Durchflussmessung mit variabler Drosselblende.
Durchflussmessung mit variabler Drosselblende. (Bild: Webtec)

Bei einigen Anwendungen wird die Durchflussmessung zur Beobachtung von Trends benötigt, wie beispielsweise bei einem Vergleich der aktuellen Durchflussmenge gegenüber der Vorwoche. Eine Durchflussmessung kann auch notwendig sein, um die Leistung mit anderen Systemen oder mit den Angaben eines Herstellers zu vergleichen. Die Genauigkeit wird in der Regel vom Hersteller des Durchflussmessgeräts als Prozentwert angegeben, um auf die zulässige Fehlertoleranz hinzuweisen. Diese Angaben müssen nachvollziehbar sein und auf dem Zeitpunkt basieren, zu dem das Durchflussmessgerät das letzte Mal kalibriert und nach Herstellerangaben in Betrieb genommen wurde.

Normalerweise wird der Grad der Genauigkeit als Prozentwert auf der Seite des Maximalwertes oder des Skalenendwertes oder als Prozentwert des gemessenen oder des angezeigten Wertes angegeben. Diese Auswirkungen lassen sich am Energieverlust messen, der durch das Instrument entsteht – besser bekannt als Druckabfall (∆P) innerhalb des Geräts. Hierbei sind zweierlei Auswirkungen festzustellen: Erhöhung des Zulaufdrucks und Wärmeerzeugung.

Und was geschieht, wenn Sie den Durchfluss nicht messen? Kommt die Antwort: Nichts, die Messung gehört eben zu den zahlreichen Faktoren, die wir betrachten, wird offensichtlich mit einem sehr kleinen Budget gearbeitet. Wenn die Antwort dagegen lautet: Der PLC wird davon ausgehen, dass die Maschine wegen eines Defekts bei der Schmierung angehalten hat, dann können Sie sich wohl vorstellen, welches  Budget Sie einplanen müssen, damit das nicht passiert.

Die gängigsten Typen

Das Konzept der Durchflussverlagerung eines Objekts – in der Regel eines Kolbens oder eines Rings – bildet die Grundlage der einfachen Durchflussmessgeräte mit variabler Drosselblende. Das Moment des Fluids übt eine Kraft auf einen Kolben aus, der durch eine Feder in seiner Lage gehalten wird. Die Genauigkeit derartiger Instrumente liegt in der Regel zwischen zwei und fünf Prozent des Skalenendwerts.

Bei Zahnrad-Durchflussmessgeräten handelt es sich um Durchflussmessgeräte mit Verdrängerzähler. Im Inneren ähneln sie einem Motor mit Zahnradantrieb. Das Fluid strömt von außen um ein Paar ineinander greifender Zahnräder, die jeweils um eine Welle drehen. Über einem der Zahnräder ist ein Messumformer montiert, der jedes Mal, wenn ein Zahn des Zahnrads unter ihm hindurch läuft, einen Impuls erzeugt. Die Drehung der Zahnräder verhält sich proportional zur Durchflussmenge. Manchmal werden zwei Messumformer verwendet, um die Strömungsrichtung zu ermitteln und die Auflösung zu verbessern.

Bei einer Durchflussturbine wiedrum sitzt ein Turbinenrad auf einer Welle zwischen zwei Strömungsberuhiger-Sätzen. Das Fluid durchströmt das Durchflussmessgerät und versetzt die Turbinenblätter in Bewegung. Wie beim Zahnrad-Durchflussmessgerät ist auch hier ein Messumformer eingebaut, der sich über der Turbine befindet und jedes Mal, wenn ein Turbinenblatt unter ihm hindurch läuft, einen Impuls erzeugt. Die Frequenz des Messumformers verhält sich proportional zur Durchflussmenge über einen begrenzten Bereich.

Ovalradzähler hingegen ähneln konventionellen Zahnrad-Messinstrumenten, arbeiten jedoch mit zwei elliptischen Zahnrädern, die zusammen in einem Gehäuse im 90-Grad-Winkel zueinander drehen. Das Fluid wird durch die Zahnräder um die Kammer herum gewirbelt; die Drehzahl hängt direkt vom Volumen des Fluids ab, das durch das Instrument strömt. bf

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