SDM2-Schlammdichtemessung mit Ultraschall

Die Schlammdichtemessung arbeitet nach dem Prinzip der Dämpfungsmessung von Ultraschallwellen mit Reflexion an der Rohr- oder Behälterwand.
Standardmäßig wird mit einem Sensor mit einer Frequenz zwischen etwa 1 MHz ...2 MHz und einem Messumformer gearbeitet. Nur in Fällen extrem großer Dämpfung der Ultraschallwellen durch sehr hohen Feststoffgehalt oder bei Messungen in sehr großen Behältern, kann ein Sensor mit niedriger Resonanzfrequenz notwendig sein.
Der Begriff Schlammdichte umfasst hier gelöste Festsstoffe (suspended solids) in Flüssigkeiten. Die Feststoffe können mineralischer oder organischer Art sein. Die Messung ist unabhängig von Farbstoffen. Ein Vergleich mit Standards der optischen Trübungsmessung direkt ist nicht möglich.
Im konkreten Einsatzfall ist in der Regel eine Kalibrierung mit einem Testlösung, deren Feststoffgehalt gravimetrisch bestimmt wird notwendig. Mit klarer Flüssigkeit (Flüssigkeit ohne Feststoffe) wird ein Endpunkt der Kalibrierkurve ermittelt.
Die Funktionsprüfung der Messeinrichtung kann bei befüllter Leitung erfolgen aber auch in einem kleinem Gefäß (Eimer).

Messung an Rohren:

Die Rohrnennweiten können ab etwa DN 25 bis DN 1000 betragen. In Stahlbehälter beträgt die maximal mögliche Messweite bei der Messung durch die Behälterwand mehrere Meter. Durch die Montage eines Reflexionsbleches aus Metall, ist praktisch in allen Behältern oder offenen Becken die Bestimmung der Schlammdichte möglich.

Die messbare (auswertbare) Schlammdichte bzw. deren Änderung kann zwischen 0,01 bis etwa 50 g (Trockensubstanz)/ Liter Wasser betragen. Je nach Rohrgeometrie und Strömungsverhältnisse können die Messgrenzen nach oben oder unten abweichen. Die angegebene Feststoffkonzentration bezieht sich auf Kalkmilch. Bei größeren Partikeln (Sand oder Kies) ist die obere Messgrenze wesentlich höher.
Sollen Feststoffgehalte bis ca. 150 g (TS) /Liter Wasser gemessen werden ist eine hochauflösende Frequenzmessung (invertierender Frequenzmesser) notwendig.

Bei Metallrohren wird vorzugsweise in Einschweißhülsen (mit Innengewinde zur Sensorbefestigung) gearbeitet. Bei Kunststoffrohren oder auch bei Metallbehältern kann in Sonderfällen von außen durch die Wand gemessen werden (die Montage erfolgt durch entsprechende Schellen).

Anwendungen sind die Schlammerwachung in Klärwerken, die Messung von Industrieschlämmen, Messung von Trüben bei der Rohstoffaufbereitung, die Kontrolle von Flockungsbecken, die Überwachung von Melasse usw.

Messung am Behältern mit schrägen Wänden:

Eine Messmöglichkeit zur Schlammdichtmessung an Absetztrichter oder Behälter mit schräger Wand: Im Abzugstrichter wird ein Rohrstutzen schräg eingeschweißt. Die Rohrachse muss zur gegenüberliegenden Wand senkrecht (90°) stehen. Somit ist eine Reflexion gewährleist. Der Rohrstutzen sollte möglichst kurz sein. Darauf wird ein Kugelhahn (Durchmesser mindestens 1“ oder 25 mm, besser 1,5“ oder 2“) befestigt. Der Ausgang wird mit der
Sensorbefestigung verschraubt (Innengewinde auf der Sensorseite
zur Sensoraufnahme). Wichtig ist der freie Durchgang für den Ultraschall.
Zur Messeinrichtung gehört der Sensor SDM + Messumformer zur Frequenzmessung.

Sind die Platzverhältnisse beschränkt, kann der Sensor und die Sensorelektronik in getrennter Form geliefert werden.

Vorteile der Messung:

- Berührungslose Produktüberwachung
- Totraumfreie Überwachung von Rohrleitungen
- Keine Reinigungsprobleme
- Kein Druckabfall und ohne Querschnittsverengung
- Universell anwendbar als Pumpenschutz, zur Blasen- und Schaumdetektion
und als Leerlaufkontrolle für Behälter
- Überwachung von Reinigungsprozessen

Ausführungsformen Schlammdichtemeter SDM2:

Die Konfiguration der Schlammdichtemessung besteht aus einem Ultraschallsensor zur in-line Messung, der Sensorelektronik und einem Messumformer.
Neben der Kompakt-Version SDM2-C gibt es die getrennten Versionen SDM2-S und SDM2-SM. Mit der Eintauch-Version SDM2-T mit fest montierten Reflektorblech und Tauchstangekönnen Becken ausgerüstet werden.
Für Anlagenbauer ist die low-cost Version SDM2-OEM gedacht.