Durchflussmesser für Wasser und andere Medien

Viele Industriebereiche sind auf die exakte Messung von Massen- und Volumenströmen zur Überwachung von Prozessabläufen angewiesen. Dazu gehört beispielsweise die sachgerechte Befüllung von Behältern und Chemiereaktoren, die Überwachung des Durchflusses von verschiedenen Medien durch Rohrleitungen oder auch die Dosierung und Zuteilung von Stoffen bei chemischen Industrieprozessen. Hierfür ist der Einsatz von Durchflussmessern unabdingbar. Durchflussmesser sind grundsätzlich für alle fluiden Medien verfügbar. Die Messgeräte unterscheiden sich sowohl im Aufbau und dem Messprinzip als auch in ihrer Genauigkeit und Robustheit. Vor der Auswahl eines Gerätes sollte man sich daher genau über die Anforderungen klar sein, die das Durchfluss-Messgerät erfüllen muss.

Verschiedene Methoden zur Durchflussmessung – Masse oder Volumen

Für Durchfluss-Volumen- oder Massedurchflussmessungen von Flüssigkeiten oder Gasen durch geschlossene Leitungen stehen analoge und digitale elektronische Durchflussmesser zur Auswahl. Bei der Volumen-Durchflussmessung wird die Gesamtmenge eines Mediums ermittelt, das innerhalb einer bestimmten Zeit durch die Leitung fließt. Solche Messungen sind beispielsweise für die Befüllung von Behältern von Bedeutung. Bei der Messung des Massenstroms wird das Volumen ermittelt, das pro Zeiteinheit durch eine Rohrleitung transportiert wird, beispielsweise Liter pro Minute. Bei Kenntnis der Dichte des Mediums ist damit auch die Masse bestimmt.

 

Diese Angaben werden zum Beispiel für die exakte Steuerung von chemischen Reaktionen vor allem in der Industrie benötigt, wenn eine bestimmte Masse von Stoff A mit Stoff B umgesetzt werden soll.

Zwei verschiedene Verfahren zur Volumen-Durchflussmessung

Durchflussmesser für das Wirkdruckverfahren

Ein vielseitig anwendbares und robustes Verfahren ist das sogenannte Wirkdruckverfahren. Das Messprinzip beruht auf der Verengung innerhalb der Rohrleitung. An dieser Engstelle kommt es zu einer Druckerhöhung, da die kinetische Energie des Mediums in Druck umgesetzt wird. Der gemessene Druck vor und nach der Verengung wird über einen Durchflusssensor im Messgerät überwacht und darüber wird anschließend die Fließgeschwindigkeit errechnet.

Je nach Bauart des Gerätes besteht die Verengung aus einer Blende, einer Düse oder einem sogenannten Venturirohr.

Strömungsmesser, die auf diesem Prinzip aufgebaut sind, sind zur Messung des Durchflusses von Gasen und Flüssigkeiten wie Wasser geeignet und arbeiten auch bei hohen Drücken und Temperaturen.

Einsatz von Schwebekörper-Durchflussmessern für flüssige und gasförmige Medien

Mit Hilfe von einem Schwebekörper-Durchflussmesser kann der Durchfluss von Flüssigkeiten oder Gasen auf einfache Weise verhältnismäßig genau gemessen werden. Bei diesen Messgeräten befindet sich ein Schwebekörper aus Glas, Edelstahl, Korund oder Titan in einem senkrecht gestellten und sich nach oben konisch erweiternden Rohr. Das aufwärtsströmende Medium hebt diesen so lange an, bis sich die auf ihn wirkenden Kräfte im Gleichgewicht befinden.

Über die Steighöhe des Schwebekörpers, die auf einer Messskala abgelesen wird, kann der Durchfluss direkt bestimmt werden. Durchflussmesser sind in der Regel für Luft oder Wasser geeicht. Werden diese Strömungsmesser für andere Medien eingesetzt, müssen die gemessenen Werte entsprechend umgerechnet werden.

Welche Verfahren zur Messung des Massedurchfluss gibt es?

Hierfür stehen Messsysteme zur Verfügung, die auf dem sogenannten Kapillarverfahren beruhen. Dabei durchströmt das Medium eine beheizte Kapillare. Die Abkühlung der Kapillarwand durch das strömende Medium wird direkt gemessen und darüber der Massefluss ermittelt. Nach diesem Prinzip können nicht nur Gasströme, sondern auch Flüssigkeitsströme gemessen werden.

Was muss bei der Auswahl eines Messgerätes zur Messung des Durchfluss beachtet werden?

Für die Auswahl des geeigneten Strömungsmessers sind insbesondere die Eigenschaften des zu messenden Mediums, wie Dichte, Viskosität sowie dessen Temperatur, thermische Leitfähigkeit und Dampfdruck bestimmende Größen. Weitere wesentliche Kriterien, die die Auswahl beeinflussen, sind Angaben zur Anwesenheit von Trübstoffen und Schwebeteilchen. Für blasenbildende oder schäumende Flüssigkeiten sind gängige Durchflussmesseinrichtungen allerdings weniger geeignet.

 

So kann für die Durchflussmessung von Wasser die Wahl auf einen Durchflussmesser fallen, der nach dem Wirkdruckverfahren misst, während für Gase bzw. Luft ein Gerät besser geeignet ist, welches nach dem kalorimetrischen Verfahren arbeitet.

Genauso gut kann für beide Anwendungen ein relativ einfach aufgebautes Messgerät ausreichen. In diesem Fall fällt die Wahl eher auf einen Schwebekörper-Durchflussmesser. Daneben müssen die minimalen und maximalen Druck- und Temperaturbereiche bekannt sein und es muss bedacht werden, ob Druckschwankungen wahrscheinlich sind oder ob plötzliche Temperaturänderungen auftreten können. Bereits zu Beginn muss bei der Auswahl des geeigneten Gerätes berücksichtigt werden, ob der Durchfluss kontinuierlich gemessen werden soll (Anzeige des Momentwertes) oder ob eine Zusammenfassung der durchflossenen Menge ausreichend ist. Auch eine Kombination ist aus beiden Varianten ist möglich.

Weiterhin steht die Frage im Raum, ob eine analoge, digitale oder kombinierte Übertragung erfolgen soll und ob die Werte nur lokal oder auch extern benötigt werden.

Durchflussmesser für Wasser, Luft und Co. – das richtige Modell muss wohl überlegt sein

Die Frage nach dem richtigen Gerät zur Durchflussmessung ist damit nicht so trivial, wie sie zunächst scheint. Daher müssen die Anforderungen, die an ein Durchfluss-Messgerät gestellt werden, im Vorfeld genau bekannt sein und sorgfältig überlegt werden, um die richtige Wahl treffen zu können.

  

Wichtig ist es, sich über die verschiedenen Medien und deren Eigenschaften klar zu werden.

Sie müssen die Eigenschaften des Elements kennen, mit dem Sie arbeiten. Erst dann kann bestimmt werden, welcher Durchflussmesser ideal für Ihre Anforderungen ist.