Was ist ein Massendurchflussmesser?
Ein Massendurchflussmesser ist ein Gerät, das den Massendurchfluss eines Gases oder einer Flüssigkeit in einem Gerät mit Hilfe eines Sensors oder einer anderen Vorrichtung direkt misst. Zu den Anwendungen gehören Gasanalysegeräte, Gasdetektorröhren und die Herstellung elektronischer und optischer Komponenten. Die wichtigsten Methoden, die bei Massendurchflussmessern verwendet werden, sind die thermische und die Coriolis-Methode. Ein Gerät mit der Funktion, den Durchfluss mit Hilfe eines von einem Massendurchflussmesser erhaltenen Signals zu regeln, wird als Massendurchflussregler bezeichnet.
Anwendungen von Massendurchflussmessern
Massendurchflussmesser werden in allen Bereichen der Analyse und Produktion eingesetzt. Sie sind bis zu einem gewissen Grad temperatur- und druckunabhängig, was eine gute wiederholte Leistung und Kontrolle des Systems ermöglicht. In analytischen Instrumenten werden Massendurchflussmesser zum Beispiel in Gasanalysatoren eingesetzt. Sie werden beispielsweise zur Kontrolle der Gaszufuhr in das Äquilibratorsystem eines Geräts verwendet. In der Fertigung werden Massendurchflussmesser in einer Vielzahl von Bereichen wie Halbleitern, Displays und Brennstoffzellen eingesetzt. Sie werden auch zur Kontrolle des Verbrauchs zum Zweck der Energieeinsparung in Fabriken und zur Kontrolle der in Krankenhäusern verbrauchten Gasmenge eingesetzt.
Funtkionsweise von Massendurchflussmessern
Im Folgenden werden die wichtigsten Methoden von Massendurchflussmessern (thermischer und Coriolis-Typ) erläutert:
- Thermischer Typ
Ein Heizelement, das eine bestimmte Wärmemenge abgibt, wird um einen Teil des Rohrs gewickelt, durch den die Flüssigkeit fließt. Die Flüssigkeit entzieht dem Heizer Wärme. Die Durchflussmenge wird dadurch bestimmt, dass der Temperaturunterschied an der Einlass- und Auslassöffnung des Rohrs proportional zum Massendurchfluss der Flüssigkeit ist. Thermische Verfahren werden hauptsächlich zur Messung von Mikrodurchflüssen eingesetzt. Ihre Nachteile sind die Anfälligkeit für Verunreinigungen und Fehler, die durch Temperaturänderungen in der Flüssigkeit selbst verursacht werden. - Coriolis-Methode
Die Coriolis-Methode nutzt die Coriolis-Kraft als Prinzip. Ein Coriolis-Durchflussmesser besteht aus einem Strömungsweg – dem Rohr – und einer Vorrichtung, die das Rohr in Schwingungen versetzt. Wenn Flüssigkeit durch das Rohr fließt, entsteht zusätzlich zur Vibration eine Verdrehung. Diese Verdrehung wird vom Sensor als Phasendifferenz erkannt und die Durchflussmenge wird gemessen. Die Form des Rohrs variiert von Produkt zu Produkt. Obwohl sie den Vorteil haben, dass sie sehr genau sind und je nach Gerät auch hochviskose Flüssigkeiten messen können, haben sie auch Nachteile wie hohe Kosten und Anfälligkeit für Vibrationen.