Partikelzähler mit integriertem Verdünnungssystem für die Analyse von Flüssigkeiten

Mit seinem integrierten Verdünnungssystem kann der Online-Partikelzähler PAMAS S50DP auch dunkle Flüssigkeiten analysieren. Vor der Messung wird der Trübungsgrad der Probenflüssigkeit durch eine zuvor definierte Menge einer Verdünnungsflüssigkeit reduziert. (Foto: PAMAS) / With its integrated dilution system, the PAMAS S50DP online particle counter is able to analyse dark fluids as well. The sample’s turbidity level is reduced before analysis by adding a programmable amount of solvent online to the raw sample. (Picture: PAMAS)

Automatische Partikelzählsysteme von PAMAS nutzen Verfahren der optischen Sensortechnologie für die Reinheitskontrolle von Flüssigkeiten. Die technisch anspruchsvollen Sensoren (hier der Querschnitt einer Sensormesszelle) werden am deutschen Firmenstandort der PAMAS GmbH in Rutesheim entwickelt und montiert. (Abbildung: PAMAS) / PAMAS particle counters analyse fluid contamination via optical sensor technology. The advanced and highly sophisticated particle sensors (see cross-section of sensor measuring cell in this picture) are developed and assembled at the company plant in Germany. (Picture: PAMAS)

Die PAMAS Partikelmess- und Analysesysteme GmbH ist spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von Partikelzählern für die Reinheitskontrolle von  Flüssigkeiten. Zur Produktpalette gehören Messinstrumente für die kontinuierliche Zustandsüberwachung von Betriebsflüssigkeiten wie Hydraulik- und Schmieröl sowie für die Partikelanalyse von Wasser, pharmazeutischen Lösungen und vielen weiteren Flüssigkeiten. Speziell für die stationäre Online-Messung von dunklen Flüssigkeiten hat PAMAS einen neuen Partikelzähler entwickelt: Der Online-Partikelzähler PAMAS S50DP verfügt über ein integriertes Verdünnungssystem, das dunkle Probenflüssigkeiten vor der Messung automatisch verdünnt und auf diese Weise den Trübungsgrad reduziert.

Die Reinheit von Betriebsflüssigkeiten (z.B. Öl, Wasser oder Treibstoff) kann durch optische Partikelanalyse festgestellt werden. Mit einem automatischen Partikelzähler werden die enthaltenen Schmutzpartikel detektiert und ausgemessen. Optische Partikelzähler arbeiten mit Licht. Die Lichtquelle strahlt bei diesen Analyseverfahren durch die Flüssigkeit. Die Lichtwellen werden beim Auftreffen auf die in der Messzelle befindlichen Partikel beispielsweise abgelenkt oder absorbiert. Aus der dabei entstehenden Veränderung können mit Hilfe eines zuvor kalibrierten Zählapparates Informationen über den Partikelgehalt der Flüssigkeit gewonnen werden. Das Messergebnis informiert über die Partikelanzahl pro Milliliter und über die Größe jedes einzelnen Partikels.

Dieses Verfahren hat seine Grenzen, wenn die Flüssigkeit zum Beispiel so dunkel ist, dass der Sensor keinen Laserstrahl durch das Medium schicken kann. Um die Messung dennoch durchführen zu können, muss die Absorption der Probenflüssigkeit zuvor reduziert werden. Ebenfalls problematisch sind Probenflüssigkeiten, deren Verschmutzungsgrad die zulässige Maximalkonzentration des Partikelsensors weit überschreitet, Flüssigkeiten, die nicht gelöste Zusätze enthalten, oder Proben, deren Viskosität zu hoch für eine sachgerechte Messung ist. Eine Verdünnung mit einem Verdünnungsmittel hilft in solchen Fällen, verlässliche Messergebnisse zu erhalten. Bei der Labormessung kann die Verdünnung auf einfache Weise manuell vorgenommen werden. Wenn Betriebsflüssigkeiten jedoch online gemessen werden sollen, wird ein Online-Partikelzähler direkt in der Anlage (z.B. Hydraulikanlage, Schmierölsystem, Treibstofftank) stationär integriert. Die Probenflüssigkeit wird durch einen Bypass aus der Anlage abgezweigt.

Um Anwendern von fest installierten Partikelzählern die Online-Messung von oben genannten problematischen Flüssigkeiten zu ermöglichen, hat PAMAS einen neuen Online-Partikelzähler entwickelt: Der Online-Partikelzähler PAMAS S50DP verfügt über ein integriertes Verdünnungssystem, das der Probe kontinuierlich eine zuvor definierte Menge eines Verdünnungsmittels zumischt. Durch den inneren Aufbau werden die Probenflüssigkeit und das Verdünnungsmittel vor der Messung gründlich vermischt. Auf diese Weise wird eine gute Homogenität erzielt und die Messergebnisse bleiben verlässlich.

Der Online-Partikelzähler PAMAS S50DP eignet sich unter anderem für Treibstoffe, die Wasser enthalten. Ohne vorherige Verdünnung würden die Wassertropfen bei der Online-Messung zu fehlerhaften Ergebnissen führen. Das Verdünnungsmittel erhöht die Löslichkeit von Wasser in der Probe, so dass die Wassertropfen nicht mehr detektiert werden. Ein weiteres Anwendungsbeispiel sind sehr stark verschmutzte Flüssigkeiten, die aufgrund einer Partikelüberkonzentration ohne Verdünnung eine hohe Koinzidenzquote aufweisen würden.

Das PAMAS S50DP ist mit einer verschleißresistenten Keramik-Kolbenpumpe ausgestattet. Die Pumpe sorgt für eine konstante Durchflussgeschwindigkeit von 25 ml/min im Druckbereich 0 bis 6 bar. Der Partikelzähler verfügt über acht Größenkanäle und kann so die Partikelanzahl in acht Größenklassen erfassen. Das PAMAS S50DP misst die Partikelgrößen > 4 µm(c), > 6 µm(c), > 10 µm(c), > 14 µm(c), > 21 µm(c), > 25 µm(c), > 38 µm(c) und > 70 µm(c). Der integrierte Sensor PAMAS HX wird im Einklang mit der Norm ISO 11171 kalibriert und misst Flüssigkeiten mit einer Konzentration von bis zu maximal 24.000 Partikeln pro Milliliter bei einer Koinzidenzquote von 7,8%.

Für die Datenübertragung stehen dem Anwender digitale und analoge Schnittstellen zur Verfügung. Zur Basisausführung gehört eine RS 485-Schnittstelle, mit der die Daten störungssicher digital an einen PC übertragen werden können. Die optionale analoge Schnittstellenfunktion per  4-20 mA-Kanal kann für die Übertragung von Daten zur SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) verwendet werden. Das PAMAS S50DP wird somit zu einem effizienten Messinstrument für die gesamte Zustandsüberwachung.

Für die Auswertung der Messdaten bietet PAMAS zwei Erfassungs- und Auswertungs-programme an: Mit der Software PAMAS POV (PAMAS Online Visualisation) können langfristige Trendanalysen erstellt werden. Die Software PAMAS PCT (PAMAS Component Test) ermöglicht die Onlineüberwachung von Bauteilen in Industrieanlagen und Komponentenprüfständen. Mit Hilfe der Softwareprogramme können die Messergebnisse entsprechend gängiger Reinheitsklassenstandards (z.B. gemäß ISO 4406 oder SAE AS 4059) dargestellt werden. Zudem können die Messparameter mit der Software programmiert und so an die jeweilige Anwendung angepasst werden.

Auf der Hannovermesse 2015 stellt PAMAS den neu entwickelten Partikelzähler PAMAS S50DP in Halle 23 (Stand A49) aus.