Door: Janet Kooren, Hoofdredacteur IndustrieVandaag - 8 juni 2023 |
In een eerder artikel kwam heel kort VSL voorbij. We interviewden destijds Arjan van Ginkel, specialist op het gebied van LNG bij Endress+Hauser. Hij vertelde dat de verrekening van LNG nogal wat aandachtspunten kent.
Het verschil tussen massa en volume, de calorische waarde, de extreem lage temperatuur van het medium. En hij vertelde met gepaste trots dat zijn bedrijf meewerkte aan de inrichting van een lab waar LNG-flowmeters kunnen worden gekalibreerd. Het nationaal metrologisch instituut VSL of Van Swinden Laboratorium, een door EKZ aangewezen instelling waar onder andere doorstromingsmeters voor de toepassing op cryogene vloeistoffen worden getest en geaccrediteerd.
Het nieuwsgierigheidskliertje van deze schrijver ging kriebelen. In een gesprek met Erik Smits, manager van de afdeling Liquid Flow Metrology bij VSL werd dat kliertje alleen nog maar verder geprikkeld. Een afspraak werd gemaakt en een heuse VIP-rondleiding gearrangeerd. Erik Smits en Jacoline Boonman – commercieel directeur – namen ruim de tijd om verschillende laboratoria te tonen en alle vragen te beantwoorden.
Al meer dan 27 jaar houdt Erik zich bezig met standaarden op het gebied van vloeistoffen. Hij begon met de media olie en gas water. Ook de LNG-faciliteit valt onder zijn verantwoordelijkheid. “Wat we hier bij VSL doen is meetresultaten herleidbaar maken naar internationale standaarden. Er is internationaal bepaald wat die standaarden zijn. Daarbij zijn definities van SI-eenheden gekoppeld aan natuurkundige effecten. Zo is de kilo gekoppeld aan de constante van Planck. Ooit was die gerelateerd aan een object, maar de relatie met constantes maakt de waardes veel nauwkeuriger. Om die internationale bepalingen vast te stellen zijn alle nationale metrologie-instituten aangesloten bij het intergouvernementele BIPM, het Bureau International de Poids et Mesures.”
Bij dat BIPM worden vergelijkingen opgezet volgens een vastgestelde methodiek. Erik is degene die zich hier voor flow mee bemoeit. Gas, vloeistof, luchtsnelheid en vloeistofvolume zijn de onderwerpen die daaronder vallen. Hoe belangrijk dat is, blijkt wel als Erik vertelt dat bijvoorbeeld laboratoriumglaswerk wordt geijkt aan de hand van de standaarden waar hij iets mee te maken heeft. Alle commerciële laboratoria worden voorzien van de standaarden en – heel actueel – de ontwikkeling van een vaccin bijvoorbeeld, is gebaat bij nauwkeurige inhoudsopgaves van dergelijke materialen. En een meting in Berlijn moet hetzelfde opleveren als een meting in Parijs, Amsterdam of waar ook ter wereld.
VSL heeft altijd een onafhankelijke rol, ook eindgebruikers komen bij VSL voor kalibraties. “Onze klanten zijn heel verschillend. Zo zijn er de hele grote bedrijven die allerlei verschillende eenheden in hun proces moeten bepalen. Maar ook kalibratielabs, fabrikanten van instrumentatie, inspectie-instanties en de overheid zelf behoren tot onze opdrachtgevers. Bedrijven en overheden hebben vaak met name belang bij onze diensten omdat daar waar er grote hoeveelheden in het afrekensysteem rondgaan, de nauwkeurigheid direct hoge bedragen betreft. Maar bij de petrochem is ook de samenstelling van belang.” En daar komt een andere activiteit om de hoek: “We maken daarvoor referentiegassen. Die gassen zijn dan zo belangrijk als een meetstandaard. Heeft je referentiegas een andere samenstelling, dan krijg je een ander resultaat.”
Bij referentiegassen is de samenstelling zeer nauwkeurig bekend, maar ook de omstandigheden waaronder wordt afgevuld, de seal, de materialen van de uitstroom, etc. Met dit referentiemateriaal kun je de nauwkeurigheid van een analyse-apparaat vaststellen en afwijkingen in kaart brengen. “Onze referentiegassen zijn herleidbaar naar de primaire standaarden en we maken deze onder meer voor gerenommeerde leveranciers van speciale gassen, milieumeetdiensten en bedrijven in de energie- en de milieusector. We maken zowel gecertificeerde referentiematerialen als ook primaire referentiematerialen. Daarmee kan meetapparatuur worden geijkt. Wat moet er gemeten worden, en klop dat ook?” Ook op dat gebied beheert en ontwikkelt VSL in opdracht van de Nederlandse overheid de meetstandaarden. “Bij LNG is dat ook van belang. Als je de samenstelling van een gas weet, dan is de verhouding bekend. Met behulp van de andere belangrijke parameters zoals temperatuur en de zwaarte van de atomen kun je dan de dichtheid uitrekenen.” Hij lacht en zegt grinnikend: “Het is allemaal natuurkunde, maar het is niet zo makkelijk.”
Bij VSL, zoals gezegd, hebben ze nogal wat verschillende laboratoria en worden nogal wat verschillende eenheden gemeten. Temperatuur, massa, druk, flow, tijd, lengte, vocht, elektrische standaarden, chemie, geometrie, frequentie, optica en ioniserende straling. En eerlijk is eerlijk, dan vergeten we er vast nog wel één of twee. En is het er niet, dat zagen we bij LNG, uitdagend vanwege de extreme omstandigheden waarbij metingen gedaan moeten worden, dan wordt het wel (mee)ontwikkeld.
De herleidbaarheid van eenheden maakt metingen mogelijk. Bijvoorbeeld als het gaat om metingen in de ruimte met behulp van radiogolven, maar denk ook aan ioniserende straling. Een patiënt die een bestraling krijgt, moet precies de juiste dosering ontvangen. Iets te veel is niet goed, maar iets te weinig ook niet. Ook dat lab mogen we bezoeken. We krijgen een stralingsmeter opgespeld en de verblijfsduur in dit lab is begrijpelijkerwijs aan een maximum gebonden. Bij VSL staat een unieke opstelling, een combinatie van lineaire versnellers met een MRI-scanner om de hoeveelheid afgegeven straling en de verdeling daarvan ook voor de nieuwe bestralingsapparatuur steeds nauwkeuriger te kunnen bepalen.
Een andere opdracht waar belangrijke stappen worden gezet, heeft te maken met de toepassing van uv-C licht. Jacoline Boonman vertelt dat hier het belang van opdrachten vanuit de industrie maar weer eens uit blijkt. “Dit is een mooi voorbeeld van een opdracht met een groot en actueel maatschappelijk belang. Want corona blijkt gevoelig voor uv-C straling. Er worden lampen aangeboden die deze straling uitzenden en daarmee kun je bijvoorbeeld ruimtes ontsmetten. Maar de toepassing ervan luistert nauw. Er komt nu een grote hoeveelheid nieuwe uv-C bronnen op de markt en daarmee ook met veiligheids- en gezondheidsrisico’s. We zijn actief betrokken bij het herleidbaar meten, waarmee de risico’s voor de veiligheid worden bepaald.”
VSL zoekt actief de samenwerking met fabrikanten, juist ook om de eigen rol te blijven herijken. “Fabrikanten hebben heel veel kennis in huis. Hun budgetten zijn vaak groot en ze hebben uitgebreide R&D-faciliteiten. Wij streven daarom naar het leveren van echte toegevoegde waarde. Ze moeten bij ons aan willen blijven kloppen. Daarom steken we veel energie in het delen van kennis en in onderzoeken, ook in Europese projecten. Zo blijf je de go-to partner, waarbij de onafhankelijkheid en vertrouwelijkheid een belangrijke rol speelt.”
Jacoline Boonman heeft Erik en alle medewerkers van de labs uitgebreid het woord laten doen en knikte vooral met een mengeling van trots en instemming. Maar als we vragen naar de positie van VSL gaat de bescheidenheid van de specialisten toch in de weg zitten en springt ze in.
“Erik treedt op als vertegenwoordiger van de Raad voor Accreditatie, die zorgt voor het accrediteren en geaccrediteerd houden van conformiteitbeoordelende organisaties zoals laboratoria, inspectie-instellingen, certificatie-instellingen en verificatie-instellingen. Erik kijkt als vakdeskundige mee want het gaat om heel gevoelige apparatuur.” Erik kijkt wat verontrust haar kant op, alsof hij voelt wat er nu komen gaat. En ja hoor: “Erik is op flow wereldwijd toonaangevend. Daar zijn we echt trots op. Wereldwijd wordt er gekeken naar Nederland en op LinkedIn worden onze publicaties heel goed in de gaten gehouden. Onze waterflow zit in de top drie van de wereld. En wereldwijd kijken collega’s van hem met een haviksoog naar waar wij mee bezig zijn. Om een indruk te geven, bij internationaal vergelijk op het gebied van massaflow hebben we als enige 0,015% gehaald. Dat is echt heel bijzonder!”
LNG was tot voor kort vooral een manier van het transporteren van aardgas. Het werd zelf niet als brandstof gezien en dus ook niet als zodanig gemeten. Vandaag is de situatie heel anders. Het is een transitiebrandstof geworden en ineens is flowmeting van groot belang. “We moeten meebewegen met de ontwikkelingen in de maatschappij,” legt Jacoline uit. “In eerste instantie was de LNG-faciliteit bedoeld voor pure R&D, maar nu is het een volledige kalibratie-faciliteit.”
Bij het laden en lossen van LNG is er altijd een verschil in volume, massa en samenstelling. Daarom worden er bij het verschepen drie flessen met het mengsel gevuld als referentie en verdeeld onder de betrokken partijen. Zo krijg je geen discussie over wat er geladen is. De meting is altijd een momentopname waarbij alle omgevingsfactoren een rol spelen, zegt Erik. “Voor die momentopname kan VSL instaan.”
“De energietransitie zorgt voor allerhande uitdagingen. Energiecentrales sturen synchrone energie naar het net. Nu er steeds meer zonnepanelen worden toegepast, krijg je nieuwe uitdagingen. Als de toevoer uit fase gaat, heb je een probleem. Het hele speelveld verandert en er komen nieuwe vraagstukken bij. Het meten van een kilo LNG is zo een uitdaging. En dan moeten er soms nieuwe methodes ontwikkeld worden. Waar er sprake is van schaarste of hoge kosten, maar ook hoge risico’s, zoals in de gezondheidzorg, wordt nauwkeurigheid van steeds groter belang. In de gezondheidszorg bijvoorbeeld zijn ontwikkelingen gaande waar medicatie heel lokaal in het lichaam wordt afgegeven. De ethische kant wordt ergens anders bepaald, maar wij krijgen de vraag voorgelegd over nauwkeurigheid. En echt iedere nauwkeurigheid is op een bepaald gebied van belang. We proberen alle signalen uit de maatschappij en uit de markt mee te nemen in onze keuzes en er klaar voor te zijn op het moment dat de vraag er echt komt. Dat is op zich al een heel nauw luisterend spel.”
De locatie van het pand is zorgvuldig uitgekozen om zo min mogelijk last te hebben van trillingen en andere invloeden die een waanzinnig nauw luisterend meetproces kunnen verstoren. Onze rondleiding was zo uitgebreid dat we in dit verhaal veel mensen tekort doen. Bij voorbaat excuses! We geven je een paar indrukken. Een enorm granieten blok dat als basis dient voor een meetopstelling werd maandenlang met rust gelaten om iedere werking die deze – toch redelijk als onverzettelijk bekend staand – steensoort nog kan hebben, te laten uitwerken. Pas daarna werd de meetopstelling opgebouwd. Met een luchtwagen en atoommicroscopen die meten in nano- en picometers. In het vochtlab zagen we de primaire standaard voor de wereldtop die tot op 0,05° een dauwpunt kan meten. We zagen een watertriplepunt, waarbij alle drie de fasen van water op één moment en dezelfde plek aanwezig zijn. We hoorden over de manier van werken in de verschillende labs, over de zeer unieke temperatuurranges, op welk punt je in de cel meten moet en dat water de heilige graal is van temperatuur. En echt nog heel veel meer! Maar we willen in dit blad ook nog andere artikelen de ruimte geven. Dus: Wil je meer weten, neem dan gewoon zelf even contact op. Voor de geeks onder ons.
We hadden dit jaar met onze redactieraad een bezoek zullen brengen aan VSL. Dat kon door de huidige omstandigheden helaas niet doorgaan. Dat maken we nog wel een keer goed met onze raadsleden. Want dat VSL op gebied van chemie, stroming en elektriciteit een breder scala dan gemiddeld kan en mag beoordelen, vinden we nog maar eens een extra reden om trots te zijn op deze organisatie. Een lange traditie van zeker weten wat je meet. In Delft. Mooi toch?
Met de opening van de allereerste kalibratie- en testinstallatie voor vloeibaar aardgas helpt VSL deze brandstof steeds beter en betrouwbaarder inzetten voor een duurzame maatschappij. Vloeibaar aardgas, ofwel Liquefied Natural Gas (LNG), speelt een cruciale rol bij de energietransitie. De overstap op LNG, afhankelijk van de toepassing, zorgt voor een belangrijke verlaging van CO2, stikstofoxide en fijnstof-emissies.
Een uitdaging bij de verdere verspreiding van de toepassing is het exact en consistent te kunnen meten. Aardgas wordt pas vloeibaar bij een temperatuur van -162°C. Bij die temperatuur betrouwbaar meten, tot op de druppel nauwkeurig, is een fikse technische uitdaging. Maar zelfs een kleine meetfout kan honderdduizenden euro’s kosten.
Behalve de hoeveelheden kan met de nieuwe LNG-faciliteit ook veel kennis worden opgedaan over de samenstelling van LNG. Deze kennis is belangrijk voor het bepalen van de calorische waarde en daarmee de verhandelde hoeveelheid energie. Daarom biedt VSL met deze faciliteit ook meet- en testmogelijkheden voor de bemonstering- en analyseapparatuur.
Naast flowmeter-kalibraties wordt de installatie van VSL ook ingezet voor wetenschappelijk onderzoek, bijvoorbeeld naar de eigenschappen van LNG, het effect van LNG en het effect van de zeer koude omstandigheden op verschillende meetinstrumenten.
Voor de acceptatie en verdere ontwikkeling van deze nieuwe technologie is vertrouwen in het product en in de af te rekenen hoeveelheid cruciaal. Zowel consumenten als de industrie hebben standaarden nodig, waardoor ze erop kunnen vertrouwen dat ‘een kg of m3 LNG’ overal ter wereld exact hetzelfde betekent.
Dit artikel is eerder gepubliceerd in Automatie|PMA
Dit artikel delen op je eigen website? Geen probleem, dat mag. Meer informatie.
IndustrieVandaag is een onafhankelijk platform met het laatste nieuws van vandaag over de procesindustrie, industrial processing, productie industrie, maakindustrie en elektronica industrie.
Neem contact met ons op:
Tel +31 (0)23 737 07 63
Email via contactpagina
