Wie misst man den Massen- oder Volumenstrom von Flüssigkeit, Wasser, Gas oder Dampf?
Alles über die Messung des Durchflusses.
Unsere Experten erklären Ihnen die Definition, die Funktionsweise und das PrinzipSie stellen Ihnen die verschiedenen Arten von Durchflussmessern, ihre Installation und Wartung vor.
Durchflussmesser messen den Durchfluss von Flüssigkeiten durch Rohre und werden in den meisten industriellen Prozessen eingesetzt. Es gibt verschiedene Kategorien von Durchflussmessern. Um den für eine bestimmte Anwendung am besten geeigneten Typ auszuwählen, ist es wichtig, die Prozessbedingungen, den gewünschten Bereich und die Genauigkeit, die Anforderungen an die Sauberkeit des Mediums und die Tatsache, ob das Gerät zur Messung von Flüssigkeiten oder Gasen verwendet werden soll, zu berücksichtigen.
Was ist die Definition eines Durchflussmessers?
Man unterscheidet zwischen einem Volumen- und einem Massendurchflussmesser. Ein Volumendurchflussmesser ist ein vielseitiges Instrument, das die Menge an Flüssigkeit (Volumen) misst, die in einer bestimmten Zeit durch einen bestimmten Punkt fließt. Dieses Gerät misst das Volumen und den Durchfluss des Fluids, das durch eine Rohrleitung fließt, in der Regel ein flüssiger Durchfluss wie Wasserein Gasdurchfluss und ein Dampfmenge.
Einige Messgeräte messen den Massendurchfluss, d. h. die Masse der Flüssigkeit, die in einem bestimmten Zeitraum durch ein Rohr strömt. Die Umrechnung zwischen Volumenstrom und Massenstrom ist möglich, wenn die Dichte des Fluids bekannt ist und auch andere Eigenschaften wie Druck und Temperatur bekannt sind.
Anmerkung: Durchflussmesser und Durchflussanzeiger sollten nicht verwechselt werden, da Durchflussanzeiger nicht den Wert der Durchflussmenge messen, sondern lediglich anzeigen, ob sich Flüssigkeit in einem Kreislauf bewegt oder nicht.
Was ist die Maßeinheit für den Durchfluss?
Der volumetrische Durchfluss zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten und Gasen, der üblicherweise durch das Symbol Q dargestellt wird, wird normalerweise in m3/h oder l/s angegeben.
Der Massendurchfluss wird in Gramm pro Sekunde (g/s) oder Kilogramm pro Stunde (kg/h) angegeben. Ein häufiger Fehler, der bei der Installation von Durchflussmessern gemacht wird, ist die Verwechslung von Gesamtzählern mit den Einheiten für den Durchfluss.
Summenzähler messen den Durchfluss, der seit dem ersten Einschalten durch den Zähler geflossen ist.
Wie wählt man einen Durchflussmesser richtig aus?
Moderne Durchflussmesser werden mithilfe zahlreicher Technologien hergestellt, die sich eine Vielzahl physikalischer Phänomene zunutze machen. Ihre Suche und Auswahl erfordert die Überprüfung einer Reihe von Parametern.
Da Durchflussmesser für Flüssigkeitsanwendungen und solche für Gasanwendungen nicht gleich sind, müssen Sie berücksichtigen, was durch die Rohrleitung fließen wird.
So müssen Sie beispielsweise wissen, ob Sie den Durchfluss einer Flüssigkeit, eines Gases (z. B. Luft) oder eines Dampfes messen.
- Volumen- oder Massendurchflussmesser
Die meisten Durchflussmesser können Volumenströme messen, aber in manchen Fällen möchten Sie vielleicht auch Massenströme messen.
- Betriebsbedingungen der Flüssigkeit
Wie hoch ist der maximale Druck der zu messenden Flüssigkeit?
Wie hoch ist die minimale und maximale Temperatur der zu messenden Flüssigkeit?
Die Fähigkeit eines Sensors, die Temperatur zu messen, hängt von seinem Typ ab.
Manche Sensoren eignen sich nur für die Messung einer einzigen Temperatur, während andere einen breiten Temperaturbereich messen können.
Welche minimalen und maximalen Durchflussmengen werden Sie messen?
Größe des Kanals- Der Druckverlust
Bei einem geringen Durchfluss ist der Druckverlust, der durch die Installation eines Durchflussmessers induziert wird, ein wichtiger Kostenfaktor.
Den Druckverlust zu minimieren bedeutet, die Reibungsverluste in den Rohrleitungen zu minimieren.
Eines der Hauptziele bei der Konstruktion eines Durchflussmessers ist es, den durch Reibung verursachten Druckverlust so weit wie möglich zu minimieren.
Der Druckverlust über einen Durchflussmesser sollte minimal und unter verschiedenen Betriebsbedingungen konstant sein.
- Die äußere Umgebung
- Bedingungen für die Installation:
generell sollten auch die Bedingungen für die Installation zukünftiger Durchflussmesser berücksichtigt werden.
Wenn ein Rohrleitungsnetz Bögen, Ventile, Durchmesseränderungen und andere Unregelmäßigkeiten aufweist, entstehen Störungen im Flüssigkeitsstrom, und einige Messtechnologien reagieren empfindlich auf diese Störungen.
Um Messfehler aufgrund dieser Störungen zu vermeiden, muss genügend gerade Rohrlänge vor dem Durchflussmesser platziert werden, damit der Fluss des Fluids nicht gestört wird.
Diese gerade Rohrlänge vor dem Durchflussmesser wird als Funktion des Rohrdurchmessers (DN) ausgedrückt.
Weitere Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, sind die Genauigkeit und Wiederholbarkeit des Durchflussmessers, aber auch das analoge oder impulsförmige Ausgangssignal und das Kommunikationsprotokoll.
- Die Genauigkeit muss stabil sein, d. h. die Veränderung des Messfehlers, wenn sich die Betriebsumgebung ändert, liegt innerhalb eines festen Bereichs.
- Der Durchflussmesser muss eine hohe Wiederholbarkeit aufweisen, d. h. die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen muss innerhalb eines festen Bereichs liegen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Zähler unter verschiedenen Druckbedingungen und mit variablen Eingangsströmen denselben Durchfluss messen kann.
- Das Ausgangssignal ist als 4-20mA, 0-10V, 4-20mA/0-10V, Impulse, HART-Digital, MODBUS-Ausgang verfügbar.
Wie funktioniert ein Durchflussmesser und was ist sein Prinzip?
Haben Sie sich schon einmal gefragt, nach welchem Prinzip ein Durchflussmesser funktioniert? Lassen Sie uns die verschiedenen beliebten Technologien zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten, Gasen und Dampf diskutieren.
Welche verschiedenen Technologien von Durchflussmessern gibt es?
Elektromagnetische Durchflussmesser bestehen aus einem Transmitter und einem Sensor, die den Durchfluss messen.
Wenn eine Flüssigkeit durch eine Rohrleitung fließt, misst der Sensor des elektromagnetischen Durchflussmessers, der außen angebracht ist, eine induzierte Spannung, die von der Flüssigkeit erzeugt wird. Der Transmitter misst die vom Sensor erzeugte Spannung und wandelt sie in einen Wert für den Durchfluss um. Ein elektromagnetischer Durchflussmesser misst die Durchflussmenge unter Verwendung eines Elektrodenpaars und einer Ansammlung von Spulen. Die Spulen des elektromagnetischen Durchflussmessers werden vom Transmitter infolge angelegter Ströme angetrieben. Wenn sie mit Strom versorgt werden, bildet sich zwischen den beiden Spulen ein Magnetfeld. Wenn das Rohr gefüllt wird und die Flüssigkeit zu fließen beginnt, trennt die Kraft des Magnetfelds die negativ und positiv geladenen Teilchen von der Flüssigkeit.
Das Faradaysche Gesetz, das mathematisch durch E = k*B*D*V beschrieben wird, ist ein Strömungsprinzip magnetischer Durchflussmesser.
Die induzierte Spannung (E) ist direkt proportional zur Geschwindigkeit (V) der im Magnetfeld (B) fließenden Flüssigkeit.
Die Elektrodenschaltung überträgt die induzierte Spannung auf den Sender, der die Geschwindigkeit in ein quantitatives Maß umwandelt.
Die Volumenmenge der Flüssigkeit wird anhand dieser bekannten Geschwindigkeit und der Fläche der Leitung geschätzt.
Warum sollte man sich für einen elektromagnetischen Durchflussmesser entscheiden?
- Wirtschaftlich für Flüssigkeiten wie Wasser, Abwasser, aggressive Chemikalien und Schlamm
- Geringer Wartungsaufwand (nicht anfällig für Partikel, keine beweglichen Teile, keine Verstopfungen)
- Große Vielfalt an Anwendungen (Beschichtungsmaterialien, Elektrodenoptionen, Rohrdurchmesser)
- Bidirektionale Messung
- Hohe Messdynamik (Messung von sehr kleinen und sehr großen Volumenströmen)
Ultraschall-Durchflussmesser :
Methode der Laufzeitdifferenz. Diese Methode beruht auf der Tatsache, dass die Übertragungsgeschwindigkeit eines Ultraschallsignals von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums abhängt. Eine Ultraschallwelle, die sich mit der Strömung bewegt, bewegt sich schneller als eine Welle, die sich gegen die Strömung bewegt. Zwei Sensoren werden gegenüberliegend an der Außenwand des Rohrs angebracht. Die Sensoren senden abwechselnd jeweils einen Ultraschallimpuls aus und erfassen die Laufzeitdifferenz des Impulses, um die Durchflussmenge zu berechnen.
Warum sollte man sich für einen Ultraschall-Durchflussmesser entscheiden?
Nicht-intrusive Ultraschall-Durchflussmesser mit Klammern bieten viele Vorteile:
- Hohe Dynamik der Messungen
- Keine Unterbrechung des Prozesses bei der Installation
- Kein direkter Kontakt mit der Flüssigkeit
- Geringe Installationskosten
- Geringer Wartungsaufwand
- Erhältlich als tragbarer Ultraschall-Durchflussmesser
Differenzdruck-Durchflussmesser und Druckminderer
Die Technologie durch Differenzdrucksensor (DP) für die Durchflussmessung mit Hilfe von Druckorganen verwendet eine Variation des Bernoulli-Prinzips, um den Volumenstrom einer Flüssigkeit durch ein Rohr zu messen.
In unserer Anwendung des Bernoulli-Prinzips wird festgelegt, dass die Strömungsgeschwindigkeit steigt und der Druck sinkt, wenn die Strömung durch eine Drossel im Rohr fließt. Dadurch lässt sich der Differenzdruck über der Drosselung bestimmen. Die Quadratwurzel dieses Differenzdrucks ist proportional zur Durchflussmenge. Ein Differenzdruck-Durchflussmesser (DP) besteht aus zwei Elementen, einem Primärelement, das einen Druckabfall verursacht, und einem Sekundärelement (einem Drucksensor) zur Messung des Differenzdrucks.
Warum sollte man sich für einen Differenzdruck-Durchflussmesser und ein deprimierendes Organ entscheiden?
- Einfache Vorrichtung ohne bewegliche Teile
- Wirtschaftlich
- Installation in jeder beliebigen Position
- Breites Spektrum an Anwendungen und Prozessen (Gase, Flüssigkeiten, Dampf)
Wie installiert man einen Durchflussmesser?
Denken Sie bei der Installation von Durchflussmessern daran, den Zähler in einem geraden Abschnitt der Rohrleitung zu installieren, um Störungen durch Bögen, Ventile und andere Hindernisse zu eliminieren.
Wie konfiguriere ich einen Durchflussmesser?
Wenn Sie einen Durchflussmesser einrichten wollen, müssen Sie die Inbetriebnahme durchführen.
Die Inbetriebnahme
Das Aufstellen der Instrumente und das Anschließen der Rohre wird als Inbetriebnahme bezeichnet.
Dies ist eine komplexe Arbeit, die ein Team von qualifizierten Personen mit großer Erfahrung erfordert.
Dies kann von ausgebildeten Technikern für Instrumente oder von den technischen Abteilungen des Herstellers durchgeführt werden.
Die Ausbildung zum Durchflussmesser
Der Schritt der Benutzerschulung ist sehr wichtig, um den Durchflussmesser entsprechend den Erwartungen zu konfigurieren.
Diese Schulung stellt sicher, dass Sie das nötige Wissen haben, um den Bildschirm des Durchflussmessers zu lesen, das Konfigurationsmenü zu nutzen und die Einstellungen vorzunehmen.
So können Sie alle Ihre Fragen stellen.
Welche Wartung sollte ein Durchflussmesser haben?
Die Bedeutung einer effiziente und regelmäßige Wartung von Durchflussmessern ist, dass sie bei ihrem normalen Betrieb einer Vielzahl von Verunreinigungen ausgesetzt sind.
Diese können in Form von schwebenden Feststoffen, die vom Messmedium transportiert werden (wie z. B. Schmutz im Wasser), oder in Form von flüssigen/festen Ablagerungen, die sich auf der Außenfläche des Durchflussmessers gebildet haben (wie z. B. Kesselstein oder korrosive Stoffe), auftreten. Um das Risiko von Verschmutzungen zu minimieren und eine genaue Messung über lange Zeiträume zu gewährleisten, muss der Durchflussmesser regelmäßig gereinigt werden.
Idealerweise sollte ein Durchflussmesser einmal im Jahr gereinigt werden, wenn er besonders schwierigen Bedingungen ausgesetzt ist, sogar noch häufiger.
Die Reinigung von Inline-Durchflussmessern verlängert nicht nur ihre Lebensdauer, sondern gewährleistet auch jederzeit eine optimale Leistung.Eine regelmäßige Reinigung verhindert, dass sich Schmutz und andere Blockaden in Ihren Zählern ansammeln, beseitigt falsche Messwerte und stellt sicher, dass Sie bei jedem Gebrauch einen genauen Messwert erhalten.
Nicht-intrusive Durchflussmesser haben den Vorteil, dass sie nicht direkt mit der Flüssigkeit in Berührung kommen und keine Wartung erfordern.
Die Kalibrierung ist wichtig, da sie die Genauigkeit der Messwerte gewährleistet. Wenn ein Zähler nicht richtig kalibriert ist, liefert er keine zuverlässigen Daten, die für die Wartung und Verbesserung der Anlage verwendet werden können. Es ist auch wichtig, Zähler vor der Inbetriebnahme zu kalibrieren, da eine schlechte Kalibrierung dazu führen kann, dass die Genauigkeit im Laufe der Zeit abnimmt. Eine Kalibrierung stellt sicher, dass die Messungen an einem konstanten Punkt vorgenommen werden, der jedes Mal genaue Ergebnisse liefert.
Der beste Weg, um die kontinuierliche Genauigkeit Ihrer Geräte zu gewährleisten, ist die Inanspruchnahme von Dienstleistungen zur ständigen Überprüfung, Wartung und Kalibrierung.
Ein gut gewarteter Durchflussmesser wird effizienter arbeiten als ein nicht gewarteter, was sich in geringeren Betriebskosten für Ihr Unternehmen niederschlägt.
Wie testet man einen Durchflussmesser und wie kalibriert man einen Durchflussmesser?
Ein Durchflussmesser muss regelmäßig kalibriert werden, um sicherzustellen, dass er weiterhin genaue Messwerte liefert.
DieKalibrierung ist der Prozess, bei dem überprüft wird, ob das Messgerät richtig funktioniert und genaue Messwerte liefert.
Die Kalibrierung muss gemäß den Spezifikationen des Herstellers durchgeführt werden, normalerweise jedes Jahr.
Die Kalibrierung des Durchflussmessers beinhaltet den Vergleich seines Ausgangs mit einem bekannten Eingang.
Dies kann durch die Verwendung einer externen Referenz erreicht werden, indem die Ausgabe mit einem anderen Gerät, wie z. B. einem sekundären Durchflussmesser, verglichen wird.Die Kalibrierung wird normalerweise vom Hersteller oder Lieferanten der Durchflussmessgeräte durchgeführt. Wenn die Garantiezeit jedoch abgelaufen ist oder der Hersteller oder Lieferant keinen Kalibrierungsservice anbietet, können Sie Ihr Durchflussmessgerät zur Kalibrierung an ein Fachunternehmen schicken.
Welche Anwendungsbereiche gibt es für Durchflussmesser?
Die verschiedenen Kategorien von Durchflussmessern werden zur Messung und Steuerung des Durchflusses in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter die Papierindustrie, Bergbau und die Metallurgie, Wasser und AbwasserDie meisten von ihnen sind in der Lebensmittelindustrie tätig, Chemie und Petrochemie, Öl und Gas.
Ihr Einsatz eignet sich für ein breites Spektrum an Anwendungen, von sauberen oder verschmutzten Flüssigkeiten über hochkorrosive oder abrasive Gase bis hin zu gesättigtem und überhitztem Dampf. Je nach Anwendung und Einschränkungen in der industriellen Umgebung muss die richtige Technologie ausgewählt werden.
Fuji Electric Deutschland hilft Ihnen gerne dabei, den richtigen Durchflussmesser für Ihre Anwendung zu finden.
ref: FSV-L
