Durchflussmessung
- Volumenstrommessung |
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In vielen praktischen
Anwendungen ist es notwendig und wichtig, den genauen Volumenstrom
in Heizungs-, Kühl- und Solaranlagen zu kennen. Dies kann mit einem
Wasserzähler durchgeführt werden. Wenn aber
in Bestandanlagen kein Zähler vorhanden ist, dann besteht die Möglichkeit,
dies mit einem Ultraschallmessgerät von außen durchzuführen.
Besonders wichtig kann das für den hydraulischen
Abgleich bei der Sanierung großer Anlagen sein. |
Ultraschalldurchflussmessung
- Laufzeitmessung |
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Quelle:
H. Hermann Ehlers GmbH |
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Quelle:
Flexim GmbH |
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Quelle:
H. Hermann Ehlers GmbH |
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Mobile
Ultraschallmessgeräte |
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Berechnung des
Wärmestroms |
Quelle:
Flexim GmbH |
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Bei dieser Messung
wird ein Schallsignal abwechselnd mit und
gegen die Fließrichtung gesendet, der Zeitunterschied
ist das Maß der mittleren Fließgeschwindigkeit.
Für die Messungen in Heizungs-, Kühl- und Solaranlagenist
die mobile Ultraschalldurchflussmessung besonders geeignet.
Mit diesem Gerät wird von außen am Rohr, ohne
Eingriff in das Rohr, die Menge, bzw. die Fließgeschwindigkeit
bestimmt. Der Einsatzbereich ist druckunabhängig und
funktioniert auf fast allen Rohrmaterialen und ist für
Rohrleitungen von DN 6 bis DN 6500 und in einem Temperaturbereich
zwischen -40 °C und 400 °C vorgesehen. |
Messprinzip |
Bei dem Laufzeitdifferenzverfahrens
werden Ultraschallsignale verwendet, die den Durchfluss
einer Flüssigkeit in einem Rohr messen. Diese Ultraschallsignale
werden von einem Sensor ausgesendet, der auf der Rohrleitung
installiert ist, auf der gegenüberliegenden Seite des
Rohres reflektiert und von einem zweiten Sensor empfangen.
Die Signale werden abwechselnd in und entgegen der Flussrichtung
gesendet.
Da die Flüssigkeit, in der sich der Ultraschall ausbreitet,
fließt, ist die Laufzeit der Ultraschallsignale in
Flussrichtung kürzer als entgegen der Flussrichtung.
Die Laufzeitdifferenz wird gemessen und erlaubt die Bestimmung
der mittleren Strömungsgeschwindigkeit auf dem von
Ultraschallsignalen durchlaufenen Pfad. Durch eine Profilkorrektur
kann das Flächenmittel der Strömungsgeschwindigkeit
errechnet werden, das proportional zum Volumenstrom ist.
Die empfangenen Ultraschallsignale werden auf Verwendbarkeit
für die Messung geprüft und ihre Verlässlichkeit
bewertet. Der gesamte Messzyklus wird durch die integrierten
Mikroprozessoren gesteuert. Störsignale werden eliminiert.
Quelle: Flexim GmbH |
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| Der
tragbare Ultraschall-Durchflussmesser |
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Messung
mit Sensoren, montiert mit Anklemmschuhen und Messumformer,
befestigt mit einer QuickFix-Rohrbefestigung
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Immer
öfter wird eine Durchluss- oder/und
Wärmemengenmessung in vorhandenen Anlagen (Heizung,
Solar, Kühlung) gewünscht. Wenn kein Einbau
eines Messgerätes machbar bzw. gewünscht wird oder
nur eine vorübergehende Messung, z. B. für den hydraulischen
Abgleich, notwendig wird, dann bietet sich ein mobiles
Ultraschall Energie-Messgerät
zum Aufschnallen an.
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Bei dem HybridTrek-Verfahren
wird der Volumenstrom des Mediums wird mit dem Laufzeitdifferenzverfahren
gemessen. Wenn der Gas- oder Feststoffanteil während
der Messung zeitweise ansteigt, ist eine Messung mit diesem
Verfahren nicht mehr möglich. |
Ein Durchflussmessumformer
schaltet während der Messung automatisch zwischen Laufzeitdifferenz-verfahren
und NoiseTrek um, ohne dass der Messaufbau geändert
werden muss. |
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Laufzeitdifferenzverfahren |
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Bei dem Laufzeitdifferenzverfahren
werden Ultraschallsignale verwendet, um
mit Hilfe des Laufzeitdifferenzverfahrens den Durchfluss
eines Mediums durch ein Rohr zu messen. Ultraschallsignale
werden von einem Sensor ausgesendet, der auf der Rohrleitung
installiert ist, auf der gegenüber-liegenden Seite
des Rohres reflektiert und von einem zweiten Sensor empfangen.
Die Signale werden abwechselnd in und entgegen der Flussrichtung
gesendet. |
Da das Medium, in
dem sich der Ultraschall ausbreitet, fließt, ist die
Laufzeit der Ultraschallsignale in Flussrichtung kürzer
als entgegen der Flussrichtung. |
Die Laufzeitdifferenz
wird gemessen und erlaubt die Bestimmung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit
auf dem von Ultraschallsignalen durchlaufenen Pfad. Durch
eine Profilkorrektur kann das Flächenmittel der
Strömungsgeschwindigkeit errechnet werden, das proportional
zum Volumenstrom ist. |
Die empfangenen
Ultraschallsignale werden auf Verwendbarkeit für die
Messung geprüft und ihre Verlässlichkeit bewertet.
Der gesamte Messzyklus wird durch die integrierten Mikroprozessoren
gesteuert. Störsignale werden eliminiert. Quelle:
H. Hermann Ehlers GmbH |
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Wasser
hat eine kinematische Viskosität (Zähigkeit)
von 1 mm² /s bei 20
°C. Den meisten Kühl- und Solaranlagen
werden dem Wasser Inhibitoren beigemischt. Diese Frost-
bzw. Korrosionsschutzmittel, meistens Propylenglykol,
sollen die Korrosion und/oder das Einfrieren dieser Anlagen verhindern.
Auch in behandelten Heizungsanlagen befinden sich zunehmend Inhibitoren,
um eine Korrosion und Verschlammung zu verhindern. |
Durch diesen Beimischungen
ergeben sich, je nach dem prozentualem Mischungsverhältnis, andere
physikalische Stoffwerte gebenüber dem reinem Wasser.
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Die geänderten
Stoffwerte führen dazu, dass die angezeigte Durchflussmenge
in einem Volumstrommessgerät, z. B. bei taconova-Setter,
von der tatsächlichen Durchflussmenge abweicht. Hier müssen
Korrekturwerte für die kinematische Viskosität
des Wasser/Frostschutz-Gemisches für die Bestimmung des tatsächlichen
Durchflusses verwendet werden. Diese Werte sind aus
den Produktunterlagen und Diagrammen
der Hersteller von Inhibitoren zu entnehmen. >>>
mehr |
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Wirbeldurchfluss-Messsystem |
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Dieses Messsytem
wird zur Durchflussmessung von Gas, Dampf
und Flüssigkeiten eingesetzt. Die Wirbelzähler
arbeiten nach dem Prinzip der Kármán’schen
Wirbelstraße. Dabei bilden sich hinter einem angeströmten
Staukörper abwechselnd beidseitig Wirbel mit entgegengesetztem
Drehsinn. Durch die Wirbel entsteht jeweils ein lokaler
Unterdruck. In einem Messaufnehmer werden die Druckschwankungen
erfasst und in elektrische Impulse umgewandelt. Die Wirbel
bilden sich innerhalb der zulässigen Einsatzgrenzen
des Messgerätes sehr regelmäßig aus. Die
Frequenz der Wirbelablösung verhält sich daher
proportional zum Volumendurchfluss. |
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Wirbeldurchfluss-Messsystem |
Quelle:
Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG |
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Differenzdruck-Durchflussmessung |
Quelle:
Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG |
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Venturi-Düse-Differenzdruckmesser |
Quelle:
KOBOLD Messring GmbH |
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Differenzdruck-Durchflussmessung |
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| Messblenden-Prinzip |
Die Strömungsgeschwindigkeit
in einer Blende ist größer als im durchströmten
Rohr. Nach der Bernoulli-Gleichung führt
dies zu einer Verringerung des statischen Drucks . Die entstehende
Druckdifferenz der statischen Drücke
(Ruhedruck) vor und hinter der Blende wird mit einem Differenzdrucktransmitter
gemessen. Der Wert des entstehenden Differenzdruckes ist
sehr stark abhängig vom Durchmesserverhältnis
der Innendurchmesser der Blendenöffnung und des Rohres.
Die Blende wird daher auch als Wirkdruckgeber bezeichnet.
Der Zusammenhang zwischen Durchfluss und Differenzdruck
folgt einer wurzelförmigen Kennlinie. Hinter der Blende
steigt der Druck wieder an. Es bleibt nur ein kleiner Druckverlust.
Die Durchflussmessung mittels Blenden (und anderen Drosselgeräten)
ist weltweit nach ISO 5167 genormt |
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| Venturi-Düsen-Messprinzip |
Das Gerät arbeitet
nach dem Prinzip der Venturi-Düse. Durch das strömende
Medium wird an einer im Gerätegehäuse befindlichen
Querschnittsverengung (Düse) ein geringer
Druckunterschied erzeugt, der proportional der Durchflussmenge
ist. |
Wenn eine Flüssigkeit
durch eine Venturidüse strömt, dann entsteht an
der engsten Stelle des Rohres der dynamische Druck
(Staudruck) und der statische Druck
(Ruhedruck). Die Geschwindigkeit des fließenden
Flüssigkeit steigt im Verhältnis der Querschnitte
beim Durchströmen des eingeschnürten Teils an,
weil überall dieselbe Menge durchfließt. Gleichzeitig
sinkt der Druck im Abnahmerohr, das genau im engen Teil
sitzt. Damit entsteht ein Differenzdruck, der dann im Messgerät
umgesetzt wird. |
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in Arbeit |
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| Videos
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