Thermische Massendurchflussmesssensoren für Flüssigkeiten

Wie bei Gasen wird das Inline-Prinzip verwendet, um die Massenflussrate von Flüssigkeiten zu messen. Diese „Inline-Messung“, auch als „direkte Durchflussmessung“ bekannt, kann in zwei Messprinzipien unterteilt werden: Konstanttemperatur-Anemometrie (CTA: Constant Temperature Anenometry) und Konstantleistungs-Anemometrie (CPA: Constant Power Anemometry). Da die Messung durch das „Erfassen“ des Durchflusses im Hauptdurchflusskanal des Flüssigkeits-Durchflussmessgeräts erfolgt, haben diese Prinzipien keinen Bypass-Sensor.

Die Heizelement-/Sensoranordnung ist um das Rohr herum angeordnet, und durch Anwendung des CTA-Prinzips wird ein konstanter Temperaturunterschied (ΔT) erzeugt. In der aktuellen Konfiguration fungiert das erste Element als Temperatursensor, und das zweite Element (stromabwärts) arbeitet als Heizelement, wie in Abbildung A dargestellt. Das Heizelement wird auf einen bestimmten konstanten Temperaturunterschied (ΔT) über der Mediumstemperatur erhitzt. Die tatsächliche Massendurchflussrate wird berechnet, indem die variable Leistung gemessen wird, die erforderlich ist, um diesen konstanten Temperaturunterschied aufrechtzuerhalten, während die Flüssigkeit am Sensor vorbeifließt.

Das Prinzip der CPA ähnelt in einigen Aspekten dem der CTA. In diesem Fall dienen jedoch beide Elemente sowohl als Heizelement als auch als Temperatursensor, wie in Abbildung B dargestellt. Beiden Elementen wird eine gleiche konstante Leistung zugeführt. Der Temperaturunterschied (ΔT) zwischen ihnen ist ein Maß für die Massendurchflussrate der Flüssigkeit.