Was ist der Tauchsensor 40-40 Ex?

Der Tauchsensor 40-40 Ex ist ein Inline-Ultraschallsensor zur kontinuierlichen Konzentrationsmessung von Flüssigkeiten in explosionsgefährdeten Bereichen. Er misst Schallgeschwindigkeit und Temperatur direkt im Prozess und ist nach ATEX, IECEx und FM für entsprechende Ex-Anwendungen zugelassen.

Wie funktioniert der Tauchsensor 40-40 Ex?

Der Sensor misst kontinuierlich die Schallgeschwindigkeit des Mediums sowie dessen Temperatur. Da die Schallgeschwindigkeit von der Zusammensetzung beziehungsweise Konzentration einer Flüssigkeit abhängt, berechnet der LiquiSonic® Controller daraus den jeweiligen Konzentrationswert. Die Messwerte stehen in Echtzeit zur Verfügung und können an das Prozessleitsystem übertragen werden.

Worin unterscheidet sich der Tauchsensor 40-40 Ex vom Tauchsensor 40-14

Beide Sensoren arbeiten nach demselben Ultraschall-Messprinzip und sind mit vergleichbaren Werkstoffen, Prozessanschlüssen und Einbaulängen erhältlich. Der wesentliche Unterschied liegt in der Bauform und im Explosionsschutz. Beim Tauchsensor 40-40 Ex besitzen Sensorkopf und Sensorsteg jeweils einen Durchmesser von 40 mm. Er ist außerdem für explosionsgefährdete Bereiche zugelassen. Beim Tauchsensor 40-14 beträgt der Durchmesser des Sensorkopfes ebenfalls 40 mm, der Sensorsteg dagegen 14 mm. Der 40-14 ist für nicht explosionsgefährdete Bereiche vorgesehen.

Für welche Anwendungen eignet sich der Tauchsensor 40-40 Ex?

Typische Einsatzbereiche sind die alkalische Elektrolyse, Lösungsmitteldestillation und -rückgewinnung, Petrochemie und Rohölaufbereitung, Chlor-Alkali-Prozesse, Chlorgastrocknung sowie weitere chemische Prozesse mit Ex-Anforderung. Auch Carbon Capture, Aminwäsche, Monomerüberwachung, Gaswäscher und Düngemittelprozesse kommen je nach Zoneneinteilung als Anwendungen infrage.

Welche Ex-Zulassungen besitzt der Tauchsensor 40-40 Ex?

Der Tauchsensor 40-40 Ex verfügt über Zulassungen nach ATEX, IECEx und FM und kann damit in entsprechend klassifizierten explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Die für eine konkrete Installation geltende Ex-Kennzeichnung, Gerätekategorie, Gasgruppe und Temperaturklasse richtet sich nach der jeweiligen Sensorausführung und sollte anhand der aktuellen Zertifikate sowie der Zoneneinteilung der Messstelle geprüft werden.

Welche Materialien sind für den Tauchsensor 40-40 Ex verfügbar?

Der Tauchsensor 40-40 Ex ist standardmäßig in Edelstahl oder Hastelloy erhältlich. Optional stehen Titan, Tantal, Zirkonium und Monel sowie weitere Sonderwerkstoffe auf Anfrage zur Verfügung. Die geeignete Werkstoffauswahl richtet sich nach Medium, Konzentration, Temperatur, Druck und weiteren Prozessbedingungen.

Wie wird der Tauchsensor 40-40 Ex eingebaut?

Der Tauchsensor 40-40 Ex kann direkt in Behälter oder Rohrleitungen eingebaut werden. Standardmäßig stehen Flanschanschlüsse DN 50 oder ANSI 2" zur Verfügung. Weitere Prozessanschlüsse sind auf Anfrage möglich.

Welche Einbaulängen sind für den Tauchsensor 40-40 Ex erhältlich?

Die Standard-Einbaulänge beträgt 92 mm. Optional stehen Einbaulängen von 150, 250, 500, 1000, 1500 und 2000 mm zur Verfügung. Die passende Einbaulänge richtet sich unter anderem nach Stutzenlänge, Wandstärke, Anlagengeometrie und der gewünschten Position des Sensorkopfes im Medium.

Für welche Temperaturen und Drücke ist der Tauchsensor 40-40 Ex geeignet?

Der Standard-Temperaturbereich des Tauchsensors 40-40 Ex reicht von −20 °C bis 120 °C. Optional sind Ausführungen für Temperaturen bis 150 °C verfügbar. Der Standard-Betriebsdruck beträgt 16 bar; optional sind Ausführungen bis 500 bar erhältlich. Zusätzlich müssen bei Ex-Anwendungen die für die jeweilige Ausführung zulässigen Umgebungs- und Einsatzbedingungen berücksichtigt werden.

Muss der LiquiSonic® Controller ebenfalls im Ex-Bereich installiert werden?

Nein. Sensor und Controller können räumlich getrennt installiert werden. Der LiquiSonic® Controller wird häufig außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs, beispielsweise in einer Messwarte oder einem Schaltraum, installiert. Für Feldinstallationen stehen zudem geeignete Gehäusevarianten zur Verfügung. Die konkrete Installation richtet sich nach der Zoneneinteilung und den Anforderungen der jeweiligen Anlage.

Können Gasblasen, Trübung oder Feststoffe die Messung beeinflussen?

Farbe und Trübung beeinflussen das Ultraschall-Messprinzip nicht. Auch Suspensionen können abhängig von der jeweiligen Messaufgabe überwacht werden. Gasblasen können die Schallausbreitung grundsätzlich beeinflussen. LiquiSonic® verfügt deshalb über eine spezielle Signalverarbeitung zur Erkennung und Reduzierung dieses Einflusses. Besonders bei Anwendungen wie der alkalischen Elektrolyse wird zusätzlich die Einbausituation berücksichtigt, um stabile Messbedingungen zu erreichen.

Kann auch ein Medium gemessen werden, für das noch kein Produktdatensatz vorliegt?

Grundsätzlich können auch neue Medien und Konzentrationsbereiche untersucht werden. SensoTech kann Flüssigkeiten im eigenen Labor vermessen und auf Basis der Messdaten einen anwendungsspezifischen Produktdatensatz erstellen. Dabei wird geprüft, ob die jeweilige Messaufgabe über den gewünschten Konzentrations- und Temperaturbereich eindeutig und zuverlässig gelöst werden kann.

Muss der Tauchsensor 40-40 Ex regelmäßig gewartet oder kalibriert werden?

Der Tauchsensor besitzt keine beweglichen oder optischen Komponenten und ist für einen wartungsarmen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt. Eine regelmäßige Nachkalibrierung im klassischen Sinne ist üblicherweise nicht erforderlich. Prüf- und Wartungsintervalle richten sich nach den Prozessbedingungen, den betrieblichen Vorgaben der Anlage sowie gegebenenfalls den Anforderungen für Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen.

Wie viele Sensoren können an einen LiquiSonic® Controller angeschlossen werden?

Der LiquiSonic® Controller 30 und Controller 40 kann bis zu vier Sensoren verwalten. Dadurch lassen sich mehrere Messstellen über eine gemeinsame Auswerteeinheit überwachen, beispielsweise unterschiedliche Prozessstufen oder Vor- und Rücklauf eines Kreislaufs.

Immersion Sensor 40-40 Ex

Precision - even in hazardous areas

The Immersion Sensor 40-40 Ex is a robust inline sensor for continuous concentration measurement of liquids in hazardous areas. It records sound velocity and temperature directly in the medium. The LiquiSonic^® controller continuously calculates the concentration value from this, without time-delayed laboratory analysis.

The sensor is installed directly in tanks or pipelines and operates without moving or optical components. Because the measurement is based on sound velocity, the method is independent of the optical properties of the medium such as color or turbidity. With approvals according to ATEX, IECEx, and FM, the Immersion Sensor 40-40 Ex is suitable for measuring points in hazardous areas, for example with flammable solvents or in processes in which hydrogen or other explosive gases may occur. Different materials, process connections, and installation lengths allow adaptation to the respective measuring point.

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Applications

The Immersion Sensor 40-40 Ex is used wherever liquid concentrations need to be monitored continuously while also meeting explosion protection requirements. Typical applications include:

Alkaline electrolysis – KOH monitoring in hydrogen production

In alkaline electrolysis, the KOH concentration is a key process variable for stable and efficient electrolyzer operation. The LiquiSonic^® measurement system continuously monitors the electrolyte concentration and makes it possible to detect concentration changes immediately. In plant areas classified accordingly as hazardous, the Immersion Sensor 40-40 Ex provides the required Ex version for inline measurement.

Solvent distillation and recovery

During the processing and recovery of organic solvents, LiquiSonic^® monitors the concentration or composition directly in the process. Typical media include, for example, acetone, ethanol, toluene, n-hexane, or ethyl acetate. For measuring points in hazardous plant areas, a correspondingly approved sensor variant is available with the Immersion Sensor 40-40 Ex.

Petrochemicals and crude oil processing

In petrochemischen Anlagen und bei der Rohölaufbereitung ermöglicht der Sensor die kontinuierliche Überwachung von Flüssigkeiten und Prozesszuständen. Typische Messaufgaben sind beispielsweise die Überwachung von Öl-Wasser-Emulsionen oder die Erkennung unterschiedlicher Flüssigkeitsphasen. Für Messstellen in explosionsgefährdeten Bereichen eignet sich der Immersion Sensor 40-40 Ex als robuste Inline-Sensorlösung.

Chlor-alkali electrolysis and chlorine gas drying

In chlor-alkali electrolysis, the Immersion Sensor 40-40 Ex can be used, among other things, for continuous concentration monitoring of process solutions. In chlorine gas drying as well, our LiquiSonic^® measurement system enables continuous control of the sulfuric acid concentration. Different sensor materials and special materials are available for corrosive process conditions.

Sulfuric acid processes in hazardous areas

In the production, processing, and recovery of sulfuric acid, the Immersion Sensor 40-40 Ex can be used if the measuring point is located in a hazardous plant area. Continuous inline measurement makes it possible to detect concentration changes immediately. The sensor design can be adapted to the respective process conditions in terms of material, installation length, and process connection.

Additional areas of application

In addition, the Immersion Sensor 40-40 Ex can be used in the following applications, among others:

• Carbon capture and amine scrubbing: continuous concentration monitoring of amine and scrubbing solutions
• Monomer monitoring: early detection of product changes and incipient polymerization
• Gas scrubbers and exhaust gas treatment: monitoring of scrubbing solutions and support for demand-based replenishment
• MDEA natural gas scrubbers: continuous monitoring of the concentration of regenerated amine solutions
• Evaporators and concentrators: continuous monitoring of concentration increase
• Fertilizer production: concentration measurement in plant areas classified accordingly as hazardous

Whether a specific measurement task can be implemented with the Immersion Sensor 40-40 Ex depends on the medium, concentration range, temperature, pressure, and explosion protection requirements.

Installation options

The Immersion Sensor 40-40 Ex can be integrated directly into tanks or pipelines. Different process connections and installation lengths allow the sensor to be adapted to various plant geometries and measuring points.

Process connection

By default, the Immersion Sensor 40-40 Ex is available with the following process connections:

• DN 50 flange
• ANSI 2"

Additional process connections are available on request.

Installation lengths

The standard installation length is 92 mm. The following installation lengths are optionally available:

• 150 mm
• 250 mm
• 500 mm
• 1000 mm
• 1500 mm
• 2000 mm

The required installation length depends on the geometry of the measuring point. Relevant factors include, for example, nozzle length, wall thickness, pipe or tank diameter, as well as the desired position of the sensor head in the medium.

The right sensor design for your measuring point

Medium, Temperatur, Druck, Anlagengeometrie und Konzentrationsbereich unterscheiden sich von Prozess zu Prozess. Deshalb kann der Immersion Sensor 40-40 Ex mit unterschiedlichen Werkstoffen, Prozessanschlüssen und Einbaulängen an die jeweilige Anwendung angepasst werden.

Material options

The parts of the Immersion Sensor 40-40 Ex that come into contact with the medium can be made in different materials. This allows the sensor to be adapted to the chemical and thermal requirements of the respective application. The Immersion Sensor 40-40 Ex is available as standard in stainless steel or Hastelloy available. Optionally, titanium, tantalum, zirconium, and Monel as well as additional special materials on request are available.

Which material is suitable depends in particular on the medium, concentration range, operating temperature, pressure, and other process conditions. SensoTech therefore coordinates the material selection individually for the respective measurement task.

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Frequently Asked Questions

What is the Immersion Sensor 40-40 Ex?

The Immersion Sensor 40-40 Ex is an inline ultrasonic sensor for continuous concentration measurement of liquids in hazardous areas. It measures sound velocity and temperature directly in the process and is approved according to ATEX, IECEx, and FM for corresponding Ex applications.

How does the Immersion Sensor 40-40 Ex work?

The sensor continuously measures the sound velocity of the medium as well as its temperature. Since the sound velocity depends on the composition or concentration of a liquid, the LiquiSonic® Controller calculates the respective concentration value from it. The measured values are available in real time and can be transmitted to the process control system.

How does the Immersion Sensor 40-40 Ex differ from the Immersion Sensor 40-14

Both sensors operate according to the same ultrasonic measurement principle and are available with comparable materials, process connections, and installation lengths. The key difference lies in the design and explosion protection. In the Immersion Sensor 40-40 Ex, both the sensor head and sensor shaft have a diameter of 40 mm. It is also approved for hazardous areas. In the Immersion Sensor 40-14, the diameter of the sensor head is likewise 40 mm, while the sensor shaft is 14 mm. The 40-14 is intended for non-hazardous areas.

Which applications is the Immersion Sensor 40-40 Ex suitable for?

Typical application areas include alkaline electrolysis, solvent distillation and recovery, petrochemicals and crude oil processing, chlor-alkali processes, chlorine gas drying, as well as other chemical processes with Ex requirements. Carbon capture, amine scrubbing, monomer monitoring, gas scrubbers, and fertilizer processes are also possible applications depending on zone classification.

Which Ex approvals does the Immersion Sensor 40-40 Ex have?

The Immersion Sensor 40-40 Ex has ATEX, IECEx, and FM approvals and can therefore be used in appropriately classified hazardous areas. The Ex marking, equipment category, gas group, and temperature class applicable to a specific installation depend on the respective sensor version and should be verified based on the current certificates and the zone classification of the measuring point.

Which materials are available for the Immersion Sensor 40-40 Ex?

The Immersion Sensor 40-40 Ex is available as standard in stainless steel or Hastelloy. Titanium, tantalum, zirconium, and Monel as well as other special materials are optionally available on request. The appropriate material selection depends on the medium, concentration, temperature, pressure, and other process conditions.

How is the Immersion Sensor 40-40 Ex installed?

The Immersion Sensor 40-40 Ex can be installed directly in tanks or pipelines. DN 50 or ANSI 2' flange connections are available as standard. Additional process connections are available on request.

Which installation lengths are available for the Immersion Sensor 40-40 Ex?

The standard installation length is 92 mm. Optional installation lengths of 150, 250, 500, 1000, 1500, and 2000 mm are available. The appropriate installation length depends, among other things, on nozzle length, wall thickness, system geometry, and the desired position of the sensor head in the medium.

What temperatures and pressures is the Immersion Sensor 40-40 Ex suitable for?

The standard temperature range of the Immersion Sensor 40-40 Ex extends from −20 °C to 120 °C. Versions for temperatures up to 150 °C are optionally available. The standard operating pressure is 16 bar; versions up to 500 bar are optionally available. In addition, for Ex applications, the permissible ambient and operating conditions for the respective version must be taken into account.

Does the LiquiSonic® Controller also have to be installed in the Ex area?

No. The sensor and controller can be installed separately. The LiquiSonic® Controller is often installed outside the hazardous area, for example in a control room or electrical room. Suitable enclosure variants are also available for field installations. The specific installation depends on the zone classification and the requirements of the respective plant.

Can gas bubbles, turbidity, or solids affect the measurement?

Color and turbidity do not affect the ultrasonic measurement principle. Suspensions can also be monitored depending on the specific measurement task. Gas bubbles can generally affect sound propagation. LiquiSonic® therefore has special signal processing to detect and reduce this influence. Especially in applications such as alkaline electrolysis, the installation situation is also taken into account to achieve stable measurement conditions.

Can a medium also be measured for which no product data set is yet available?

In principle, new media and concentration ranges can also be investigated. SensoTech can analyze liquids in its own laboratory and create an application-specific product data set based on the measurement data. In doing so, it is checked whether the respective measurement task can be solved clearly and reliably across the desired concentration and temperature range.

Does the Immersion Sensor 40-40 Ex need to be maintained or calibrated regularly?

The immersion sensor has no moving or optical components and is designed for low-maintenance continuous operation. Regular recalibration in the traditional sense is usually not required. Inspection and maintenance intervals depend on the process conditions, the plant's operating requirements, and, if applicable, the requirements for equipment in hazardous areas.

How many sensors can be connected to a LiquiSonic® Controller?

The LiquiSonic® Controller 30 and Controller 40 can manage up to four sensors. This makes it possible to monitor multiple measuring points via a shared evaluation unit, for example different process stages or the supply and return lines of a circuit.