Wie misst man den Massen- oder Volumenstrom von Flüssigkeit, Wasser, Gas oder Dampf?
Unsere Experten erklären Ihnen die Definition, die Funktionsweise und das Prinzip und stellen Ihnen die verschiedenen Arten von Durchflussmessern, ihre Installation und Wartung vor.
Alles über die Messung des Durchflusses.
Durchflussmesser messen den Durchfluss von Flüssigkeiten durch Rohre und werden in den meisten industriellen Prozessen eingesetzt. Es gibt verschiedene Kategorien von Durchflussmessern.
Bei der Auswahl des für eine bestimmte Anwendung am besten geeigneten Durchflussmessertyps müssen die Prozessbedingungen, der gewünschte Bereich und die Genauigkeit, die Anforderungen an die Sauberkeit des Mediums und die Tatsache, ob der Durchflussmesser zur Messung von Flüssigkeiten oder Gasen verwendet werden soll, berücksichtigt werden.
Was ist die Definition eines Durchflussmessers?
Man unterscheidet zwischen dem Volumendurchflussmesser und der Massendurchflussmesser. Ein volumetrischer Durchflussmesser ist ein vielseitiges Instrument, das die Menge an Flüssigkeit (Volumen) misst, die in einem bestimmten Zeitraum durch einen bestimmten Punkt fließt. Dieses Gerät misst das Volumen und den Durchfluss der Flüssigkeit, die 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?
Die Volumenstrom zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten und Gasen, meist durch das Symbol Q dargestellt, 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?
Die 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 Faradays GesetzDas mathematisch als E = k*B*D*V beschriebene Strömungsprinzip ist ein Prinzip 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 :
Ultraschall-Durchflussmessgeräte verwenden die Laufzeitdifferenzmethode oder den Dopplereffekt. Die Laufzeitmethode 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?
Das Technologie von Ultraschall-Durchflussmessern mit nicht-intrusiven Klemmen bieten viele Vorteile und Revolutioniert die Durchflussmessung im Laufe der Geschichte :
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 der Das Bernoulli-Prinzipist festgelegt, dass die Geschwindigkeit der Strömung zunimmt und der Druck abnimmt, wenn die Strömung durch eine Drossel in der Rohrleitung fließt. Dadurch ist es möglich, den Differenzdruck durch die Drosselung zu bestimmen. Die Quadratwurzel dieses Differenzdrucks ist proportional zum Durchfluss. Ein Differenzdruck-Durchflussmesser 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 eines Durchflussmessers
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
Die Schulung des Instruments für den Benutzer ist sehr wichtig, um den Durchflussmesser wie erwartet zu konfigurieren.
Diese Schulung gewährleistet die Kenntnis des Wissens, das für die Ablesung, den Bildschirm des Durchflussmessers, die Verwendung des Konfigurationsmenüs und der Parameter erforderlich ist.
Sie werden in der Lage sein, alle Ihre Fragen zu 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 genaue Messwerte gewährleistet. Wenn ein Messgerät nicht korrekt kalibriert ist, liefert es keine zuverlässigen Daten, die für die Wartung und Verbesserung der Anlage verwendet werden können. Es ist auch wichtig, Messgeräte zu kalibrieren, bevor sie in Betrieb genommen werden, da eine schlechte Kalibrierung im Laufe der Zeit zu einer Abnahme der Genauigkeit führen kann. Eine Kalibrierung trägt dazu bei, dass die Messungen an einem konsistenten Punkt durchgeführt 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.
Bei der Kalibrierung wird überprüft, ob das Messgerät ordnungsgemäß funktioniert und genaue Messungen liefert.
Die Kalibrierung sollte gemäß den Herstellerangaben erfolgen, in der Regel jährlich.
Bei der Kalibrierung des Durchflussmessers wird der Ausgang mit einem bekannten Eingang verglichen.
Dies kann durch die Verwendung einer externen Referenz erreicht werden, indem der Ausgang mit einem anderen Gerät, wie z. B. einem sekundären Durchflussmesser, verglichen wird. Eine professionelle Kalibrierung des Gerätes wird in der Regel durch den Hersteller oder Lieferanten des Durchflussmessgerätes durchgeführt. Wenn die Garantiezeit jedoch abgelaufen ist oder der Hersteller oder Lieferant keinen Kalibrierservice anbietet, können Sie Ihren Durchflussmesser zur Kalibrierung an ein spezialisiertes Unternehmen senden.
Welche Anwendungsbereiche gibt es für Durchflussmesser?
Die verschiedenen Kategorien von Durchflussmessern werden für die Messung und Kontrolle des Durchflusses in mehreren Anwendungen, darunter Die Papier- und Kartonindustrie, Bergbau und die Metallurgie, Sauberes Wasser und AbwasserDie meisten von ihnen sind in der Lebensmittelindustrie tätig, Chemie und Petrochemie, Öl und Gas.
Sie eignen sich für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen, von sauberen oder geladenen Flüssigkeiten über hochkorrosive oder abrasive Gase bis hin zu gesättigtem und überhitztem Dampf. Die richtige Technologie sollte je nach Anwendung und den Einschränkungen der industriellen Umgebung ausgewählt werden.
Fuji Electric Deutschland hilft Ihnen gerne dabei, den richtigen Durchflussmesser für Ihre Anwendung zu finden.
