Bronkhorst

Der digitale Schwebekörper-Durchflussmesser des 21. Jahrhunderts

8. Mai 2018 Frank Doornbos
Genauigkeit

Der erste Schwebekörper-Durchflussmesser (engl. Variable Area Meter, VA-meter) mit einem rotierenden Schwimmer wurde 1908 von Karl Kueppers in Aachen erfunden. Noch im selben Jahr wurde das Gerät in Deutschland patentiert. Felix Meyer gehörte zu den Ersten, die die Bedeutung der Arbeit von Küppers erkannten und den Prozess für den Verkauf des Messgerätes implementierten. 1909 wurde die Firma "Deutsche Rotawerke GmbH" in Aachen gegründet. Sie verbesserten diese Erfindung mit neuen Formen des Schwimmers und des Glasrohres. Es dauerte nicht lange bis das Gerät in Europa, dem Vereinigten Königreich und anderen Bereichen bekannt wurde.

Schwebekörper-Durchflussmesser

Im Laufe der Zeit wurden verschiedene Arten von Schwebekörpern-Durchflussmessern entwickelt, um sich den Notwendigkeiten anzupassen. Heutzutage besteht ein solcher Durchflussmesser üblicherweise aus einem konisch zulaufenden Rohr, das typischerweise aus Glas oder Kunststoff besteht. Innerhalb dieses Rohres befindet sich der "Schwimmer", der entweder aus eloxiertem Aluminium oder aus Keramik besteht. Der "Schwimmer" ist sozusagen ein geformtes Gewicht, das durch die Schleppkraft des Flusses nach oben gedrückt wird und durch die Schwerkraft heruntergezogen wird. Die Schleppkraft für einen gegebenen Fluid- und Schwimmerquerschnitt ist nur eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit.

Diese Messer sind immer noch relativ einfach im Design, kostengünstig, benötigen nur geringe Wartung und sind einfach zu installieren. Deswegen sind sie weit verbreitet und in vielen Arten von Anwendungen zu finden. Allerdings hat der traditionelleSchwebekörper-Durchflussmesser eine Reihe von Nachteilen. Zum Beispiel sind die Markierungen auf einem solchen Instrument nur für eine gegebene Substanz bei einer gegebenen Temperatur und einem bestimmten Druck genau. Aufgrund der direkten Strömungsanzeige kann die Auflösung oft relativ schlecht sein. Vor allem, wenn sie in eine Maschine eingebaut sind, kann das Ablesen der Schwebekörperdurchflussmessers schwierig sein. Darüber hinaus muss der Schwimmer durch das fließende Medium gelesen werden, also können Sie sich vorstellen, dass einige Flüssigkeiten das Lesen verdecken können. Dazu kommen noch Ablesefehler durch unterschiedliche Blickwinkel.

MASS-VIEW Durchflussmesser in Anwendung
MASS-VIEW Durchflussmesser in Anwendung

9 Gründe, warum Sie einen thermische Massendurchflussmesser anstelle eines herkömmlichen Schwebekörpermessers verwenden sollten

Die MASS-VIEW®-Serie von Bronkhorst ist die digitale Hightech-Alternative zu den traditionellen Schwebekörper-Durchflussmessern. Die heutigen digitalen Geräte ermöglichen viele Vorteile in industriellen Prozessen und chemischen Anlagen.

  1. Die MASS-VIEW-Durchflussmesserserie arbeitet nach dem Prinzip der direkten thermischen Massenstrommessung (kein Bypass) und misst nicht den Volumenstrom, sondern den tatsächlichen Massenstrom ohne Temperatur- und Druckkorrektur.
  2. Das digitale OLED-Display bietet eine einfache, direkte oder relative Ablesung des aktuellen Durchflusses. Hier gehören Parallaxenfehler der Vergangenheit an.
  3. Mit diesem digitalen Massendurchflussmesser ist es leicht möglich, den aufsummierten Durchfluss zu ermitteln. Diese Datenverfügbarkeit gibt Aufschluss über die Kosten und führt zu einer datengesteuerten Entscheidungsfindung.
  4. Anstatt den Volumenstrom zu messen, misst er den tatsächlichen Massenstrom.
  5. Der Strömungsweg besteht aus haltbarem Aluminium, anstatt aus zerbrechlichem bzw. leicht zu zerkratzendem Kunststoff oder Glas.
  6. Die Geräte haben standardmäßig 0-5 V, RS-232 und Modbus-RTU Ausgangssignale. Herkömmlichen Schwebekörper-Durchfussmesser haben in der Regel kein Ausgangssignal, sondern müssen vom Anwender direkt abgelesen werden. Standardmäßig gibt es bei den MASS-VIEW-Instrumenten 2 eingebaute Relais, die eine Alarmsituation anzeigen und zur Steuerung externer Geräte verwendet werden können.
  7. Multi Gas: Im Gegensatz zu herkömmlichen Schwebekörper-Durchfussmessern, die nur für ein bestimmtes Fluidproduziert werden, bietet die digitale Alternative bis zu 10 vorinstallierte Gase als Standard.
  8. Multi Range; Im Gegensatz zu herkömmlichen Schwebekörper-Durchfussmessern, die in der Regel nur eine Reichweite von 1:10 und einen einzigen Skalenbereich aufweisen, bietet die digitale Alternative eine Dynamik von 1:100 sowie bis zu 4 vorinstallierte Durchflussbereiche.
  9. Der aufsummierte Durchfluss ist leicht ab-/ auszulesen und ist eine standardmäßige Spezifikation des Gerätes.

Manuelles Regelventil
Manuelles Regelventil

​Wie gewährleiste ich einen stabilen Durchfluss?

Ein Durchfussmesser, ob konventionell oder digital, kann mit einem eingebauten Nadelventil ausgestattet werden. Dieses Nadelventil ermöglicht es dem Anwender, den Durchfluss über eine Drossel im Strömungskanal zu regeln. Solange der Eingangsdruck stabil ist, ist auch der nachfolgende Durchfluss stabil. Andererseits wird der Durchfluss, sobald sich die Druckverhältnisse ändern, ebenfalls instabil. Wenn dies nicht erwünscht ist, müssen Sie diese Druckschwankungen ausgleichen.

Dieser Effekt kann durch den Einsatz eines manuellen Regelventils wie der FLOW-CONTROL-Serie beseitigt werden. Das manuelle Regelventil besitzt ein zusätzliches Membranventil mit Federsteuerung als Druckausgleichsventil und sorgt für einen konstanten Druckabfall über das Nadelventil. Wird ein Vordruck angelegt, so füllt sich das Volumen unter der Membran, die Membran wird angehoben und das Druckausgleichsventil schließt. Über das Zusammenwirken von Federkraft und Eingangsdruck werden Schwankungen im Vordruck kompensiert und der Durchfluss konstant gehalten.

Die FLOW_CONTROL-Serie zur Druckkompensation ist prinzipiell für Gase und Flüssigkeiten geeignet, sie wurdeaber speziell für die Kombination mit thermischen Massendurchflussmessern der MASS-VIEW-Serie für Gase entwickelt.

Funktionsprinzip eines druckkompensierten Regelventils
Funktionsprinzip eines druckkompensierten Regelventils


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