Benutzer:Alfaomega/Durchfluss
Grundlagen der Durchflussmesstechnik
Die Durchflussmessung ist nach Temperatur und Druck und Kraft die wichtigste Größe der industriellen Messtechnik und eine der Grundlage der Prozessautomatisierung.
Durchflussmessungen werden in den Bereichen Wasser und Abwasser, Chemie und Petrochemie, Öl und Gas, Energie- und Dampferzeugung, Pharma, Papier und Zellstoff sowie Nahrungs- und Genussmittel eingesetzt und decken zahlreiche branchenspezifische Anwendungen ab.
Prinzipielle Messverfahren zur Durchflussmessung
Die Messverfahren der Durchflussmessung für die Messung und Automation industrieller Prozesse (FCI) unterscheiden sich durch:
- 1. mechanisch-volumetrische Verfahren
- 2. Wirkdruck-(Stau)Verfahren
- 3. thermische Verfahren
- 4. akustische Verfahren
- 5. magnetisch-induktive Verfahren
- 6. optische Verfahren
- 7. gyroskopische Verfahren
Mechanisch-volumetrische Durchflussmessverfahren
Mechanisch-volumetrische Durchflussmessverfahren teilen sich in zwei Gruppen auf: unmittelbare Volumenzähler und mittelbare Volumenzähler
Unmittelbare Volumenzähler
Unmittelbare Volumenzähler haben bekannte Volumina und werden kontinuierlich mit Messmedium gefüllt und geleert. Messerfassung durch Zählen der Füllungen und/oder Leerungen.
Auslaufzähler
Die Auslaufzähler enthalten feste Kammerwände und Messgut läuft drucklos aus Messkammer aus (nicht für Messung von Gasen geeignet)
Verdrängungszähler
Beim Verdrängungszähler wird das Messgut durch bewegliche Messkammerwände verdrängt (für Flüssigkeiten und Gase geeignet)
Mittelbare Volumenzähler
Mittelbare Volumenzähler haben keine Messkammern, indirekte Volumenmessung zum Beispiel: durch Messung des Weges bzw. der Geschwindigkeit des Volumenstromes
Einteilung Durchfluss- und Mengenmessgeräte (Anwendungen)
Bei der Messung und Automation industrieller Prozesse (FCI) werden zwei Anwendungs-Hauptgruppen unterschieden:
- 1. Durchfluss- und Mengenmessgeräte in geschlossener Rohrleitung
- 2. Durchfluss- und Mengenmessgeräte offene Gerinne und Freispiegelleitung
1. Durchfluss- und Mengenmessung in gechlossenen Rohrleitungen
Die Durchfluss- und Mengenmessung in geschlossenen Rohrleitungen (Druckleitungen) umfasst ein umfangreiches Gebiet unterschiedlichster Verfahren und physikalischer Methoden und Effekte, die zur jeweiligen Messung genutzt werden können und werden in folgende Untergruppen unterteilt: Durchflussmesser und Mengenmesser/Volumenzähler.
Durchflussmesser
werden in folgende Untergruppen unterteilt: Volumendurchfluss und Massedurchfluss.
Volumendurchfluss
- Schwebekörper-Durchflussmesser
- Magnetisch Induktive Durchflussmesser (MID)
- Ultraschall-Durchflussmesser (USD)
Wirkdruck Messverfahren
Massendurchfluss
Mengenmesser Volumenzähler
Diese Gruppe wird in mittelbare und unmittelbare unterteilt:
Mittelbare
Mittelbare Volumenzähler
keine Messkammern, indirekte Volumenmessung z.B. durch Messung des Weges bzw. der Geschwindigkeit des Stromes
Wirbel Durchflussmesser
- Vortex-Durchflussmesser Kurzbezeichnung: VDM
Drall-Durchflussmesser
- Drall-Durchflussmesser Kurzbezeichnug: DDM
Unmittelbare
Unmittelbare Auslaufzähler
enthalten feste Kammerwände, Messgut läuft drucklos aus Messkammer aus (nicht für Messung von Gasen geeignet) Volumenzähler mit festen Kammerwänden (Auslaufzähler) ist zum Beispiel der Trommelzähler
- größte Bedeutung unter Auslaufzählern
- gestattet auch Messung stark verschmutzter Flüssigkeiten
- geringer Druckverlust
- Medium sollte nicht zu große Viskosität besitzen, damit Messgut schnell genug entleert werden kann
- Genauigkeiten bis zu 0,1% erreichbar (Fehlerkurve von Oberflächenspannung der Flüssigkeit ab)
Unmittelbare Verdrängungszähler
Messgut wird durch bewegliche Messkammerwände verdrängt (für Flüssigkeiten und Gase geeignet) Volumenzähler mit beweglichen Kammerwänden (Verdrängungszähler) sind
- Balgenzähler
- Ovalradzähler Volumenmessung von Flüssigkeiten und Flüssiggasen in der chemischen und petrochemischen Industrie, in der Mineralölindustrie und im Bereich Nahrungs- und Genussmittel
2. Durchfluss- und Mengenmessgeräte offene Gerinne und Freispiegelleitung
Venturi Kanalmesser
Die Bezeichnung Venturi-Kanal soll in diesem Artikel als Sammelbegriff für alle hydraulisch wirkenden Messrinnen, wie Venturi-Rinnen, Parshall-Rinne, Palmer-Bowlus-Rinne etc., dienen. Die auf Kläranlagen anzutreffenden Venturi-Rinnen haben nahezu ausnahmslos Rechteckquerschnitte.
Rechteck- und Dreieckwehre
Magnetisch Induktive Durchflussmesser
- Magnetisch Induktive Durchflussmesser Kurzbezeichnung: MID
Magnetisch-induktive Durchflussmesser die nach dem Prinzip einer Geschwindigkeitsmessung in einem bekannten Fließquerschnitt, wobei durch Vollfüllung des Rohres dafür gesorgt wird, dass der Fließquerschnitt vorgegeben und konstant ist waren bis vor einiger Zeit nicht geeignet für den Einsatz in teilgefüllten Leitungen. Neue Entwicklungen der induktive Durchflussmesser für Teilfüllung durch eingebaute Teilmengenerfassung, Leerohrdetektion und deren Messgenauigkeit ermöglichen heute den Einsatz bei solchen Anwendungen. Es entfallen somit für den Anwender aufwendige Überleitung von Freispiegelströmungen in Druckrohrströmung und zurück.
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Arten von Durchflussmessern (noch in Bearbeitung und auch nicht zugeordnet
Unterschieden wird zwischen folgenden Durchflussmesser:
Unmittelbare Volumenzähler
- Zähler mit konstantem Messkammervolumen (z. B. Trommelmesser)
- Zähler mit variablem Messkammervolumen (z. B. Gaszähler)
Mittelbare Volumenzähler
- z. B. Flügelradanemometer (nicht Relevant zum Thema nur als Beispiel)
- Woltmannzähler
- Ovalradzähler, (Wälz- )
- Turbinen-Durchflussmesser
- Schwebekörper-Durchflussmesser
- Magnetisch Induktiver Durchflussmesser(MID)
- Ultraschalldurchflusssensor ( USD )
- Coriolis-Massendurchflussmesser
- Massendurchflussmessverfahren (CMD) nach dem Coriolis-Prinzip
- Wirbeldurchflussmesser
- Messverfahren, dass die Strömungsgeschwindigkeit anhand der Frequenz der Kármánschen Wirbelstraße ermittelt
- Korrelationsdurchflussmesser
- Mittels 2 beliebiger, geeigneter Sensoren in einem bestimmten Abstand werden mit der Strömung mitgetragene Schwankungen gemessen. (z. B. Dichte, Permeabilität) Aus der Laufzeit und dem Abstand der Sensoren lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Durchfluss bestimmen
- Laminardurchflussmesser
- nach Hagen/Poiseuilleschen Gesetz ist der Volumenstrom in einem Rohr proportional dem Druckabfall über eine Rohrlänge l. Sind Zähigkeit, Druckabfall und Temperatur lässt sich der Volumenstrom berechnen
- Durchflussmesser mit Strömungsmesssonden
- Durchflussbestimmung über Ermittelung des Strömungsprofils (siehe Strömungsmessung)
- Durchflussmessung mit Drosselgeräten
- Messverfahren für offene Anlagen
- Wehrmessung, bei der mittels der Überfallhöhe und der Wehrbreite b der Volumenstrom ermittelt wird.
- Thermische Massendurchflussmessung (Massendurchflussregler, Mass Flow Controller, MFC)
- Wirkdruck-Durchflussmessung
- Luftmassensensor