Alles begann in den 1960er Jahren, als die Reinraumtechnik erstmals wirkliche Anerkennung erlangte. Zuvor beschränkte sie sich noch auf die amerikanische Halbleiterindustrie, war also eher ein Nischenthema. Das änderte sich jedoch, als die Medizin die Notwendigkeit kontrollierter Räume für Operationen erkannte – der Operationssaal entstand. Mit der zunehmenden Popularität der Reinraumtechnik wurden viele Branchen auf den Bereich aufmerksam. Die wichtigsten Komponenten zur Messung der Umgebung sind jedoch Sensoren. Wie hoch deren Relevanz ist, stellt Oliver Joos (SCHMIDT Technology) im nachfolgenden Beitrag vor.

Altes Thema, aktuelle Relevanz

Reinraumtechnik ist in der Halbleiterindustrie nach wie vor wichtig, mittlerweile wird sie jedoch auch in Branchen eingesetzt, in denen die Kunden- und Marktanforderungen ebenfalls besonders anspruchsvoll sind und selbst die kleinsten, luftgetragenen Teilchen die Funktionsweise und Qualität von Produkten stören würden. Dazu gehören:

  • Medizin
  • Biotechnik
  • Lebensmitteltechnik
  • Kosmetikindustrie
  • Verpackungstechnik
  • Luft- und Raumfahrttechnik
  • Automobilindustrie
  • Optische Industrie
  • Datenträgertechnik
  • Solarindustrie
  • Displayhersteller

Kontamination vorbeugen: Die Besonderheit von Laboren

Labore arbeiten sehr häufig mit gefährlichen, nicht vollends erforschten Substanzen, die für den gesunden Menschen durchaus ein hohes Gefahrenpotenzial bergen können. Hier kommt es stark darauf an, dass die Arbeitsbereiche strikt abgeschirmt sind und die geschaffene Trennung luftströmungstechnisch überwacht wird. Dasselbe gilt für Operationssäle in Krankenhäusern. Warum man bei der Laborausstattung einiges richtig, aber noch viel mehr falsch machen kann, können Sie in unserem Artikel „7 Faktoren, die beim Einkauf von Laborgeräten entscheidend sind” nachlesen.

Keine Risiken eingehen

Insbesondere im Bereich Reinraum und Pharmaproduktion sind die Gefahren einer unzureichenden Messung von bedeutendem Ausmaß. Diese reichen von verunreinigten Produkten, über Qualitätseinbußen bis zu Produktionsstillständen – und das kann Menschenleben kosten. Andere Auswirkungen spiegeln sich in zu hohen Energieverbräuchen wider.

Auf der sicheren Seite

Durch korrekte Messungen können einerseits die oben genannten Gefahren abgewandt und andererseits die, für die Prozesse benötigte Energie, effizient eingesetzt werden. Insbesondere beim Einsatz von Strömungssensoren zur Überströmungsüberwachung von Reinräumen kann der Energieverbrauch deutlich reduziert werden. Vor allem in Stillstandszeiten kann der erforderliche Luftstrom deutlich gesenkt werden, weit mehr als beim reinen Einsatz der Differenzdruckmethode zum Monitoring.

Genaues Monitoring für detaillierte Ergebnisse

Die Einsatzgebiete von Strömungssensoren sind vielschichtig und erstrecken sich über unterschiedlichste Branchen und industrielle Anwendungen. Häufig geht es dabei um das Monitoring und die Steuerung von Prozessen in den Bereichen Verbrennung, Kühlung, Trocknung, Absaugung und Belüftung. Zusammengefasst gibt es drei große Bereiche, in denen Strömungssensoren Anwendung finden:

  • Laminar-Flow-Monitoring: Im Reinraum und der sterilen Pharmaproduktion sind Strömungssensoren ein Garant für reibungslos laufende reine Prozesse. Der Laminar-Flow, also eine zielgerichtete, gleichmäßige Verdrängungsströmung, wird genutzt, um eine Kontamination des Arbeitsbereichs oder aber der Umgebung zu vermeiden. Der korrekt funktionierende Betrieb der dazu eingesetzten Technik wird mittels Strömungssensoren überwacht. 

  • Überströmungsüberwachung: Ein anderes Anwendungsgebiet ist der Schutz eines Reinraums vor Kontamination, durch einen angrenzenden weniger reinen Bereich. Hierbei wird die sogenannte Überdruckkaskade durch das Monitoring der Überströmung von einem Raum in den anderen überwacht.

  • Sterile Abfüllanlagen: Ein dritter Anwendungsfall ist die Strömungsüberwachung in sterilen Verpackungs- und Abfüllanlagen der Pharmahersteller.

Maschinen sehen und fühlen lassen – wartungsfrei

Bei Serienanwendungen mit regelmäßig wiederkehrendem Bedarf ist es durchaus denkbar und üblich, über einen individuellen OEM-Sensor nachzudenken und diesen zu definieren. Diese Möglichkeiten ergeben sich bei SCHMIDT nicht erst bei tausenden Stück pro Jahr, sondern bereits viel früher – Sonderlösungen, bereits bei überschaubaren Stückzahlen. Denn Maschinen und Anlagen zur Messung der Umgebungsgegebenheiten sind nur leere Hüllen, wenn sie nicht sehen und fühlen können. Genau hier kommen Sensoren ins Spiel. Sie nehmen die Umwelt genauestens wahr und senden diese Signale weiter – als Sinne der Maschine, wenn man so will. SCHMIDT Strömungssensoren arbeiten nach dem kalorimetrischen Messprinzip und sind rein elektronisch, also frei von beweglichen Teilen. Das macht sie langzeitstabil (driftfrei) und völlig verschleißfrei. Damit spart man sich die Wartung und muss Prozesse nicht unterbrechen.

Fokus auf das Wesentliche

Ein weiterer, sehr bedeutender Vorteil der Sensoren ist, dass sie als Messergebnis bereits den Norm-Volumenstrom bzw. die Norm-Strömungsgeschwindigkeit (wN) und nicht die Realgeschwindigkeit (wR) des Mediums liefern. Denn in den meisten Anwendungen ist der Norm-Volumenstrom, also die Luftmenge und nicht die Geschwindigkeit des strömenden Mediums von Interesse.

Bitte einmal Sensoren to go

Die Sensoren sind „ready-to-use“ und werden einsatzbereit an den Kunden ausgeliefert. Die Messelektronik bzw. der Messwertumformer ist im Sensor bereits integriert, sodass der Anwender einen auf seine Applikation speziell konfigurierten Strömungssensor erhält und ein auf seinen gewählten Strömungsmessbereich passendes linearisiertes Ausgangssignal. Letztendlich wird der Sensor nur noch in die vorhandene Anlagensteuerung eingebunden und dort das eingehende Strömungssignal weiterverarbeitet. Die Hauptaufgabe bei der Inbetriebnahme beruht auf einer sauber durchgeführten Installation des Sensors, die am besten durch die Dienstleistung von Fachleuten übernommen wird. Denn nur die können die Beschaffenheit der Umgebung optimal einschätzen.

Von der Entwicklung ins Feld: Messtechnik wird digital

Das Multi-Point-Measurement ist ein herausragender Schritt in der Volumenstrommessung von Luft und anderen Gasen. Darüber hinaus gibt es erste Produkte mit Bluetooth® Technologie zur Funkübertragung der Messwerte auf die SCHMIDT App. Weitere interessante neue Produkte und Produktergänzungen sind in der Entwicklungspipeline und werden im Laufe des kommenden Jahres in den Markt eingeführt und hier und da sicher ebenfalls für Furore sorgen.

Oliver Joos ist seit drei Jahren bei SCHMIDT Technology im Bereich Sensorik für Vertrieb und Marketing verantwortlich. Dabei kümmert er sich sowohl um das Standardgeschäft, als auch um OEM-Sensoren und größere Projekte. 

Verschaffen Sie sich einen Überblick!

So vielfältig die Branchen sind, in denen Messtechnik eingesetzt wird, so mannigfaltig sind auch die Anforderungen. Erfahren Sie auf unserem Blog alles, was Sie wissen müssen. Unsere Artikel zu den Themen Wassermessung, Freimessen von Gefahrenbereichen, Umwelttechnik und Flüssigkeitspumpen liefern Ihnen unsere Expertise direkt auf den Bildschirm.


Bild: ©HQUALITY/Adobe Stock

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„Messtechnik richtig einsetzen – ich verrate Ihnen wie.”

Günter Kutschera
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