Messen, Steuern Und Regeln in Der Chemischen Technik: Band II Betriebsmeßtechnik II Messung Von Stoffeigenschaften Und Konzentrationen (Physikalische

ISBN-13: 9783642474750 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 673 str.

J. Hengstenberg; B. Sturm; O. Winkler

Spis treści

1. Optische Betriebsanalysengeräte..- 1.1. Absorptionsphotometer.- 1.1.1. Allgemeine Grundlagen.- 1.1.2. Photometer für den Bereich 200 bis 2500 nm (UV-, vis-, NIR-Bereich).- 1.1.3. Photometer für den Wellenlängenbereich 2500 bis 15000 nm (IR-Bereich).- 1.2. Sonstige optische Betriebsgeräte.- 1.2.1. Reflexionsphotometer.- 1.2.2. Optische Trübungsmesser.- 1.2.3. Fluoreszenzphotometer.- 1.2.4. Laser-Photometer.- 1.2.5. ATR-Photometer.- 1.2.6. Betriebsrefraktometer.- 1.3. Optische Analysatoren, die auf einer im Meßgut erzeugten Strahlung beruhen.- 1.3.1. Emissionsphotometer.- 1.3.2. Chemolumineszenzphotometer.- 1.4. Kombinierte Systeme.- 1.4.1. Gasanalyse.- 1.4.2. Flüssigkeitsanalyse.- 2. Gasanalyse mittels Paramagnetismus..- 2.1. Physikalische Grundlagen der magnetischen Sauerstoffmessung.- 2.2. Methoden der magnetischen Sauerstoffmessung.- 2.2.1. Die magnetische Drehwaage.- 2.2.2. Thermomagnetische Sauerstoffmessung.- 2.2.3. Sauerstoffmessung auf der Grundlage des Quincke-Effekts.- 2.3. Anwendung der magnetischen Sauerstoffmessung.- 2.3.1. Rauchgasüberwachung.- 2.3.2. Sauerstoffmessung in der chemischen Verfahrenstechnik.- 2.3.3. Eichung und Nachprüfung der Geräte.- 3. Gasanalyse durch Messung der Wärmeleitfähigkeit..- 3.1. Physikalische Grundlagen.- 3.2. Messung der absoluten Wärmeleitfähigkeit von Gasen.- 3.3. Meßprinzip des Wärmeleitgerätes als Gasanalysator.- 3.4. Abhängigkeit von Brückenstrom und Temperatur.- 3.5. Erhöhung der Spezifität durch Differenzmessung.- 3.6. Wichtige Anwendungen und kommerzielle Geräte.- 3.6.1. Siemens-Wärmeleitgeräte.- 3.6.2. Der „Caldos 4T“ von Hartmann & Braun.- 3.6.3. Das „Thermatron“ vom MSA.- 3.6.4. Wärmeleitanalysator 7866 von Leeds und Northrup.- 4. Messung der Wärmetönung zur Gasanalyse und Brennwertbestimmung..- 4.1. Grundsätzliche Möglichkeiten zur Prozeßanalyse durch Ausnutzung einer Wärmet önung.- 4.2. Wärmetönungsgeräte zur Prozeßanalyse.- 4.3. Gaswarngeräte zum Nachweis brennbarer Stoffe in Luft (Explosionsschutz)..- 4.3.1. Aufgabe von Gaswarngeräten.- 4.3.2. Funktion und Eigenschaften von Gaswarngeräten.- 4.3.3. Ausführungsformen.- 4.3.4. Errichtung und Betrieb von Gaswarnanlagen.- 4.3.5. Anwendungsbeispiele. Erfahrungen.- 4.4. Gaswarngeräte zum Nachweis toxischer Stoffe.- 4.4.1. CO-Messer von Dräger.- 4.4.2. CO-Warngerät 730 P von Auer.- 4.4.3. Gaswarngeräte von Sieger.- 4.5. Automatisches Gas-Kalorimeter..- 4.5.1. Definition der Meßgröße und Meßprinzip.- 4.5.2. Funktionsweise des Gaskalorimeters.- 4.5.3. Besondere Funktionskriterien.- 4.5.4. Die Eichung des Gaskalorimeters.- 4.5.5. Sicherheitseinrichtungen.- 4.5.6. PTB-Anforderungen an die Aufstellungsräume.- 4.6. Automatisches Wobbezahlmeßgerät..- 4.6.1. Definition der Meßgeräte und Meßprinzip.- 4.6.2. Funktionsweise.- 4.6.3. Sicherheitseinrichtungen.- 5. Stoffanalyse durch Messung der Dichte..- 5.1. Begriffsbestimmungen.- 5.2. Flüssigkeitsdichtemessung.- 5.2.1. Wägemethoden.- 5.2.2. Hydrostatische Dichtemessung.- 5.2.3. Auftriebsmethoden.- 5.2.4. Radiometrische Dichtebestimmung.- 5.2.5. Schwingungsdichtemesser.- 5.3. Gasdichtemessung.- 5.3.1. Aerostatische Dichtemessimg.- 5.3.2. Auftriebsmethode.- 5.3.3. Dynamische Methoden.- 5.3.4. Gasdichtemessung mit Schwingelementen.- 6. Feuchtemessung.- 6.1. Einleitung.- 6.2. Grundbegriffe der Feuchtigkeitsmessung.- 6.2.1. Feuchtigkeitsgehalt von Gasen.- 6.2.2. Wassergehalt von Flüssigkeiten und Feststoffen.- Vorbemerkungen zu den Kapiteln 6.3 und 6.4.- 6.3. Verfahren zur Gasfeuchtemessung.- 6.3.1. Psychrometer.- 6.3.2. Taupunktmeßgeräte.- 6.3.3. Haarhygrometer und verwandte Geräte.- 6.3.4. Leitfähigkeitshygrometer.- 6.3.5. Elektrolysehygrometer.- 6.3.6. Kapazitive Hygrometer.- 6.3.7. Schwingquarz-Sorptionshygrometer.- 6.3.8. Verschiedene Verfahren.- 6.3.9. Prüfverfahren.- 6.4. Verfahren zur Wassergehaltsmessung von Flüssigkeiten und Feststoffen.- 6.4.1. Meßverfahren, die das Gut nicht verändern.- 6.4.2. Meßverfahren, die das Gut verändern.- 6.5. Einige Bemerkungen zur Regelung der Feuchtigkeit.- 7. Staubmeßverfahren..- 7.1. Allgemeines.- 7.2. Begriffe und Definitionen.- 7.2.1. Staubbeladung in strömenden Gasen (nach VDI-Richtlinien 2066).- 7.2.2. Staubkonzentration am Arbeitsplatz.- 7.3. Grundlegende Meßverfahren.- 7.3.1. Staubbeladung in strömenden Gasen.- 7.3.2. Staubkonzentration am Arbeitsplatz.- 7.4. Registrierende Meßgeräte.- 7.4.1. Verfahren ohne Abscheidung des Staubes.- 7.4.2. Verfahren mit Abscheidung des Staubes.- 7.4.3. Eichung registrierender Meßgeräte.- 8. Prozeßchromatographie..- 8.1. Theoretische Grundlagen.- 8.2. Grundsätzlicher Aufbau einer chromatographischen Betriebsmeßanlage.- 8.3. Bausteine eines Prozeß-Chromatographen.- 8.3.1. Versorgung mit Trägergas, Brenngas und Hilfsgasen.- 8.3.2. Automatische Probeneingabe.- 8.3.3. Trennsäulen.- 8.3.4. Detektoren.- 8.3.5. Temperaturregelungen.- 8.3.6. Programmiergeräte.- 8.3.7. Darstellung der Meßergebnisse.- 8.3.8. Übernahme der Regelungen, Programmierungen und Auswertungen des Prozeßchromatographen durch Prozeßrechner.- 8.3.9. Spezielle Entnahme- und Aufbereitungstechniken.- 8.4. Applikation von Prozeß-Chromatographen.- 8.5. Betriebsaufstellungen und Explosionsschutz.- 8.6. Spezielle Ausführungen und Entwicklungen.- 8.6.1. Spurenanalyse mit Speicherdosierung.- 8.6.2. Pneumatischer Prozeß-Chromatograph.- 8.6.3. Entwicklungstendenzen.- 9. Elektrochemische Meßmethoden.- 9.1. Stoffanalyse durch Messung der elektrolytischen Leitfähigkeit..- 9.1.1. Aufgaben der Leitfähigkeitsmessung in der betrieblichen Meßtechnik.- 9.1.2. Physikalische Grundlagen.- 9.1.3. Meßschaltungen und Gerätetechnik.- 9.1.4. Anwendungsbeispiele.- 9.2. pH-Messung.- 9.2.1. Grundlagen der pH-Messung.- 9.2.2. Die technische Ausführung von pH-Betriebsmeßanlagen..- 9.3. Die technische Messung der Redoxspannung..- 9.3.1. Zur Theorie der Redoxspannung.- 9.3.2. Die technische Ausführung der Betriebs-Redoxmeßanlage.- 9.3.3. Hinweise zur Montage und Wartung.- 9.4. Weitere potentiometrische und amperometrische Prozeßanalysenmethoden (Ionensensitive Elektroden, Polarographie, Coulometrie)..- 9.4.1. Grundsätzliches.- 9.4.2. Potentiometrische Betriebsverfahren (Ionensensitive Elektroden).- 9.4.3. Amperometrische Meßverfahren.- Literatur zu Abschnitt 9.4.- 9.5. Prozeß-Titrierautomaten..- 9.5.1. Einleitende Bemerkungen.- 9.5.2. Der betriebliche Titrierautomat (Prozeß-Titrierautomat (PTA)).- 9.5.3. Technische Ausführung.- 9.5.4. Beispiele technischer Ausführung.- 9.5.5. Die Meßwertverarbeitung.- 9.6. Spezielle elektrochemische Spurenmeßverfahren..- 9.6.1. Einleitung.- 9.6.2. Elektrochemische Meßverfahren.- 9.6.3. Ausführungsbeispiele.- 9.6.4. Anwendung von ionenleitenden Festkörpern als Gassensoren.- Literatur zu Abschnitt 9.6.- 10. Rheologisehe Betriebsmeßverfahren..- 10.1. Einleitung.- 10.2. Grundlagen und rheologische Phänomene.- 10.2.1. Definition der Viskosität.- 10.2.2. Bezeichnungen, Dimensionen und Einheiten.- 10.2.3. Modellvorstellungen für die Viskosität.- 10.2.4. Die Temperatur- und Druckabhängigkeit der Viskosität von Flüssigkeiten.- 10.2.5. Abweichungen vom Newtonschen Verhalten.- 10.2.6. Grundtatsachen der Viskoelastizität.- 10.3. Theorie der Viskositätsmessungen.- 10.3.1. Theorie der Rotationsviskosimeter.- 10.3.2. Theorie der Kapillarviskosimeter.- 10.3.3. Theorie der Kugelfallviskosimeter.- 10.4. Meßgeräte.- 10.4.1. Rotationsviskosimeter.- 10.4.2. Kapillarviskosimeter.- 10.4.3. Kugelfallviskosimeter.- 10.5. Andere rheologische Meßgeräte.- 11. Volumetrische Analysenverfahren..- 11.1. Meßprinzip.- 11.1.1. Absorptionsgröße.- 11.1.2. Verbrennungsgeräte.- 11.2. Ausführungsformen.- 11.2.1. Antriebsarten.- 11.2.2. Absorption und Verbrennung.- 11.2.3. Mehrfachgeräte.- 11.2.4. Fernanzeige und Signalgabe.- 11.2.5. Meßfehler.- 11.2.6. Chemikalienregenerierung.- 11.3. Anwendungen.- 11.4. Sonderausführungen für korrosive Meßgase.- 12. Handprüfmethoden..- 12.1. Die Meßaufgaben.- 12.1.1. Messen bei Ausnahmesituationen.- 12.1.2. Stichprobenmessungen.- 12.1.3. Messungen zur Lecksuche.- 12.2. Besondere Anforderungen an ortsveränderliche Meßgeräte.- 12.3. Reaktionsröhrchen.- 12.4. Adsorptionsmethode.- 13. Spezielle physikalische Analysenverfahren für Betriebszwecke..- 13.1. Dispersive und Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie..- 13.1.1. Einleitung.- 13.1.2. Grundlagen der dispersiven IR-Spektroskopie.- 13.1.3. Fourier-Transformations-IR-Spektroskopie.- Literatur zu Abschnitt 13.1.- 13.2. Hochfrequenz-Spektroskopie..- 13.2.1. Einleitung.- 13.2.2. Mikrowellengasspektroskopie.- 13.2.3. Dielektrische Spektroskopie.- 13.2.4. Kernresonanz-Spektroskopie.- 13.2.5. Elektronenspinresonanz.- Literatur zu Abschnitt 13.2.- 13.3. Massenspektrometrie..- 13.3.1. Prinzip der Massenspektrometrie.- 13.3.2. Massenspektrometer.- 13.3.3. Massenspektrometrie in der Betriebskontrolle.- 13.3.4. Beispiele zur Prozeßsteuerung.- Literatur zu Abschnitt 13.3.- 13.4. Röntgenfluoreszenzspektroskopie..- 13.4.1. Prinzip der Röntgenfluoreszenzanalyse.- 13.4.2. Röntgenfluoreszenzspektrometer.- 13.4.3. Röntgenfluoreszenzanalyse in der Betriebskontrolle.- 13.4.4. Beispiel zur Prozeßkontrolle.- Literatur zu Abschnitt 13.4.- 13.5. Lasermeßverfahren..- 13.5.1. Laser.- 13.5.2. Lasermeßverfahren.- Literatur zu Abschnitt 13.5.- 13.6. Farbmeßtechnik..- 13.6.1. Grundlagen.- 13.6.2. Meßgeräte.- 13.6.3. Produktionskontrolle.- 13.6.4. Farbrezeptberechnung.- Literatur zu Abschnitt 13.6.- 13.7. Sensitometrie und Densitometrie..- 13.7.1. Sensitometrische Prüfverfahren in der Betriebstechnik.- 13.7.2. Sensitometer.- 13.7.3. Densitometer.- Literatur zu Abschnitt 13.7.- 14. Eich- und Prüfgasgemische und Ihre Herstellung..- 14.1. Einleitung.- 14.1.1. Grundbegriffe.- 14.1.2. Konzentrationsangabe.- 14.1.3. Prüfgas-Kenngrößen.- 14.2. Verfahren zur Herstellung von Prüfgasen.- 14.2.1. Statische und dynamische Verfahren.- 14.2.2. Diskontinuierliche und kontinuierliche Verfahren.- 14.2.3. Störgrößen.- 14.2.4. Lagerung von Prüfgas.- 14.2.5. Beurteilung der Herstellungsverfahren.- 14.3. Praktische Beispiele.- 14.3.1. Prüfgase in Druckgasbehältern.- 14.3.2. Durchflußverfahren.- 14.3.3. Periodische Injektion mit Dosierküken oder Dosierschleifen.- 14.3.4. Dosierpumpen.- 14.3.5. Permeation.- Literatur zu Kapitel 14.- 15. Entnahmetechnik..- 15.1. Aufgabe der Entnahmetechnik.- 15.2. Klärung der Aufgabenstellung.- 15.2.1. Verfahrenstechnische Aufgabenstellung.- 15.2.2. Bedingungen am Entnahmeort und Beschaffenheit des Meßgutes.- 15.2.3. Wahl des Entnahmeortes.- 15.3. Meßgutentnahme.- 15.3.1. Allgemeines.- 15.3.2. Bauformen der Entnahmesonden für Gase.- 15.3.3. Entnahme von Flüssigkeiten.- 15.4. Meßgut-Leitungen.- 15.4.1. Werkstoffe für Meßgutleitungen.- 15.4.2. Verlegung der Meßgutleitungen.- 15.5. Meßgut-Aufbereitung.- 15.5.1. Allgemeines.- 15.5.2. Aufbereitung von Meßgasen.- 15.5.3. Aufbereitung von flüssigem Meßgut.- 15.6. Beseitigung des Meßgutes nach der Analyse.- 16. Meßstrategie und Qualitätskriterien..- 16.1. Einleitung.- 16.2. Überlegungen und Begriffe zur systematischen Planung von Messungen.- 16.2.1. Zusammenhang zwischen Objektsystem und Meßresultat.- 16.2.2. Meßplanung im zeitlichen Ablauf.- 16.3. Kenngrößen zur Bestimmung der Qualität von Meßverfahren.- 16.3.1. Eichung von Analysenverfahren.- 16.3.2. Zeitverhalten.- 16.3.3. Nichtstationäres Verhalten.- 16.3.4. Anwendung.- 16.4. Auswertung von Meßdaten.- 16.4.1. Punktmessung.- 16.4.2. Auswertung von Datenkollektiven.- 16.4.3. Zusammenfassung.- 17. Planung, Ausführung und Betreuung von Analysenmeßanlagen..- 17.1. Einführung.- 17.2. Planung.- 17.2.1. Vorplanung.- 17.2.2. Ausführungsplanung.- 17.3. Meßanlagen-Ausführung.- 17.3.1. Gerätetechnik.- 17.3.2. Montagetechnik.- 17.4. Betreuung.- 17.4.1. Aufgabenabgrenzung.- 17.4.2. Instandhaltung.- 17.4.3. Meßanlagenverbesserung.- 17.5. Methoden verbesserter Instandhaltung.- 17.5.1. Programmierte Wartung.- 17.5.2. Automatisierung.- 18. Übersicht über verschiedene Analysenverfahren (Auswahlschema)..