Was ist ein Durchflussmesser?

Was ist ein Durchflussmesser?

Definition eines Durchflussmessers

Ein Durchflussmesser ist ein Gerät, das die Strömungsgeschwindigkeit von Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen misst.

• Arten von Durchflussmessern

• Mechanische Durchflussmessgeräte

• Optische Durchflussmessgeräte

• Durchflussmessgeräte für offene Kanäle

Mechanische Durchflussmessgeräte

Volumendurchflussmessgeräte

Diese Messgeräte messen die Strömungsgeschwindigkeit, indem sie die Flüssigkeit in einer Kammer einfangen und ihr Volumen messen. Dies ist vergleichbar mit dem Füllen eines Eimers mit Wasser bis zu einem bestimmten Niveau und anschließendem Ausfließen.

Diese Durchflussmessgeräte können unterbrechende Strömungen oder geringe Strömungsraten messen und eignen sich für jede Flüssigkeit, unabhängig von ihrer Viskosität oder Dichte. Volumendurchflussmessgeräte gelten als robust, da sie von Turbulenzen im Rohr nicht beeinträchtigt werden.

Zu dieser Kategorie gehören Schrägdurchflussmesser, Kolben-Durchflussmesser, Oszillierende oder rotierende Kolben-Durchflussmesser, Bi-Rotor-Typ-Messgeräte wie Zahnrad-Durchflussmesser, Ovalzahnrad-Durchflussmesser (Abbildung 1) und Schraubenzahnrad-Durchflussmesser.

Massendurchflussmessgeräte

Diese Messgeräte schätzen die Strömungsgeschwindigkeit, indem sie die Masse des durchströmenden Stoffes messen. Sie werden häufig in der chemischen Industrie verwendet, wo gewichtsbasierte Messungen wichtiger sind als Volumenmessungen.

Zu dieser Kategorie gehören Wärmemessgeräte (Abbildung 2a) und Coriolis-Durchflussmessgeräte (Abbildung 2b). Im Fall von Wärmemessgeräten kühlt die strömende Flüssigkeit den auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmten Sensor ab. Der Wärmeverlust kann erkannt und zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit genutzt werden.

Andererseits arbeiten Coriolis-Messgeräte nach dem Prinzip der Coriolis-Kraft, bei der die strömende Flüssigkeit durch ein vibrierendes Rohr fließt und dadurch eine Änderung der Frequenz, Phasenverschiebung oder Amplitude verursacht, was ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit liefert.

Differenzdruck-Durchflussmessgeräte

Differenzdruck-Durchflussmessgeräte messen die Strömung, indem sie den Druckabfall beobachten, wenn die Flüssigkeit an einem Hindernis in ihrem Weg vorbeifließt. Je höher die Strömung, desto größer wird der Druckabfall über das Hindernis, was von den Messgeräten aufgezeichnet wird. Die Strömungsgeschwindigkeit ist proportional zur Quadratwurzel dieses Druckabfalls, gemäß der Bernoulli-Gleichung.

Beispiele für Differenzdruck-Durchflussmessgeräte sind Orificium-Plattenmesser, Strömungsnozelmesser, Strömungsrohrmesser, Pilotrohrmesser, Ellenbogenanschlussmesser, Zielmesser, Dall-Rohrmesser, Kegelmesser, Venturi-Rohrmesser, Laminarströmungsmesser und Variabler Bereichsmesser (Rotameter).

Geschwindigkeitsdurchflussmessgeräte

Geschwindigkeitsdurchflussmessgeräte schätzen die Strömungsgeschwindigkeit, indem sie die Geschwindigkeit der Flüssigkeit messen. Die Geschwindigkeit gibt ein direktes Maß für die Strömungsgeschwindigkeit, da sie proportional zueinander sind. Diese Messgeräte können die Geschwindigkeit mit verschiedenen Methoden, einschließlich Turbinen, messen.

Je nach der verwendeten Methode zur Bestimmung der Geschwindigkeit gibt es verschiedene Arten von Geschwindigkeitsdurchflussmessgeräten, wie Turbinen-Durchflussmesser, Wirbelabstands-Durchflussmesser, Pitot-Rohr-Durchflussmesser, Propeller-Durchflussmesser, Paddel- oder Peltonrad-Durchflussmesser, Einstrahl-Durchflussmesser und Mehrstrahl-Durchflussmesser.

Für die Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten in gefährlichen Umgebungen, einschließlich im Bergbau, werden nicht-eingreifende Durchflussmessgeräte benötigt. SONAR-Durchflussmessgeräte, die eine Art von Geschwindigkeitsdurchflussmessgeräten sind, erfüllen diese Anforderungen. Darüber hinaus gehören Ultraschall-Durchflussmessgeräte und elektromagnetische Durchflussmessgeräte ebenfalls zu den Geschwindigkeitsdurchflussmessgeräten.

Optische Durchflussmessgeräte

Optische Durchflussmessgeräte verwenden Licht, um die Strömungsgeschwindigkeit zu messen. Sie verwenden in der Regel einen Laserstrahl und Fotodetektoren. Gaspartikel streuen den Laserstrahl und erzeugen Impulse, die vom Empfänger detektiert werden. Indem die Zeit zwischen diesen Signalen gemessen wird, kann die Geschwindigkeit des Gases bestimmt werden.

Da diese Messgeräte die tatsächliche Geschwindigkeit der Gasteilchen messen, bleiben sie von thermischen Bedingungen und Schwankungen der Gasströmung unbeeinflusst. Daher sind sie in der Lage, auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen, wie hoher Temperatur und Druck, hoher Luftfeuchtigkeit usw., sehr genaue Strömungsdaten zu liefern.

Durchflussmessgeräte für offene Kanäle

Durchflussmessgeräte für offene Kanäle werden verwendet, um die Strömungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit zu messen, deren Strömungsweg eine freie Oberfläche beinhaltet. Weirmesser und Flumemesser (Abbildung 6) sind Durchflussmessgeräte für offene Kanäle, die sekundäre Geräte wie Blasenbildner oder Schwimmer verwenden, um die Tiefe der Flüssigkeit an einem bestimmten Punkt zu messen. Aus dieser Tiefe kann die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ermittelt werden.

Andererseits wird bei der Farbstoffprüfung-basierten Messung der Strömung in offenen Kanälen eine bestimmte vorbestimmte Menge an Farbstoff oder Salz verwendet, um die Konzentration des strömenden Flüssigkeitsstroms zu ändern. Die resultierende Verdünnung gibt ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit. Es ist zu beachten, dass die Genauigkeit, mit der die Durchflussmessgeräte arbeiten müssen, durch die Anwendung bestimmt wird, für die sie verwendet werden.

Beispielsweise reicht es aus, wenn wir einen Durchflussmesser mit geringerer Genauigkeit verwenden, um die Strömung von Wasser in einem Gartenrohr zu überwachen, als wenn wir die Strömung eines Alkalistoffs für einen chemischen Prozess überwachen müssen. Darüber hinaus ist zu beachten, dass Durchflussmessgeräte, wenn sie in Verbindung mit Durchflussventilen verwendet werden, erfolgreich steuernde Aktionen ausführen können.