Messung und Kontrolle bei der Verschmutzungsüberwachung

Messung und Kontrolle

Was versteht man unter Beta-Bewertung?

Die Beta-Bewertung ist die in der Industrie am häufigsten verwendete Bewertung für Filter. Sie stammt aus der Multi-Pass-Methode zur Bewertung der Filtrationsleistung (ISO 16889:1999).

Die Beta-Einstufung selbst bezieht sich auf die Filtrationseffizienz. Sie sollte jedoch immer in Zusammenarbeit mit der absoluten Einstufung verwendet werden, um zu verstehen, welche Verunreinigungen im System wahrscheinlich sind. Die nachstehende Tabelle enthält Richtlinien.

Wenn Sie wissen, wie viele Partikel sich vor Ihrem Filter befinden, können Sie anhand der oben genannten Werte berechnen, wie viele Partikel auf der nachgeschalteten Seite erscheinen.

Beispielsweise bedeuten 1.000 Partikel einer bestimmten Größe stromaufwärts bei einem Beta-Verhältnis von 20 (95% Wirkungsgrad), dass 50 Partikel davon nicht vom Filter aufgefangen werden.

Eine Beta-Kennzahl gibt weder einen Hinweis auf die Schmutzaufnahmekapazität, noch berücksichtigt sie die Stabilität oder Leistung im Laufe der Zeit. Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass der Mikron-Wert eines Filters nicht alle Partikel auffängt, die größer als diese Größe sind, hauptsächlich aufgrund von Beschränkungen wie Messtechnik, Materialtechnologie und Kostenauswirkungen. Das Beta-Verhältnis ist für alle Partikelgrößenbereiche gleich.

Was ist der Unterschied zwischen nominalen und absoluten Nennwerten?

Nennwerte auf Filtern sind Mikronwerte, die vom Hersteller für Filter angegeben werden. Sie beziehen sich auf den typischen oder durchschnittlichen Mikrometerwert des Filters. Das bedeutet nicht, dass sie keine Partikel durchlassen, die weit über dem Nennwert liegen. Der Wirkungsgrad ist geringer als bei einem absoluten Filter, so dass Sie bei dieser Art von Filterelement mit einer längeren Reinigungszeit rechnen müssen.

Absolute Werte geben die Größe des größten Partikels an, der den Filter passieren kann. Dies ist ein sehr viel zuverlässigeres Mittel zur Beurteilung eines Filters für eine bestimmte Anwendung, da seine Leistung besser reproduzierbar ist.

Allerdings gibt es derzeit keine standardisierten Testmethoden zur Bestimmung dieses Wertes.

Das Beta-Verhältnis ist nach wie vor die am häufigsten verwendete Methode zur Spezifizierung und Auswahl von Filtern.

Welche Systembedingungen können die Effizienz meiner Filter beeinflussen?

Die einfache Antwort auf diese Frage lautet: viele. Die Filtereffizienz kann durch Änderungen der Viskosität, der Flüssigkeitshomogenität und der elektrischen Leitfähigkeit stark beeinflusst werden, um nur einige zu nennen. Die Industrie fordert derzeit mehr Standards und Normen für Prüfverfahren. In den letzten Jahren haben einige Gruppen aufgrund des breiten Spektrums an Flüssigkeiten ihre eigenen Normen für Prüfverfahren usw. geschaffen, wie z. B. die Automobil-, Trinkwasser- und Pharmaindustrie.

Bei der Auswahl von Filtern ist es wichtig, die Beta- und Absolutwerte zu kennen, damit man weiß, wie groß die größte Partikelgröße im System sein sollte. Kombiniert man dies mit einem APC, kann man die Anzahl der Partikel einer bestimmten Größe im System quantifizieren und mit der Qualitätskontrolle beginnen. Mehrere in Reihe geschaltete Filter verbessern oft die Sauberkeit eines Systems, ebenso wie die Expositionszeit.

Welche Systembedingungen können die Effizienz meiner Filter beeinflussen?

Die Logik würde vorschreiben, dass man seine Filter wechselt, wenn die Sauberkeit des Systems über das nutzbare Maß hinaus ansteigt, und das ist bis zu einem gewissen Grad auch richtig. Aber in Wirklichkeit werden die meisten Filter effizienter, wenn sie voller werden. Der Hauptgrund für die meisten Menschen, ihre Filter zu wechseln, ist wahrscheinlich der Durchfluss.

Je mehr der Filter verstopft ist, desto geringer ist die Durchflussmenge und desto größer ist der Druckunterschied. Die meisten Filter können mit Differenzdruckanzeigern ausgestattet werden, mit deren Hilfe Sie feststellen können, wann sie gewechselt werden müssen. Für eine optimale Leistung bietet ein automatischer Partikelzähler in Verbindung mit einem Durchflussmesser hinter den Filtern den höchsten Grad an Genauigkeit.

Messung und Kontrolle Partikelzählung

Wie funktionieren die automatischen Partikelzähler?

Meistens nach dem Prinzip der Lichtextinktion, aber es gibt auch einige andere Technologien auf dem Markt. Wenn ein Partikel das Licht blockiert, führt dies zu einem messbaren elektrischen Signal, das der Größe des Partikels zugeordnet werden kann. Kombiniert man dies mit einem bekannten sensorischen Volumen, kann die Menge jeder Größe bestimmt werden.

Wie man korrekte Tests und Analysen mit Partikelzählern durchführt.

Wie alle Partikelzähler beruhen sie auf der statistischen Analyse eines Flüssigkeitsvolumens, um ein Ergebnis im internationalen Standardformat zu erhalten. Wenn ein Partikelzähler eine Flüssigkeit misst, wird in der Regel nur ein Teil des gesamten Systemvolumens abgetastet, und hierin liegt eine Fehlerquelle pro Testergebnis. Wenn man dann noch die nicht quantifizierbaren Schwankungen der Flüssigkeitshomogenität und andere Faktoren hinzunimmt, wird schnell klar, dass ein statistischerer Ansatz erforderlich ist. Wenn Sie mehr als einen Test pro Tag durchführen, empfehlen wir Ihnen, die Tests in gleichmäßigen Abständen durchzuführen, um ein möglichst klares Bild davon zu erhalten, wie sich Ihr Prozess im Laufe des Tages und vielleicht sogar im Laufe einer Woche oder eines Monats verändert.am häufigsten nach dem Prinzip der Lichtextinktion, aber es gibt auch einige andere Technologien auf dem Markt. In der Regel wird ein Lichtstrahl durch die Probenflüssigkeit projiziert. Wenn ein Partikel das Licht blockiert, führt dies zu einem messbaren elektrischen Signal, das zur Größe des Partikels in Beziehung gesetzt werden kann. Kombiniert man dies mit einem bekannten sensorischen Volumen, kann die Menge jeder Größe bestimmt werden.

Online-Probenahme gegen Offline-Probenahme

Der größte Unterschied besteht darin, dass man Flüssigkeit aus einem System entnimmt, anstatt in Echtzeit zu messen. Eine Online-Messung bedeutet, dass Sie das tatsächliche Verhalten des Systems in Echtzeit sehen, während die Offline-Probenahme einer Reihe von Variablen ausgesetzt ist, bevor die Flüssigkeit durch den Partikelzähler fließt. Dies kann zu Fehlern führen, wenn nicht darauf geachtet wird. Aus praktischer Sicht sind manche Systeme nicht mit Testpunkten ausgestattet, was zu bestimmten Entscheidungen über die Art der Flüssigkeitsanalyse führen kann.

Die Bedeutung von detaillierten Zählungen

Die ausschließliche Verwendung und Analyse internationaler Berichtsformate vermittelt kein wahrheitsgetreues Bild davon, ob ein System unter Kontrolle oder außer Kontrolle ist.

Obwohl alle internationalen Formate auf einer soliden Skalierungsmethode beruhen, reagieren sie alle empfindlich auf eine Änderung von nur einer Zählung bei einer beliebigen Konzentration. ISO 14 bedeutet zum Beispiel, dass sich zwischen 80 und 160 Partikel einer bestimmten Größe in Ihrem System befinden. Ändert sich die Konzentration im System auf 161, gibt der Partikelzähler ein Ergebnis von ISO 15 aus. Sinkt die Anzahl dagegen auf 79, so lautet das Ergebnis ISO 13.

Die Frage ist, ob eine Änderung der Partikelzahl eine Entscheidung rechtfertigt, Maßnahmen zu ergreifen oder nicht. Es ist zu überlegen, ab welchem Punkt die kumulative Wirkung einen Unterschied in der Funktion des Systems macht.

Es ist zwar einfach, willkürlich Grenzwerte festzulegen, aber wir müssen uns darüber im Klaren sein, wie nahe wir an deren Überschreitung sind. Wenn ISO 14 die Obergrenze für die Kontamination ist und das System auf keinen Fall ISO 14 überschreiten darf, dann wäre es nicht sehr verantwortungsvoll, unwissentlich mit 99 % oder sogar 80 % der oberen Kontrollgrenze zu arbeiten (jedenfalls nicht über einen längeren Zeitraum).

Obwohl internationale Berichtsformate nützlich und in vielen Fällen praktisch geeignet sind, ist es immer gut, die Bedeutung detaillierter Zählungen zu verstehen, um sich ein klareres Bild von der Situation zu machen und erreichbare Kontrollgrenzen festzulegen.

Welche Faktoren können die Ergebnisse der Partikelzähler beeinflussen?

Bei der Verschmutzungsüberwachung können mitgerissene Blasen (in der Regel Luft oder Wasser) in einer Flüssigkeit zu instabilen Messwerten führen, da die winzigen Blasen vom Sensor im Produkt "gesehen" werden können. Bei Systemen mit starker Belüftung kann dies zu einem höheren Verschmutzungswert führen, als normalerweise zu erwarten wäre, so dass das Vertrauen in die Systemleistung fraglich sein kann. Darüber hinaus können auch Online- und Offline-Probenahmen Auswirkungen haben, da die Flüssigkeit aus dem System entnommen wird, und es ist daher immer möglich, dass Sie durch die Entnahme den natürlichen Zustand der Flüssigkeit verändern.

Es hängt alles davon ab, wie kontrolliert Ihr System sein soll. Schmutzigere Systeme können in der Regel eine größere Variabilität der Ergebnisse verkraften und sind daher nicht so kritisch in der Art und Weise, wie sie kontrolliert werden müssen. Wenn möglich, würden wir immer empfehlen, die Flüssigkeit direkt aus dem System zu analysieren, um möglichst repräsentative Daten zu erhalten.

Was ist ein automatischer Partikelzähler?

Automatische Partikelzähler (APC) sind Geräte, die die Größe und Menge der Partikelverschmutzung in Flüssigkeiten quantifizieren. Einige Produkte verfügen über sekundäre Funktionen wie die Möglichkeit, Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt zu messen. Sie geben die Ergebnisse normalerweise in internationalen Standardformaten aus (AS4059E usw.), und in den meisten Fällen können die Daten der Geräte gespeichert und für die laufende Analyse eines Systems abgerufen werden. Sie werden derzeit in zwei verschiedene Kategorien unterteilt: tragbare und Inline-Geräte.

Automatische Partikelzähler gibt es seit den 1960er Jahren. Das Prinzip, nach dem sie arbeiten, ist ihrem ursprünglichen Konzept treu geblieben, aber im Laufe der Zeit wurden sie mit Methoden wie der Linsen- und Lichtquellentechnologie weiterentwickelt. In der Vergangenheit wurde die Partikelzählung immer mit einer ziemlich strengen und ausgedehnten Methode wie der optischen Mikroskopie durchgeführt, bei der die Partikelkonzentration physisch gezählt wurde. Mit der Zeit und der steigenden Nachfrage nach dieser Art von Daten wurde eine neue Technologie benötigt. Für den Benutzer war die automatisierte Partikelanalyse praktischer und kostengünstiger.

Messung & Kontrolle Feuchtemessung

Wie funktionieren Feuchtigkeitssensoren in Öl?

Feuchtigkeitssensoren, RH% oder ppm arbeiten in der Regel mit einer kapazitiven Methode, bei der ein Dielektrikum zwischen zwei Metallplatten eingeklemmt wird. Verschiedene Substanzen wie Luft, Öl und Wasser haben spezifische dielektrische Werte, die eine Kalibrierung des Sensors ermöglichen. Der dielektrische Wert von Wasser beträgt zum Beispiel 80. Der dielektrische Wert des Polymersensors liegt bei etwa 3. Die Änderung des gemessenen Dielektrikums ermöglicht die Ermittlung eines Prozentwertes. Liegt die Dielektrizität beispielsweise bei 45, beträgt der RH%-Wert ~58%.

Wichtig ist, dass alle Feuchtigkeitssensoren in Öl Gefahr laufen, beschädigt zu werden, wenn sie längere Zeit freiem Wasser ausgesetzt sind. Derzeit gibt es keine wirtschaftliche Technologie, die speziell für die Messung von Feuchtigkeit in Flüssigkeiten geeignet ist. Durch Tests und Entwicklung können jedoch Sensoren, die für den Einsatz in Luft konzipiert sind, übernommen und eingesetzt werden. Wir empfehlen, bei der Festlegung von Alarmgrenzen für den Feuchtigkeitsgehalt eine geeignete Vorkontrolle durchzuführen. Dies ist sowohl für den Sensor als auch für das System von Vorteil. Bei der Analyse Ihres Systems/Prozesses sollten Sie einige Feuchtemessungen vornehmen und fundierte statistische Methoden anwenden, um die Leistungsfähigkeit Ihres Systems zu ermitteln.

Was ist die relative Luftfeuchtigkeit (RH%)?

Die relative Luftfeuchtigkeit (RH%) beschreibt die Menge des Wasserdampfes in einer Hydraulikflüssigkeit. Wenn der Dampfgehalt bis zu einem Punkt ansteigt, an dem er aus der Flüssigkeit kondensiert, wird dies als "Sättigung" oder "freies Wasser" bezeichnet. Im verdampften Zustand ist das Wasser gelöst und für das System von geringer Bedeutung. Sobald es gesättigt ist, liegt das Wasser in Form kleiner Wassertröpfchen vor.

Ein gesättigtes System ergibt einen RH-Wert von 99%/100%. Im Allgemeinen ist eine relative Luftfeuchtigkeit von 30% bis 70% typisch für ein hydraulisches System. Die Schwankung des Messwerts hängt meist mit den Änderungen der Umgebungstemperatur zusammen. So sind im Winter höhere RH-Werte zu erwarten als in den Sommermonaten. Zu wenig Wasser in einem hydraulischen System gibt es nicht. Halten Sie den Feuchtigkeitsgehalt immer so niedrig wie möglich, und lassen Sie kein freies Wasser in Ihren Prozessen zu!

Was ist der Unterschied zwischen Teilen pro Million und RH%?

Bei verantwortungsbewusster Anwendung und richtiger Qualitätskontrolle sind sowohl ppm als auch RH% ausgezeichnete Methoden zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts in Hydraulikflüssigkeiten. Bei MP Filtri haben wir uns für die Standardisierung auf RH% entschieden, da wir damit unseren Kunden ein Höchstmaß an Flexibilität und Service bieten können.

Um den ppm-Wert erfolgreich für eine Vielzahl von Flüssigkeiten zu verwenden, müsste man für jedes einzelne Öl eine Sättigungskurve testen und validieren. Angesichts der schieren Anzahl der in der Industrie verfügbaren Flüssigkeiten kann dies zu einer nicht enden wollenden Aufgabe im Labor werden. Berücksichtigt man dann noch unvorhersehbare Fehler aufgrund von Änderungen der Flüssigkeitschemie in der realen Umgebung, hat man ein ziemlich komplexes Problem zu lösen.

Die Ausgabe von RH% hingegen hat dieses Problem nicht. Da es sich um ein Maß für den Sättigungsgrad handelt, muss es nicht für bestimmte Flüssigkeiten kalibriert werden, wie z. B. Teile pro Million. Solange Sie gleichzeitig die Temperatur messen (in der MP Filtri-Sensortechnologie eingebaut), können Sie Systeme vergleichen, indem Sie dieselbe Bezugsposition (Sättigung) verwenden.

Beispiel

Der Sättigungspunkt einer brandneuen Flüssigkeitsprobe in Teilen pro Million wird im Labor mit 800 ppm (100 % RH) bestätigt. Der Ingenieur installiert einen Feuchtigkeitssensor in einem System, das dieselbe Flüssigkeit enthält, und legt einen Alarmgrenzwert von 640 ppm (80 % RH) fest. Der Prozess wird in Gang gesetzt und der anfängliche Sensormesswert beträgt 400 ppm (50 % RH). Alles ist in Ordnung.

Nehmen wir nun an, dass Echtzeitveränderungen in der chemischen Zusammensetzung der Flüssigkeit aufgrund von Verschleiß dazu führen, dass der Sättigungspunkt auf 420 ppm sinkt, der Systemmesswert jedoch bei 400 ppm bleibt. Der Bediener wird wie gewohnt weiterarbeiten, und der Alarm für die obere Kontrollgrenze (640 ppm) wurde nicht erreicht. Was der Bediener nicht weiß, ist, dass das System jetzt bei einer Sättigung von 95 % läuft, was gefährlich nahe an dem im Prozess vorhandenen freien Wasser und über dem im Alarm festgelegten Schwellenwert von 80 % liegt. Bedenken Sie, dass Sie freies Wasser im System haben müssen, damit der Alarm ausgelöst wird! Dies ist ein unkontrollierbarer Prozess, und die einzige Möglichkeit, ihn in den Griff zu bekommen, besteht darin, den Sättigungspunkt von Proben zu validieren, die während der gesamten Lebensdauer des Systems in bestimmten Abständen entnommen werden.

Hätte der Ingenieur von Anfang an RH% verwendet und das obige Beispiel gegeben, wäre der Alarm ausgelöst worden, wenn der Sättigungspunkt der Flüssigkeit auf 625ppm (100%) gesunken wäre. Die Alarmgrenze bliebe bei 80 % r.F., aber der entsprechende ppm-Wert läge jetzt bei 500.