Was ist ein Luftdurchflussmesser?
Ein Luftdurchflussmesser ist ein Durchflussmesser, der die durch ein Rohr oder ein anderes Medium strömende Luftmenge misst.
Das Messprinzip von Durchflussmessern ist unterschiedlich, und sie können zur Messung einer breiten Palette von Gasen und Flüssigkeiten verwendet werden. Es gibt eine Vielzahl von Durchflussmessgeräten, und die Ausgabemethode variiert stark von Produkt zu Produkt, z. B. solche mit einem elektrischen Ausgang nur im Sensorteil, der die Durchflussmenge misst, oder solche mit einem Anzeigeteil.
Aufgrund des unterschiedlichen Messprinzips kommen viele berührungslose Typen nicht mit der zu messenden Flüssigkeit in Kontakt.
Anwendungen von Luftdurchflussmessern
Luftdurchflussmesser werden häufig in der Fertigung eingesetzt, wo Flüssigkeiten verwendet werden, z. B. in der chemischen Industrie, in Erdölanlagen, in der Automobilindustrie, in der Halbleiterindustrie, bei elektronischen Bauteilen, in der Pharmazie, in der Lebensmittelindustrie, bei der Verarbeitung von Harzen und bei Schweißprozessen.
Welche Fluide verwendet werden können, hängt vom jeweiligen Produkt ab. Viele Durchflussmesser, die Luft messen können, sind nicht nur in der Lage, Luft zu messen, sondern auch andere Gase wie Stickstoff und Argon.
In Rohrleitungen eingebaute Durchflussmesser können den Durchfluss stören. Es ist wichtig, bei der Auswahl eines Produkts das Ausmaß dieses Effekts zu berücksichtigen.
Funktionsweise von Luftdurchflussmessern
Ein Luftdurchflussmesser ist ein Durchflussmesser, der Gase misst, und sein Messprinzip kann unterschiedlich sein. Beispiele für die Messung des Gasdurchflusses sind Ultraschall-, Differenzdruck-, thermische und Kalman-Wirbel-Durchflussmesser.
1. Ultraschall-Durchflussmessgeräte
Dieser Durchflussmesser nutzt die Eigenschaft von Ultraschallwellen, sich durch ein Material auszubreiten. Die Ultraschallwellen werden diagonal durch das Gas im Rohr empfangen, und der Unterschied in der Laufzeit zwischen den beiden Ultraschallwellen wird in eine Durchflussrate umgewandelt.
Die Vorteile von Ultraschall-Durchflussmessern liegen darin, dass es keinen Druckverlust gibt und einige Typen von außerhalb des Rohrs erfasst werden können.
2. Differenzdruck Durchflussmesser
Das Prinzip des Differenzdruck-Durchflussmessers beruht auf dem Satz von Bernoulli. Eine Blende wird in den von der Flüssigkeit durchströmten Durchflussweg eingebaut, und die Durchflussmenge wird gemessen, indem der Druckunterschied vor und hinter der Blende erfasst wird.
Die Druckdifferenz wird mit einer Membran oder ähnlichem erfasst. Zu den Vorteilen gehören niedrige Kosten. Zu den Nachteilen gehören die Notwendigkeit eines langen geraden Rohrstücks vor und hinter dem Durchflussmesser und ein kleines Maximum-Minimum-Durchflussverhältnis.
3. Thermischer Durchflussmesser
Thermische Durchflussmesser messen die Durchflussmenge, indem sie die Wärmemenge erfassen, die die Flüssigkeit einem Heizelement entzieht. Da es keine beweglichen Teile gibt, ist keine Wartung erforderlich, und es können selbst kleinste Durchflussmengen gemessen werden. Es gibt auch Typen, die Temperaturen bis zu mehreren hundert Grad Celsius und bis zu -100 Grad Celsius messen können. Die direkte Messung des Massendurchsatzes von Gasen ist möglich.
4. Kalman-Wirbel-Durchflussmesser
Wenn eine Flüssigkeit durch ein Objekt strömt, werden regelmäßige Wirbel erzeugt. Kalman-Wirbel-Durchflussmesser messen die Durchflussmenge, indem sie die Anzahl dieser Wirbel mit einem piezoelektrischen Element oder ähnlichem erfassen. Sie sind anfällig für Vibrationen und akustische Geräusche und erfordern für den Einbau einen geraden Rohrabschnitt.
5. Flächendurchflussmesser
Bei Flächendurchflussmessern blockiert ein Schwebekörper in einem vertikalen, konisch zulaufenden Rohr den Durchfluss von unten nach oben, sodass vor und hinter dem Schwebekörper ein Druckunterschied entsteht. Der Zähler ruht an einer Stelle, an der sich das Gewicht des Schwebekörpers und die durch die Druckdifferenz verursachte Kraft die Waage halten.
Die Vorteile dieses Systems sind seine geringen Kosten aufgrund seines einfachen Aufbaus und die Tatsache, dass es weder eine gerade Rohrstrecke noch eine Stromversorgung benötigt. Demgegenüber stehen Nachteile wie große Fehler bei Pulsation und Probleme mit Verschmutzung und Verschleiß der Schwimmer.
6. Coriolis-Durchflussmesser
Coriolis-Durchflussmessgeräte bestehen aus zwei U-Rohren, einem Vibrator und einem Kraftsensor. Dieser Durchflussmesser nutzt das Prinzip, dass die beiden oszillierenden U-Rohre, durch die die Flüssigkeit fließt, Kräfte in entgegengesetzter Richtung zueinander erzeugen, d.h. Corioliskräfte.
Das Messprinzip hat zwar den Nachteil, dass es die Gesamtlänge vergrößert, aber der Massendurchfluss kann direkt gemessen werden. Sie sind sehr genau und reaktionsschnell.
Auswahl eines geeigneten Luftdurchflussmessers
Es gibt viele Arten von Durchflussmessern, und die Auswahl sollte nach folgenden Kriterien erfolgen: Messobjekt, Messzweck und Preis.
1. Messobjekt
Dichte, Viskosität, Leitfähigkeit, Verunreinigungen, Korrosivität, maximale und minimale Durchflussraten, Pulsation, Temperatur, Druck, zulässiger Druckabfall usw. der zu messenden Luft sollten berücksichtigt werden.
2. Zweck
Die Festlegung des Verwendungszwecks der Messergebnisse klärt die Genauigkeit der Messung und hilft bei der Auswahl des geeigneten Durchflussmessers. Wenn der Zweck beispielsweise darin besteht, die Durchflussmenge zu überwachen oder zu melden, ist eine hohe Genauigkeit nicht erforderlich.
Auch wird der Massendurchfluss oft durch Umrechnung aus dem Volumendurchfluss gewonnen, aber wenn Genauigkeit erforderlich ist, wird ein Durchflussmesser benötigt, der den Massendurchfluss direkt messen kann. Hierfür eignen sich insbesondere thermische oder Coriolis-Durchflussmessgeräte.