertank en/of het koelsysteem bevriezen. Het resultaat is stilstand en verloren productietijd, totdat de tanks weer ontdooid zijn. Een andere factor is de productkwaliteit: de zoutoplossing wordt tevens gebruikt voor het aromatiseren van bepaalde levensmiddelen. Afwijkende concentraties beïnvloeden de sterkte van de smaak. Het gebruik van te veel zout is een verspilling van hulpstoffen en kan leiden tot afzettingen of verstoppingen.

Technologie

De geleidbaarheid meet hoe goed een substantie een elektrische stroom geleidt. Die wordt beïnvloed door het aantal vrije ionen (zouten, zuur, loog) in het medium evenals door de mediumtemperatuur: hoe meer vrije ionen, des te hoger de geleidbaarheid. Gewoonlijk bestaat een geleidbaarheidssensor uit twee metalen platen die in contact staan met het medium. Plaatst men twee elektroden in een geleidend medium en sluit men hierop een spanning aan, dan vloeit er een elektrische stroom.

De positief geladen ionen (kationen) bewegen naar de negatief geladen elektrode en de negatief geladen ionen (anionen) bewegen naar de positief geladen elektrode. Hoe meer vrije ionen zich in het medium bevinden en hoe hoger de elektrische geleidbaarheid van het medium, des te hoger is ook de stroom.

De SI-eenheid voor geleidbaarheid is Siemens per meter (S/m). De volgende afbeelding toont de geleidbaarheidswaarden voor een aantal gangbare media.

Er zijn twee methoden om de geleidbaarheid te meten: galvanisch en inductief. De keuze hangt af van de geleidbaarheid van het medium, de corrosiviteit van het medium en het aandeel zwevende stoffen.

Galvanische geleidbaarheidssensoren (LDL1xx)

De galvanische geleidbaarheidssensor van ifm heeft twee metalen elektroden, net als andere rechtstreeks metende geleidbaarheidssensoren. Het verschil bij ons ontwerp is dat de sensorbehuizing en de metalen leiding als eerste elektrode dienen en de metalen tip van de sensor als tweede elektrode.

Tussen de sensortip van de sensor en de procesaansluiting wordt een spanning aangebracht en de stroom gemeten.

Inductieve geleidbaarheidssensoren (LDL2xx)

Een inductieve geleidbaarheidssensor bestaat uit twee met gewikkelde metalen spoelen die in een kunststoffen element zijn ingebouwd (ifm-producten zijn voorzien van PEEK). De eerste spoel (zendspoel) wekt een elektrische spanning op in de vloeistof. Afhankelijk van de geleidbaarheid van het medium ontstaat nu een wisselstroom. Die genereert in de tweede spoel (ontvangstspoel) een magnetisch wisselveld, dat proportioneel is ten opzichte van de geleidbaarheid van het medium.

Inductieve geleidbaarheidsmeting kent meerdere voordelen:

  • Hoge corrosiebestendigheid dankzij de PEEK-tip.
  • Ongevoelig voor reststoffen in het medium, zolang het meetkanaal niet verstopt is.
  • Geen invloed door media met hoge geleidbaarheid.

Invloed van de temperatuur

De geleidbaarheid van een materiaal hangt zeer sterk van de temperatuur af – ongeveer 1...5% per °C. Alle geleidbaarheidssensoren hebben ter compensatie van temperatuurveranderingen in het medium een ingebouwde temperatuurmeting.

LDL-sensoren – overige kenmerken

In het aansluitcompartiment en bij de kabelwartel kan vocht binnendringen. Dat is vaak een zwak punt bij sensoren, die in natte omgevingen zijn geïnstalleerd. De LDL-familie vermindert uitval dankzij een all-in-one-transmitter met IP68/IP69K. De sensoren hebben een gesloten RVS-behuizing, een PEEK-meettip en hebben geen aansluitcompartiment of kabelwartel.

Alle LDL-geleidbaarheidssensoren worden geleverd met een fabriekscertificaat en zijn meteen uit de doos klaar voor gebruik. Onder het serienummer van de sensor is een gratis fabriekscertificaat te vinden dat als download beschikbaar is op onze homepage.

Dankzij IO-Link kunnen de sensoren met de Parameter Calibration Gain (CGA) en een standaard- of referentieoplossing ook in het veld worden gekalibreerd.

Productselector

De LDL-familie bestaat uit twee versies:

  • LDL100 met een meetbereik van 100 µS/cm ... 15 mS/cm. Media met een geleidbaarheid dat hoger is dan 15 mS/cm kunnen niet worden gemeten, maar de sensor kan worden gebruikt voor de differentiatie ten opzichte van een medium binnen het meetbereik.
  • LDL2xx met een meetbereik van 100 µS/cm ... 1 S/cm.

Selector op basis van medium/geleidbaarheidswaarde

1. Geleidbaarheid (µS/cm): 2. Gedemineraliseerd water, 3. Gezuiverd water, 4. Bedrijfswater, 5. Drinkwater, 6. Bier, 7. Melk, 8. Vruchtensap, 9. Fosforzuur (1%), 10. Natriumhydroxide (1%), 11. Zwavelzuur (1%), 12. Zoutzuur (1%), 13. Natriumhydroxide (5%)

Toepassing

LDL100


LDL200


LDL201
Faseovergang (bijv. spoelwater/product)
Productdifferentiatie/-validatie
Lekkagebewaking (bijv. warmtewisselaar)
Waterkwaliteit (hoger dan 100 µS/cm)
Concentratie van chemicaliën in een CIP-proces  
Zoutgehalte  

Inbouwcondities

Voor het correcte gebruik moeten een aantal richtlijnen in acht worden genomen.

Montage

Bij voorkeur wordt de sensor in opgaande leidingen gemonteerd, om verzekerd te zijn van een volledig gevulde leiding. Wordt de sensor in een horizontale leiding ingebouwd, dan onder een hoek van max. 45° ten opzichte van het horizontale vlak. Op die manier worden luchtbellen en afzettingen vermeden.

Bij LDL2xx moet het meetkanaal evenwijdig uitgelijnd worden ten opzichte van de stromingsrichting. Een uitlijnmarkering is op de sensorbehuizing gelaserd en toont de correcte stand in de leiding

Nominale leidingdiameters/aanbevolen adapter

Nominale leidingdiameters
LDL100

LDL200

LDL201
1" / DN25
E43306

Procesadapter
Niet aanbevolen Niet aanbevolen
1,5" / DN38
E43310
Lasadapter


E43307

Procesadapter
Niet aanbevolen Niet aanbevolen
≥2" / DN50
E33229

Procesadapter

E33309
Klemadapter
E33213 Melkkoppeling

E30130

Inlasadapter

FAQ