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1.0: Druckmessgeräte - Geowissenschaften

1.0: Druckmessgeräte - Geowissenschaften


Atmosphärendrucksensoren heißen Barometer. Fast alle Barometer messen den Druck Unterschied zwischen dem atmosphärischen Druck auf einer Seite des Sensors und einem Referenzdruck auf der anderen Seite. Bei den meisten Barometern beträgt der Referenzdruck a Vakuum (Nulldruck).

Aneroidbarometer Verwenden Sie eine gewellte Metalldose (die aneroides Element) mit einem Vakuum in der Dose. Eine Feder drückt die Dosenseiten nach außen gegen die nach innen drückende Atmosphärendruckkraft. Das relative Aufblasen der Dose wird mit Hebeln und Zahnrädern gemessen, die die winzige Auslenkung der Dose verstärken und das Ergebnis als bewegliche Nadel auf einem Barometer oder einen beweglichen Stift auf einem anzeigen Barograph (ein Aufzeichnungsbarometer). Die Skala eines Aneroidbarometers kann kalibriert werden, um in beliebigen Druckeinheiten abzulesen (siehe Tabelle 1-3).

Quecksilber (Hg) Barometer (entwickelt von Evangelista Torricelli im 17. Jahrhundert) bestehen aus einem U-förmigen Glasrohr, das an einem Ende geschlossen ist. Das geschlossene Ende hat ein Vakuum und das andere Ende ist offen für Atmosphärendruck. Zwischen dem Vakuum und der Luft befindet sich im Inneren der Röhre eine Quecksilbersäule, deren Gewicht den atmosphärischen Druck ausgleicht.

Der atmosphärische Druck ist proportional zum Höhenunterschied ∆z zwischen dem oberen Ende der Quecksilbersäule auf der Vakuumseite und der Höhe auf der zur Atmosphäre offenen Seite des U-Rohrs. Typische ∆z-Skalen sind Millimeter Quecksilber (mm Hg), Zentimeter Quecksilber (cm Hg), oder Zoll Quecksilber (in Hg). Um das Höhensignal zu verstärken, Gegenbarometer (entwickelt von Christiaan Huygens in den 1600er Jahren) verwenden Quecksilber auf einer Seite des U-Rohrs und eine andere Flüssigkeit (z. B. Alkohol) auf der anderen.

Weil Quecksilber ein Gift ist, modern Torricelli (U-Rohr-)Barometer verwenden stattdessen eine schwere Flüssigkeit auf Siliziumbasis. Außerdem verwenden sie anstelle eines Vakuums als Referenzdruck eine feste Gasmenge im geschlossenen Ende des Rohrs. Alle Barometer von Torricelli erfordern aufgrund der thermischen Ausdehnung der Flüssigkeit Temperaturkorrekturen.

Elektronische Barometer eine kleine Dose mit einem Vakuum oder einer festen Gasmenge im Inneren haben. Die Durchbiegung der Dose wird durch Dehnungsmessstreifen oder durch Kapazitätsänderungen zwischen dem oberen und unteren Metallende einer ansonsten nicht leitenden Dose gemessen. Digitale Barometer sind elektronische Barometer, die eine Analog-Digital-Schaltung enthalten, um Druckdaten an digitale Computer zu senden. Mehr Infos zu allen Wetterinstrumenten finden Sie in der WMO-Nr. 8 Leitfaden für meteorologische Instrumente und Beobachtungsmethoden.


1.0: Druckmessgeräte - Geowissenschaften

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Kein Druck: NSF-Test stellt fest, dass die Eliminierung von Fristen die Zahl der Förderanträge halbiert

In den letzten Jahren hatte die National Science Foundation (NSF) in Arlington, Virginia, mit der Logistik der Bewertung einer steigenden Zahl von Förderanträgen zu kämpfen, was die Förderquoten auf historische Tiefststände getrieben hat. Jährliche oder halbjährliche Förderfristen führen zu enormen Einreichungsspitzen, die wiederum den Programmverantwortlichen, die Gutachtergremien organisieren müssen, Kopfzerbrechen bereiten. Jetzt hat ein Teil der Agentur ein potenziell leistungsstarkes neues Werkzeug gefunden, um die Spitzen zu glätten und die Anzahl der Angebote zu reduzieren: Es kann Fristen einfach eliminieren.

Diese Woche enthüllte der stellvertretende Direktor für Geowissenschaften Roger Wakimoto bei einer Sitzung des NSF-Beratungsausschusses für Geowissenschaften die vorläufigen Ergebnisse eines Pilotprogramms, bei dem die Fristen für Zuschussanträge zugunsten einer jederzeitigen Einreichung aufgehoben wurden. Die Zahlen waren überwältigend. In vier Stipendienprogrammen gingen die Vorschläge um 59 % zurück, nachdem die Fristen abgeschafft wurden. „Wir haben etwas gefunden, das viele Programme rund um die Stiftung nutzen können“, sagte Wakimoto am 13. April vor dem Beirat.

Die Idee ist eine von mehreren, die NSF getestet hat, um die Belastung des Leistungsbewertungssystems zu verringern. Die Idee ohne Deadline begann vor einigen Jahren mit einem kleinen Stipendienprogramm für Instrumente und Einrichtungen im Bereich Geowissenschaften des Direktorats Geowissenschaften. Nach der Umstellung im Jahr 2011 verzeichnete das Programm einen Rückgang der Vorschläge um mehr als 50 % – und diese Zahl ist seitdem konstant geblieben.

Aber viele Leute bezweifelten, dass die NSF den gleichen Effekt sehen würde, wenn Beamte die Fristen für eines ihrer regulären Wissenschaftsstipendienprogramme fallen ließen, sagt Alex Isern, der Leiter der Abteilung für Oberflächenprozesse der Erde. Also beschloss sie, es auszuprobieren. Für vier ihrer Stipendienprogramme in den Bereichen Geobiologie und Tieftemperatur-Geochemie, Geomorphologie und Landnutzungsdynamik, hydrologische Wissenschaften sowie Sedimentgeologie und Paläobiologie hat sie die zweimal jährlich stattfindenden Fristen gestrichen. Die NSF hat Anfang 2015 eine Mitteilung über die Änderung verschickt, und nach einer dreimonatigen Antragspause begann im April 2015 der Ansatz ohne Fristen. Die Zahl der Anträge sank von 804 im Jahr 2014 auf nur noch 327 in den elf Monaten von April 2015 bis März.

Einige NSF-Programme, wie zum Beispiel in der Abteilung für Atmosphären- und Geo- und Raumfahrtwissenschaften, kamen immer ohne Fristen aus. Aber Isern glaubt, dass dies der erste Fall ist, in dem NSF den Wechsel wie ein kontrolliertes Experiment verfolgt hat. Auswirkungen auf die Demografie der Bewerber, wie das Alter des Studienleiters oder die Art der Hochschule, von der er sich bewirbt, habe es bislang nicht gegeben. Aufgrund einer Verzögerung bei Entscheidungen hat sie den erwarteten Anstieg der Erfolgsraten noch nicht gemessen.

Das Feedback der Wissenschaftler sei bislang gut, ergänzt Isern. In einem Bereich, in dem viele Wissenschaftler Feldarbeit leisten, erleichtert es die fehlende Frist für die Mitarbeiter, Zeit einzuplanen, zu der sie an einem Vorschlag arbeiten können. „Ich glaube, sie mögen die Flexibilität“, sagt sie. "Sie sind in der Lage, nachdenklicher zu sein." Ein Wissenschaftler sagte Isern jedoch, dass er sehr beschäftigt sei und ohne Frist nicht arbeiten könne. Ihre Antwort? "Ich habe Ihnen tatsächlich 365 Fristen gegeben."

Paul Bierman, Geologe an der University of Vermont in Burlington, hält den Umzug für eine „unglaublich gute Idee“ und rechnet mit steigenden Erfolgsquoten. Im Oktober 2015 reichten er und zwei Mitarbeiter einen zuvor abgelehnten Vorschlag für das Geomorphologieprogramm erneut ein: einen Antrag in Höhe von 265.000 USD für drei Jahre, um die Ausdünnung der Gletscher zu untersuchen, die sich in den letzten 20.000 Jahren aus Neuengland zurückgezogen haben. Bierman dachte, die drei würden nur etwa einen Monat brauchen, um ihren Vorschlag zu überarbeiten, aber das Fehlen einer Frist ermöglichte es ihnen, den Vorschlag über mehrere Monate auf Hochglanz zu bringen. Der Extra-Schliff hat sich offenbar gelohnt: Er erhielt diese Woche einen Fördervorschlag.

Der Wechsel wird „nach den höchstmotivierten Leuten und den Ideen filtern, für die Sie die größte Leidenschaft empfinden“, prognostiziert er. Wenn er in Gutachtergremien sitzt, stellt er fest, dass er in der Regel die Hälfte der Vorschläge sofort als voreilig oder unüberlegt ablehnen kann. „Meine Hoffnung ist, dass dies die unteren 50 % verbessert hat“, sagt er. „Das sind diejenigen, die Sie lesen und sagen: ‚Haben sie ihr Herz dabei?‘“

Carol Frost, Leiterin der Abteilung Geowissenschaften bei NSF, sagt, dass viele andere Programmmanager darüber nachdenken, die Idee auszuprobieren. „In der Stiftung wird viel geredet“, sagt sie. Sie hat jedoch eine Sorge: Wenn die Vorschläge zurückgehen und die Erfolgsraten steigen, könnten Programme dafür bestraft werden, dass sie höhere Erfolgsraten als ihre Mitbewerber haben. „Eines der Argumente für die Erhöhung der Budgets war: ‚Schauen Sie, wir haben einen solchen Angebotsdruck, geben Sie uns mehr Geld‘“, sagt sie. Das Experiment zeige, dass der Vorschlagsdruck leicht manipuliert werden kann, sagt sie. "Es ist keine gute Metrik, um zu entscheiden, ob ein bestimmtes Programm ein erhöhtes Budget verdient."


Flüssigkeitsgefülltes Messgerät

Bereiche
Vakuum / Compound bis 200 psi (16 bar)
Druck von 15 psi (1 bar) bis 15.000 psi (1.000 bar)
Druck von 15 psi (1 bar) bis 10.000 psi (700 bar) – Größe 2” oder andere äquivalente Druck- oder Vakuumeinheiten

Arbeitsdruck
2 & 2½”: Dauerhaft: ¾ Skalenendwert
Schwankend: 2/3 Skalenendwert
Kurze Zeit: Endwert

4”: Dauerhaft: Skalenendwert
Schwankend: 0,9 x Skalenendwert
Kurzzeitig: 1,3 x Endwert

Betriebstemperatur
Umgebung: -40 °F bis +140 °F (-40 °C bis +60 °C) - trocken
-4°F bis +140°F (-20°C bis +60°C) - mit Glyzerin gefüllt
-40°F bis +140°F (-40°C bis +60°C) - silikongefüllt
Mittel: +140°F (+60°C) maximal

Temperaturfehler
Zusätzlicher Fehler bei Temperaturänderungen von der Referenztemperatur von 68 °F (20 °C) ±0,4 % der Spanne pro 18 °F (10 °K) Anstieg oder Abfall.

Wetterschutz
Wetterfest (NEMA 4X / IP 66)

Druckanschluss
Material: Kupferlegierung
Lower Mount (LM) oder Center Back Mount (CBM) -
Untere Halterung (LM) oder untere hintere Halterung (LBM) - 4”
⅛” NPT, ¼” NPT oder ½” NPT beschränkt auf den Schlüsselflachbereich ABS (2” & 2½”) und Weißaluminium (4”)

Rohrfeder
2” (50 mm) ≤ 870 psi (60 bar): C-förmige Kupferlegierung
2” (50 mm) > 870 psi (60 bar): Spiralförmige Kupferlegierung
2½” (63 mm) ≤ 870 psi (60 bar): C-förmige Kupferlegierung
2½” (63 mm) > 870 psi (60 bar): Spiralförmige Kupferlegierung
2½” (63 mm) > 6.000 psi (400 bar) : Spiralförmiger Edelstahl
4" (100 mm) ≤ 1.000 psi (70 bar): C-förmige Kupferlegierung
4" (100 mm) > 1.000 psi (70 bar): Spiralförmiger Edelstahl

Bewegung
Kupferlegierung

Wählen
Weißes ABS (2” & 2½”) und weißes Aluminium (4”)

Zeiger
Schwarzes Aluminium

Fall
Edelstahl 304 mit Entlüftungsstopfen und Crimpring aus Edelstahl. Geeignet zum Abfüllen von Flüssigkeiten.

Gehäuseanschluss mit O-Ring abgedichtet, (O-Ring-Material abhängig von der Gehäusefüllung):


Über uns

BD | SENSORS ist ein mittelständisches Familienunternehmen, das großen Wert auf Unabhängigkeit und Nachhaltigkeit legt.

Was macht ein Familienunternehmen stark? Oder anders gefragt, worauf sollte sich ein Familienunternehmen stützen? Da Familie das Fundament eines größeren Ganzen ist, muss sich gerade ein Familienunternehmen an seiner Glaubwürdigkeit und Stabilität messen. Im verantwortungsvollen Umgang mit Kunden und Mitarbeitern müssen Entscheidungen gesund und nachhaltig sein.

BD|SENSORS ist so ein Familienunternehmen!
In drei Generationen im Unternehmen tätig und inhabergeführt, genau das bietet BD | SENSORS versteht sich als Garant für Stabilität. Obwohl das Unternehmen global agiert, steht es zu seinem Standort in Oberfranken im Nordosten Bayerns und setzt auf den Gedanken „Made in Germany“.
Von dieser Unternehmensstrategie profitieren sowohl unsere Tochtergesellschaft in Tschechien als auch unsere Tochtergesellschaften in China und Russland.

Bei BD | SENSORS, wir überlegen Strategie, bevor wir handeln,
Hochachtung vor Spekulation und Rendite vor Umsatz.

In diesem Sinne schaffen wir kundenorientierte Lösungen in der Druck- und Füllstandsmesstechnik.

Die Unternehmensgruppe beschäftigt insgesamt rund 300 Mitarbeiter in vier Ländern: Deutschland, Tschechien, Russland und China.


Durchflussmesser

Durchflussmesser sind hochentwickelte Messgeräte, die eine Reihe von Technologien verwenden, um die Geschwindigkeit oder das Volumen einer sich bewegenden Flüssigkeit, entweder Flüssigkeit oder Gas, in einer offenen oder geschlossenen Leitung zu quantifizieren. Die Art des verwendeten Durchflussmessers variiert je nach Anwendung, aber Coriolis-, Differenzdruck-, Magnetometer-, elektromagnetische, ovale, thermische, Schaufelrad-, Verdränger- und Ultraschalltechnologien sind die am häufigsten verwendeten Technologien.

Eine genaue Durchflussmessung ist ein kritischer Bestandteil vieler kommerzieller und industrieller Prozesse. Durchflussmesser sind Instrumente, die entwickelt wurden, um die Geschwindigkeit oder das Volumen einer sich bewegenden Flüssigkeit – entweder Flüssigkeit oder Gas – in einer offenen oder geschlossenen Leitung zu quantifizieren. Ob die Bestimmung der richtigen Konzentrationen von Inhaltsstoffen in der Herstellung, die Messung des Kraftstoffverbrauchs, die Sicherstellung des richtigen Durchflusses für Kühlgeräte oder die Überwachung von Durchflussmessern für kommunale Wasser- und Abwasserdienste, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Aus diesem Grund wurden eine Reihe von Durchflussmesstechnologien entwickelt. Jede dieser Technologien hat besondere Vor- und Nachteile. Das Verständnis der Anforderungen einer Anwendung ist immer der erste Schritt zur Auswahl des richtigen Durchflussmessers.

Durchflussmessung

Die Durchflussmessung kann auf zwei Arten beschrieben werden:

Volumetrischer Durchfluss wobei Q = AV, was bedeutet, dass das durch einen Durchflussmesser (Q) strömende Fluidvolumen gleich der Querschnittsfläche des Rohres (A) mal der durchschnittlichen Geschwindigkeit des Fluids (V) ist. Die einzige Durchflussmessertechnologie, die das Volumen direkt misst, ist der Durchflussmesser mit positiver Verdrängung, jedoch messen andere Arten von Durchflussmessern die Geschwindigkeit des fließenden Stroms, um den Volumenstrom zu bestimmen. Beispiele für Durchflussmessertechnologien, die die Geschwindigkeit messen, umfassen elektromagnetische, Turbinen-, Ultraschall- und Wirbeldurchflussmesser.

Massenstrom wobei W = RQ, was bedeutet, dass der durch einen Durchflussmesser (W) strömende Flüssigkeitsmassenstrom gleich der Flüssigkeitsdichte (R) mal dem Volumen der Flüssigkeit (Q) ist. Beispiele für Durchflussmessertechnologien, die den Massendurchfluss messen, umfassen Coriolis-Masse- und thermische Durchflussmesser.

Andere Arten von Durchflussmessern, insbesondere Differenzdruck- und Schwebekörper-Durchflussmesser, messen kein Volumen, keine Geschwindigkeit oder Masse, sondern messen den Durchfluss, indem sie seinen Wert aus anderen gemessenen Parametern ableiten.

Durchflussmesser-Technologie

Coriolis-Massendurchflussmesser

Coriolis-Messgeräte führen direkte Massendurchflussmessungen auf der Grundlage des Coriolis-Effekts durch: der Auslenkung von sich bewegenden Objekten, wenn sie in einem rotierenden Bezugssystem betrachtet werden. Coriolis-Durchflussmesser führen künstlich eine Coriolis-Beschleunigung in den fließenden Strom ein. Da die Flüssigkeit „umgelenkt“ wird, bewirken die auftretenden Kräfte eine äußerst geringe Verwindung bzw. „Verdrehung“ des Messrohres, die direkt proportional zum Massedurchfluss ist. Diese Verzerrung wird von speziellen Sensoren erfasst und in ein Ausgangssignal umgewandelt.

Coriolis-Massedurchflussmesser können Durchfluss (Masse oder Volumen), Dichte und Temperatur von Flüssigkeiten und Gasen in einem einzigen Messgerät messen. Da das Messprinzip unabhängig von den physikalischen Flüssigkeitseigenschaften ist, weisen diese Messgeräte typischerweise eine sehr hohe Genauigkeit auf. Das Fehlen von geraden Rohren und beweglichen Teilen macht sie zu einer sehr attraktiven Alternative zu anderen Durchflussmessern.

Differenzdruck-Durchflussmesser

Differenzdruck-Durchflussmesser messen die Geschwindigkeit von Flüssigkeiten, indem sie den Druckverlust über eine Rohrverengung ablesen. Diese Messgeräte können laminare Platten, eine Öffnung, Düse oder ein Venturi-Rohr enthalten, um eine künstliche Verengung zu erzeugen. Hochempfindliche Drucksensoren messen den Druck vor und nach der Einschnürung. Nach dem Bernoulli-Prinzip ist der Druckabfall über der Engstelle proportional zum Quadrat der Durchflussmenge. Je höher der Druckabfall, desto höher die Durchflussmenge.

Differenzdruck-Durchflussmesser verwenden eine robuste, bewährte Messtechnik für eine Vielzahl von sauberen Flüssigkeiten und Gasen. Die Zähler sind in einer Vielzahl von Leitungsgrößen mit weiten Temperatur- und Druckbereichen erhältlich. Die Installation ist relativ einfach und die Messgeräte bieten oft auch Temperatur- und Druckmessungen, Messungen der Massenstromkompensation. Bei hochviskosen Flüssigkeiten ist jedoch Vorsicht geboten, da die Genauigkeit beeinträchtigt oder nicht erreicht werden kann.

Magnetische Durchflussmesser / Elektromagnetische Durchflussmesser

Magnetisch-induktive Durchflussmesser sind volumetrische Durchflussmesser, die die Spannung messen, die entsteht, wenn sich leitfähige Flüssigkeiten durch ein Magnetfeld bewegen. Nach dem Faradayschen Gesetz ist die Spannung, die über einem Leiter induziert wird, wenn er sich im rechten Winkel durch ein Magnetfeld bewegt, proportional zur Geschwindigkeit dieses Leiters. Bei Magmetern dient die Flüssigkeit als Leiter und das Magnetfeld wird durch erregte Spulen außerhalb des Messrohrs erzeugt. Elektroden erfassen die Spannung, die direkt proportional zum Durchfluss ist.

Elektromagnetische Durchflussmesser können korrosive Flüssigkeiten und Schlämme messen und können den Durchfluss in beide Richtungen mit gleicher Genauigkeit messen. Ein leitendes Fluid und ein nicht leitender Schlauchliner sind erforderlich. Magmeter funktionieren im Allgemeinen nicht mit Kohlenwasserstoffen, destilliertem Wasser und vielen nichtwässrigen Lösungen. Sie sind auch ideal für Anwendungen, bei denen ein geringer Druckabfall und eine geringe Wartung erforderlich sind.

Durchflussmesser mit positiver Verdrängung

Verdränger-Durchflussmesser messen den Volumenstrom einer bewegten Flüssigkeit oder eines Gases mit Hilfe von präzisionsgepassten Getrieben oder Rotoren, die Hohlräume enthalten, durch die genau bekannte Flüssigkeitsmengen fließen. Eine grundlegende Analogie wäre, einen Eimer unter einen Wasserhahn zu halten, ihn bis zu einem festgelegten Niveau zu füllen, ihn dann schnell durch einen anderen Eimer zu ersetzen und die Geschwindigkeit, mit der die Eimer gefüllt werden, zu messen (oder die Gesamtzahl der Eimer für den "totalisierten" Durchfluss). .

Verdränger-Durchflussmesser sind sehr genau und haben einen hohen Turndown. Sie funktionieren am besten mit sauberen, nicht korrosiven und nicht erosiven Flüssigkeiten und Gasen, obwohl einige Modelle einige Verunreinigungen tolerieren. Sie erfordern keine geraden Rohrverläufe zur Konditionierung des Flüssigkeitsstroms, obwohl der Druckabfall ein Problem sein kann. Sie sind im eichpflichtigen Verkehr weit verbreitet und werden bei der Erdgas- und Wassermessung in Wohnhäusern eingesetzt.

Es gibt zwei gängige Arten von Durchflussmessern mit positiver Verdrängung. Drehscheibenzähler verfügen über eine kreisförmige Scheibe, die auf einer Kugel in einer präzise eingepassten Messkammer montiert ist. Wenn die Flüssigkeit durch die Kammer fließt, dreht sich die Scheibe und wackelt auf der Kugel. Jede Drehung verursacht ein vorhersehbares Taumeln, das einen Hohlraum bekannter Größe erzeugt, durch den die Flüssigkeit strömt. Durch die Verwendung eines Anzeigers oder Totalisators kann die Anzahl der Umdrehungen gezählt und der Durchfluss bestimmt werden.

Ovale Zahnradzähler verwenden oval geformte zahnradverzahnte Rotoren, die sich in einer Kammer drehen. Wenn sich diese Rotoren drehen, fegen sie aus und fangen ein sehr präzises Flüssigkeitsvolumen zwischen der äußeren ovalen Form der Zahnräder und den inneren Kammerwänden ein. Die Durchflussmenge wird dann basierend auf der Anzahl der Befüllungen und Entleerungen dieser Kammern berechnet.

Rotameter / Schwebekörper-Durchflussmesser

Schwebekörper-Durchflussmesser / Rotameter gehören zu den ältesten und ausgereiftesten Prinzipien in der Durchflussmessung. Basierend auf dem Bernoulli-Theorem bestehen diese Messgeräte aus einem sich gleichmäßig verjüngenden Durchflussrohr, einem Schwimmer und einer Messskala. Beim Einleiten eines Gases oder einer Flüssigkeit in das Rohr hebt sich der Schwimmer, wobei sein Gewicht von der darunter strömenden Flüssigkeit getragen wird, bis das gesamte Flüssigkeitsvolumen am Schwimmer vorbeiströmen kann. Die Position des Schwebekörpers entspricht einem Punkt auf der Messskala des Rohres und gibt Aufschluss über die Durchflussmenge der Flüssigkeit.

Das Funktionsprinzip von Schwebekörperzählern ist so einfach wie zuverlässig. Sie sind im Allgemeinen kostengünstig, einfach zu installieren und zeichnen sich durch einen geringen, nahezu konstanten Druckabfall aus. Die Orientierung der Rotameter (Schwimmer) muss jedoch beachtet werden, da sie vertikal montiert werden müssen und eine mäßige Genauigkeit aufweisen. Schwebekörper-Durchflussmesser sind im Allgemeinen nicht für Anwendungen mit geringem Durchfluss geeignet.

Thermische Durchflussmesser

Thermische Durchflussmesser messen den Massendurchfluss, indem sie die Wärme messen, die von einer erhitzten Oberfläche auf das strömende Fluid übertragen wird. Basierend auf dem Prinzip, dass eine an einem beheizten Temperatursensor vorbeiströmende Flüssigkeit beim Passieren eine bekannte Wärmemenge abführt, messen thermische Durchflussmesser entweder, wie viel elektrische Leistung erforderlich ist, um die Temperatur des beheizten Sensors zu halten, oder die Temperaturdifferenz zwischen dem beheizten Sensor und der Fließstrom. Jeder dieser Werte ist direkt proportional zum Massendurchfluss.

Thermische Durchflussmesser werden fast ausschließlich für Gasdurchflussanwendungen verwendet. Ihr Design und ihre Konstruktion machen sie aus mehreren Gründen beliebt. Sie verfügen über keine beweglichen Teile, haben einen nahezu ungehinderten Durchflussweg, erfordern keine Temperatur- oder Druckkorrekturen und behalten die Genauigkeit über einen weiten Durchflussbereich bei. Gerade Rohrstrecken können durch die Verwendung von Doppelplatten-Strömungskonditionierungselementen reduziert werden und die Installation ist mit minimalen Rohrintrusionen sehr einfach.

Turbinen- / Schaufelrad-Durchflussmesser

Turbinen- oder Schaufelrad-Durchflussmesser sind mechanische Zähler, die einen frei drehenden Turbinensatz im Weg eines Fluidstroms haben. Die strömende Flüssigkeit oder das Gas bewirkt, dass sich die Turbine um ihre Achse dreht. Die Spinrate ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Die einfache und zuverlässige Konstruktion von Turbinenradgaszählern macht sie zu einer beliebten Wahl bei großen gewerblichen und industriellen Anwendern wie Gasunternehmen und kommunalen Wasserversorgungsgebieten.

Turbinenzähler sind weniger genau als einige andere Arten von Durchflussmessern, aber da das Messelement den Durchflussweg nicht stark einschränkt, können sie hohe Durchflussmengen bei geringem Druckverlust messen. Obwohl vielseitig einsetzbar, eignen sich Turbinenradgaszähler am besten für Anwendungen mit konstanten Bedingungen in Flüssigkeiten wie Wasser oder Flüssigkeiten mit niedrigerer Viskosität. Generell müssen Siebe vor dem Zähler installiert werden, um das Messelement vor Kies oder anderen Schmutzpartikeln zu schützen, die in das Durchflusssystem gelangen könnten.

Ultraschall-Durchflussmesser

Ultraschall-Durchflussmesser verwenden Schallwellen, um die Geschwindigkeit einer Flüssigkeit zu messen, aus der der Volumenstrom berechnet werden kann. Im Gegensatz zu den meisten Durchflussmessern enthalten Ultraschallmesser keine beweglichen Teile und sind daher zuverlässiger, genauer und bieten einen wartungsfreien Betrieb. Da Ultraschallsignale auch feste Materialien durchdringen können, können die Wandler an der Außenseite des Rohres montiert werden und bieten eine völlig berührungsfreie Messung, wodurch Probleme mit der chemischen Verträglichkeit, Druckbeschränkungen und Druckverlust vermieden werden.

Ultraschall-Durchflussmesser werden durch die akustischen Eigenschaften der Flüssigkeit beeinflusst und können abhängig vom genauen Durchflussmesser durch Temperatur, Dichte, Viskosität und Schwebstoffe beeinflusst werden. Homogene Flüssigkeiten sowie fortschrittliche digitale Signalisierung können viele der Probleme beseitigen, die mit Rauschen und Schwankungen in der Flüssigkeitschemie verbunden sind.

Es gibt zwei Arten von Ultraschall-Durchflussmessern:

Transitzeit Durchflussmesser messen die Laufzeit zweier Schallwellen. Eine Welle läuft in die gleiche Richtung wie die Strömung, während die andere gegen die Strömung läuft. Bei Nulldurchfluss empfangen Sensoren beide Wellen gleichzeitig, d. h. ohne Laufzeitverzögerung. Wenn sich die Flüssigkeit bewegt, dauert es immer länger, bis die stromabwärtige Welle den stromaufwärtigen Sensor erreicht. Diese gemessene „Laufzeitdifferenz“ ist direkt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit und damit zum Durchflussvolumen. Laufzeit-Durchflussmesser erfordern, dass die Flüssigkeit frei von Schwebstoffen oder Gasblasen ist und sich in einem geschlossenen und vollen Rohrleitungssystem befindet.

Doppler-Verschiebung Durchflussmesser arbeiten nach dem Prinzip, dass die Wellenlänge einer sich nähernden Schallquelle kürzer ist als die Wellenlänge derselben Quelle, die sich wegbewegt. Ein Wandler sendet eine Schallwelle aus, die mitgerissene Partikel oder Blasen zurück zum Wandler reflektiert. Der gemessene Unterschied der Wellenlängen des gesendeten Signals gegenüber dem reflektierten Signal ist proportional zur Geschwindigkeit des Prozesses. Doppler-Durchflussmesser werden für Schlämme, Flüssigkeiten mit Blasen oder Gase mit schallreflektierenden Partikeln verwendet. Sie können auch für den Einsatz in offenen Kanälen durch Integration mit Füllstandstransmittern angepasst werden.

Wirbel-Durchflussmesser

Wirbeldurchflussmesser verwenden ein Hindernis, einen sogenannten Staukörper, in der Strömung, um stromabwärts gelegene Wirbel zu erzeugen, die abwechselnd auf beiden Seiten des Staukörpers gebildet werden. Da diese Wirbel vom Staukörper abgelöst werden, erzeugen sie abwechselnde Tief- und Hochdruckzonen, die mit bestimmten Frequenzen schwingen, die direkt proportional zur Geschwindigkeit des Fluids sind. Aus der Fluidgeschwindigkeit kann die Durchflussmenge berechnet werden.

Wirbeldurchflussmesser sind universell für die Messung von Flüssigkeiten, Gasen und Dampf geeignet und bleiben dabei weitgehend unbeeinflusst von Druck-, Temperatur- und Viskositätsänderungen. Ohne bewegliche Teile sind Wirbelzähler einfach zu installieren und wartungsarm. Das Messsignal unterliegt keiner Drift. Folglich können Wirbelzähler ein ganzes Leben lang ohne Neukalibrierung betrieben werden. Aufgrund der Natur einer minimal erforderlichen Geschwindigkeit für jeden Staukörper benötigen Wirbelzähler tendenziell höhere Geschwindigkeiten und können einige Schwierigkeiten haben, niedrige Durchflussraten abzulesen.

Zusätzliches Durchflusszubehör

Durchflussanzeigen

Durchflussmesser-Anzeiger sind einfache Geräte, die visuell anzeigen, oft durch die Verwendung eines Schwimmers oder Paddels, dass sich Flüssigkeit in der Prozessleitung bewegt.

Durchflussmesser-Monitore

Durchflussmessermonitore sind Zubehörteile, die im Allgemeinen das von einem Durchflussmesser gesendete Signal in eine sichtbare Durchflussmenge umwandeln. Obwohl Strömungswächter manchmal einfache Anzeigen sind, enthalten sie oft eine ausgeklügelte Programmierung, die Steuerfunktionen sowie andere Operationen auf hoher Ebene ermöglicht.

Durchflussschalter

Durchflussschalter sind Geräte, die entwickelt wurden, um eine Aktion auszulösen – z. B. Ein/Aus – basierend auf einem voreingestellten Durchflusssollwert. Durchflussschalter können die Durchflussmenge anzeigen oder nicht.

Durchflussmessumformer

Durchflussmessumformer sind vielseitige Instrumente, die eine Reihe von Funktionen erfüllen können. Einfache Messumformer können einfach dazu dienen, das Signal des Durchflussmessers an ein Display weiterzugeben. Anspruchsvollere Modelle können Steuerfunktionen und/oder erweiterte Kommunikationen als Teil eines integrierten Flusssystems umfassen.

Durchflussregler

Durchflussregler sind einfache Ventile, die den Durchfluss konstant halten, indem sie den Querschnitt einer Öffnung proportional mit steigendem Druck verringern. Sie eignen sich besonders für Netze mit mehreren Verbrauchern, da sie den Durchfluss über einen weiten Druckbereich aufrechterhalten können.