Thermische Massendurchflussmesssensoren für Flüssigkeiten

Bei der thermischen Flüssigkeitsdurchflussmessung unterscheiden wir zwischen zwei Inline-Messprinzipien:

CTA „Constant Temperature Anemometry“-Prinzip
CPA „Constant Power Anemometry“-Prinzip

CTA/CPA ist die Abkürzung von „Constant Temperature Anemometry“ bzw. „Constant Power Anemometry,“ die auch Direktstrommessung oder Inline-Messung genannt wird. Bei diesem Funktionsprinzip wird kein Bypass verwendet, die Messung erfolgt direkt im strömenden Medium.

Thermische Massendurchflussmesssensoren für Flüssigkeiten in Durchflussmessern und Durchflussreglern

Flüssigkeitsdurchflusssensor mit CTA-Messprinzip in Durchflussmessern und Durchflussreglern

Abbildung A: Flüssigkeitsdurchflusssensor mit CTA-Messprinzip

CTA-Prinzip (Constant Temperature Anemometry) für Flüssigkeiten

Thermische Massendurchflusssensoren für Flüssigkeiten auf der Grundlage des CTA-Prinzips verfügen nicht über die Sonden, mit denen die für Gase geeigneten Sensoren ausgestattet sind. Bei Massendurchflussmessern für Flüssigkeiten ist der Sensor um ein Edelstahlrohr herum gebaut, ohne bewegliche Teile oder Hindernisse.

Die Heiz- und Sensoreinheit ist um das Rohr angeordnet. Nach dem CTA-Prinzip wird eine konstante Temperaturdifferenz (ΔT) erzeugt. In diesem Fall fungiert das erste Element als Temperatursensor und das zweite Element als Heizung, wie in Abbildung A dargestellt. Die Heizung wird auf eine bestimmte konstante Temperaturdifferenz (ΔT) über der Mediumtemperatur erwärmt. Der tatsächliche Massendurchfluss wird durch Messung der variablen Energie berechnet, die erforderlich ist, um die konstante Temperaturdifferenz aufrechtzuerhalten, während die Flüssigkeit über den Sensor strömt.

Die LIQUI-FLOW™ Serie L10/L20 von Bronkhorst nutzt dieses Prinzip beispielsweise. Aufgrund der Vorteile des einzigartigen patentierten Sensors wird die Flüssigkeit auf maximal 5°C erwärmt. Daher ist dieser Massendurchflussmesser für Flüssigkeiten mit niedrigen Siedepunkten geeignet.

Flüssigkeitsdurchflusssensor mit CPA-Messprinzip in Durchflussmessern und Durchflussreglern

Abbildung B: Flüssigkeitsdurchflusssensor mit CPA-Messprinzip

CPA-Prinzip (Constant Power Anemometry) für Flüssigkeiten

Das CPA-Prinzip kann mit dem CTA-Prinzip verglichen werden. In diesem Fall werden die beiden Elemente allerdings sowohl zur Heizung als auch als Temperatursensor benutzt, wie in Abbildung B dargestellt. Beide Elemente werden mit einer gleichen Menge konstanter Energie versehen; die Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen beiden Elementen ist ein Maß für den Durchfluss.

Flüssigkeitsdurchflussregler

Die Flüssigkeitsdurchflussregelung kann erzielt werden, indem ein Regelventil auf dem Gehäuse des Flüssigkeitsdurchflussmessers (Flüssigkeitsdurchflussreglers) angebracht wird oder indem ein separates, direktgekoppeltes Regelventil angewandt wird. Die Regelventile für den Flüssigkeitsdurchfluss von Bronkhorst verfügen über einen Spülanschluss, um Luft oder Gas bei der Inbetriebnahme abzulassen. Die elektronische Regelfunktion ist Teil des normalen Schaltkreises der Flüssigkeitsdurchflussmesser von Bronkhorst.

Thermische Massendurchflussmesssensoren für Flüssigkeiten

CTA-Prinzip (Constant Temperature Anemometry) für Flüssigkeiten

CPA-Prinzip (Constant Power Anemometry) für Flüssigkeiten

Flüssigkeitsdurchflussregler

Auswahl von thermischen Massendurchflussmessern und Massendurchflussreglern von Bronkhorst, die auf dem CTA/CPA-Prinzip für Flüssigkeiten basieren:

LIQUI-FLOW™

LIQUI-FLOW™ Industrial Style

μ-FLOW