Mit dem Messgerät quer durch die Fabrik

Bild 1: Die Funktionskontrolle und Kalibrierung von Emissionsmessgeräten in der Industrie verlangt oft nach mobiler Messtechnik.Föhrenbach Analytics

Die in Produktionsprozessen entstehenden Emissionen zu überwachen und innerhalb vordefinierter Grenzen zu halten, gehört zu den fundamentalen Aufgabe für Industrieunternehmen. Dabei sind die Einsatzorte für die Messungen nicht immer komfortabel zu erreichen. Der Kalibriergasgenerator Hovacal Digital MF von IAS erleichtert das Kalibrieren von Gasanalysatoren durch sein spezielles Messverfahren mit integrierter Durchflussmessung. Bei der Wahl des Gehäuses fiel die Wahl auf die Santox-Serie, die für die Applikation vorteilhafte Eigenschaften und Merkmale aufweist.

Bild 2: Der Kalibriergasgenerator von IAS ist in das funktionelle und kompakte Santox-Gehäuse eingebaut.Föhrenbach Analytics

Dazu zählen laut dem Hersteller Mobilität, Stabilität, Handlichkeit, Raumökonomie und ein ansprechendes äußeres Erscheinungsbild. Santox ist der Markenname für die funktionellen Gehäusesysteme von Föhrenbach Analytics. Das Unternehmen in Löffingen-Unadingen sieht sich aber nicht nur als Gehäuselieferant. Es offeriert zusätzlich weitere Dienstleistungen wie das Verpacken von Elektronikanwendungen. Einsatzgebiete sind hier Anwendungen im industriellen Sektor.

Der erste Schritt

Das Unternehmen fokussiert sich auf durchgängige Systemlösungen. Das bedeutet: Bereits ab dem ersten Kundengespräch beginnt man gedanklich und per Handskizzen damit, die einzelnen Komponenten der Applikation platzsparend und funktionell anzuordnen. Dies bildet die Basis für die spätere CAD-Konstruktion der Gehäuse. Kein Kubikzentimeter Raum soll dabei verschwendet werden: Schließlich will Santox Geräte und Systeme fit für den mobilen Einsatz machen. Und da gilt nahezu immer die Devise: So klein wie möglich und dabei groß genug für die optimale Bedienung und das richtige inwendige Klima.

Stiefkind Gerätekoffer

Beim Betrachten des Marktes für transportable Gehäuse zeigt sich, dass sich praktisch keiner der renommierten Anbieter wirklich darauf spezialisiert hat. Selbstverständlich findet man bei fast allen Zubehörteile wie Aufstellfüße, Stapelhilfen, Griffe, Tragebügel etc. Diese dienen allerdings nur der Erweiterung eines bereits bestehenden Gehäuse-Standard-Programms. Ein ausgeklügeltes Baukastensystem jedoch, das sich voll und ganz auf die besonderen Herausforderungen mobiler Anwendungen konzentriert und darauf flexible Antworten gibt, ist eher nicht zu finden. Auch die Geräte- und Präsentationskoffer aus Kunststoff bilden dabei keine Ausnahme; sie sind meist aus dem Reisegepäckgenre abgeleitet – was sich oft schon in den verwendeten, sehr einfachen Beschlagteilen widerspiegelt.

Santox richtet sich an mobile Applikationen, die qualitativ hochwertige Gehäuse verlangen. Dies gilt sowohl für die Familie der Aluminiumgehäuse S2000, als auch für die – in Vakuum-Tiefziehtechnik hergestellten – Kunststoffgehäuse-Serie S6000. Föhrenbach Analytics bezeichnet seine Produkte auch nicht als Koffer sondern als mobile Gehäusesysteme.

Dreidimensionales Puzzle

Eine mögliche Anwendung liegt im Einsatz in Kalibriergasgeneratoren. In diesem Beispiel kam als mobile Gehäuselösung nur die Serie S2000 in Frage – auch deswegen, weil das Messgerät selbst kundenseitig als 19-Zoll-Baugruppenträger aufgebaut ist. Die S2000-Baureihe – bereits 1998 IF Design Award Winner – weist einen durchgängig modularen, flexiblen und fein abstufbaren Aufbau aus doppelwandigen Aluminiumprofilen auf. Neben hoher Stabilität hat es den Vorteil, dass man beispielsweise Leitungsführungen unsichtbar verlegen kann. Darüber hinaus nimmt die innere Wand auch alle Halterungen für Komponenten, Trägerelemente, Befestigungswinkel etc. auf, so dass sich das Gehäuse nach außen in ansprechenden glatten Design präsentiert.

Im Dialog mit dem Kunden definierte man die Anforderungen an die mobile Behausung für den Kalibriergasgenerator:

• sehr robustes und stabiles Gehäuse für den industriellen Einsatz,
• Befestigungselemente für standardisierte 19-Zoll-Baugruppenträger,
• abschließbar gegen äußeres Manipulieren des Messzyklus (gegebenenfalls mit Sicherheitsschließung),
• hohe Mobilität, da das Gerät auch an unzugänglichen Orten zum Einsatz kommt, wie in Chemiewerken im oberen Bereich von Kolonnen,
• preisgünstige Fertigung für mittlere Losgrößen (ungefähr 15 bis 100 Stück),
• der Qualität des Messverfahrens entsprechendes, sauber geordnetes Unterbringen des Zubehörs wie Anschlussschläuche, Kabel, Verdampfer.

Bild 3: Das Prinzip des aus drei Ebenen bestehenden Gehäuses mit der rückseitigen Aufnahme für den Verdampfer und der frontseitigen Aufnahme für den 19-Zoll-Baugruppenträger.Föhrenbach Analytics

Mit diesen Vorgaben startete in der Konstruktionsabteilung das dreidimensionale Puzzle für die raumökonomische Platzierung aller Komponenten. Sie führte zu einer Lösung in drei Ebenen (Bild 3): Der Gehäuseebene mit 19-Zoll-Aufnahmelementen für das Messgerät, inklusive aller erforderlichen Durchbrüche und Einbauten für den Netzanschluss etc., der vorderen Abdeckung, die wohl geordnet alle Zubehörteile aufnimmt und der rückseitigen Abdeckung. In dieser ist die Verdampfereinheit passgenau untergebracht. Während des Betriebs stellt man sie getrennt vom Messgerät auf (Bild 4). Die dafür am Verdampfer erforderlichen Flansche konstruierte Santox als Dienstleistung gleich mit.

Bild 4: Für sicheren und geschützten Transport wurde der Verdampfer plus Zubehör in die rückseitige Geräteabdeckung hineinkonstruiert.Föhrenbach Analytics

Alternativ lässt sich für den Transport des Systems an unzugänglichen Stellen, die beispielsweise über Leitern zugänglich sind und deshalb beide Hände erfordern, ein Tragegurt am Gehäuse anklipsen.

Der Kalibriergasgenerator

Der Hovacal digital MF vom Frankfurter Hersteller IAS ist ein kompakter Kalibriergasgenerator mit integrierter Durchflussmessung als Standard zum Überprüfen von Emissionsmesssystemen für Gase und Dämpfe. Die dabei verwendete Technologie des dynamischen Verdampfens wässriger Lösungen bietet dann entscheidende Vorteile, wenn Prüfgase kritischer Komponenten, wie Chlorwasserstoff, Quecksilberverbindungen oder Ammoniak vorhanden sind. Es entsteht dabei ein heißes Gasdampfgemisch, welches insbesondere durch den Wasserdampfgehalt kaum Absorptionseffekte zeigt.

Bild 5: Das Funktionsprinzip des Hovacal Digital MF, der durch die integrierte Durchflussmessung besonders für mobilen Einsatz geeignet ist.Föhrenbach Analytics

Trockene Prüfgase aus der Druckgasflasche hingegen weisen lange Einlaufzeiten und starke Memory-Effekte auf. Durch eine im Gerät integrierte, innovative Durchflussmesstechnik für Flüssigkeiten (Bild 5) kann man auf das gravimetrische Messen durch eine beigestellte Waage verzichten, ohne dass sich dadurch Nachteile bezüglich der erreichbaren Genauigkeit ergeben. Durch das Verzichten auf eine Waage und die kompakte Bauweise ist der Kalibriergasgenerator auch an Einsatzorten verwendbar, die sich klassischen Verfahren entziehen. Für die Prüfung fördert eine Peristaltikpumpe, die auf der Frontplatte des Baugruppenträgers montiert ist, die Reagenzflüssigkeit in den separat aufgestellten Verdampfer. Hier wird ein Gas-Dampfgemisch der jeweils dosierten Komponente erzeugt.

Die schnelle Ansprechzeit der Durchflussmessung ermöglicht es, von dem gesteuerten in den geregelten Betrieb zu gehen. Das heißt, die gewünschte Konzentration Wasserdampf oder einer gelösten Komponente, wie Chlorwasserstoff, regelt man auf den Sollwert. Das Gerät verfügt über zwei bis vier Gaskanäle zum Verdünnen und Mischen von trockenen Prüfgasen. Dadurch kann eine Linearitätsprüfung von Emissionsmesssystemen auch für trockene Komponenten erfolgen. Außerdem ist die definierte Befeuchtung von Prüfgasen möglich, um Querempfindlichkeiten von Analysatoren zu ermitteln oder die Effektivität von Gaskühlern zu testen.

Beziehungen stärken

Zusätzlich bietet Föhrenbach Analytics seinen Kunden weitere Leistungen im Rahmen der Santox-Produkte an. Beispielsweise sind dies mechanische Bearbeitungen aller Art, Beschriften, elektrisches Ausbauen, Funktionsprüfung, Rechnerintegration, Beschaffen und Überwachen aller Bauteile eines Komplettsystems, 2- und 3D-Konstruktion mit Exportfunktion, Herstellen von Kunststofftiefziehteilen und maßgeschneiderter PE-Schaumstoffteile, Wärmemanagement der Elektronik und andere. Dabei kooperiert das Unternehmen gezielt mit Netzwerkpartnern bei Leistungen, die das eigene Portfolio nicht abgedeckt. Ende des Jahres plant Föhrenbach Analytics die Vorstellung von zwei innovativen mobilen Gehäusefamilien.

(rao)