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Der Wirbeldurchflussmesser ist als etabliertes Standardmessgerät seit 1970 geeignet für die Messung von Dampf, Gas und Flüssigkeiten in Rohrleitungen.Das Messprinzip basiert auf Grundlagenforschungen durch
Leonardo da Vinci und Ausarbeitungen von Theodore von Karman (Karman´sche Wirbelstraße).
Die Messung ist außerordentlich gut geeignet für:
- Saubere Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität - Bsp: Demi-Wasser, Thermoöl, Freon (Kältemittel)
- Dampf, Wasserdampf, Nassgase, Gasgemische, Flüssiggas
- Kohlenwasserstoffe mit niedriger Viskosität
- Wasser, Chemikalien mit niedriger Korrosivität
- Hilfs- und Versorgungskreisläufe aller Industrien
Die Messung ist nur eingeschränkt geeignet für:
- Flüssigkeiten mit mäßiger Viskosität
- Leicht korrosiven Flüssigkeiten
- Medien mit Neigung zum Ausflocken / Schlammbildung
Vermeiden soll man:
- Flüssigkeiten mit hoher Viskosität, zum Beispiel > 10 cp
- Hochkorrosive Flüssigkeiten
- Medien, die Schlämme, Pasten und Ausflockungen bilden
- Mehrphasenmedien
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Vorteile dieser Durchflussmessung:
- Geringerer Druckverlust und dadurch geringere Energieverluste
- 9 Rohrnennweiten von DN15 bis DN300 zur Auswahl der Messbereiche (DIN und ANSI)
0,45 ... 1900 m³/h bei Flüssigkeiten, 6 ... 21000 m³/h für Gase
- Auch bei nicht leitfähigen Medien einsetzbar, da die Messung nicht auf elektrischen Signalen basiert
- Integrierte Nennweitenreduzierung wählbar zur Verbesserung des Messbereiches
- Robuster integrierter Messwertaufnehmer, hohe mechanische Stabilität
- Als Massedurchflussmesser oder Normvolumenmesser lieferbar
- Keine beweglichen Teile
- Hohe Genauigkeit
- Hohe Messdynamik
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Messprinzip der Wirbelmesser:
Ein scharfkantiger Störkörper erzeugt im strömenden Medium stabile Wirbel, die mit einem dahinter geschützt montierten Sensor erfasst werden. Die Wirbelfrequenz ist unabhängig von Druck und Dichte.
Die entstehenden Wirbel haben eine 1:1 Korrelation zur Durchflussgeschwindigkeit des Mediums.
Die Messgenauigkeit wird beim Wirbelmesser als %-Wert im Bezug auf den Momentanwert angegeben.
Es werden also Wirbel gezählt, um die Durchflussgeschwindigkeit zu ermitteln. Der Rest, die Umrechnung auf Volumen oder auf die Masse mit Hilfe von Temperatur oder Drucksensoren ist Mathematik und Geometrie.
Das primäre Messergebnis ist das Volumen als Betriebsvolumen unter den aktuell herrschenden Bedingungen. Es kann bei bekannter Dichte vom Messumformer in Masse oder Normvolumen umgerechnet ausgewiesen werden.
Der Wirbeldurchflussmesser ist lieferbar mit Druck- und Temperaturkompensation über integrierte Sensoren und die Rechenfunktionen des Messumformers.
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Messgenauigkeit der Wirbeldurchflusmessgeräte
Die Wirbel entstehen im strömenden Medium ab einer Reynoldszahl Re von > 2320 (theoretischer Wert). Diese Zahl markiert den Übergang von einer laminaren in eine turbulente Strömung. Der Wirbelmesser misst im turbulenten Bereich.
In der praktischen Anwendung als Messgerät für turbulente Strömungen wird der Reynoldszahlbereich von 10000 bis 30000 benutzt, da in diesem Bereich die Wirbel stabil und präzise enstehen.
Die Messung erreicht damit in Flüssigkeiten bei Re > 20000 eine Genauigkeit von 0,75 % v.M. /vom aktuellen Messwert), bei Gasen und Dämpfen sind es 1 % v.M. Für die Messgeräte mit integrierter Druck- und Temperaturkompensation ergibt sich eine Systemgenauigkeit von 1,5 %. Diese ist erheblich besser, als bei getrennten Einzelmessungen und externem Kompensationsrechner. Zwischen 10000 < Re < 20000 beträgt die Genauigkeit 2 % v.M.
Unterhalb von Re 10000 sind die Wirbel nicht ausreichend stabil für eine Präzisionsmessung; weit darunter entstehen gar keine Wirbel und es gibt keine Messung. Die Messung hat also einen Beginn und ein Ende des Messbereiches, dazwischen verläuft die physikalische Korrelation zwischen Geschwindigkeit und Wirbelfrequenz linear. Die Reynoldszahl ist neben der Geschwindigkeit noch abhängig von der Viskosität und von der Rohrleitungsbeschaffenheit.
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Typische Applikationen:
- Kompressorkapazitäten
- Verbrauchsmessung in Druckluftnetzen
- Dampfboiler
- Verbrauchsmessung von Sattdampf oder
überhitztem Dampf in Dampfnetzen
- Erfassung der Bruttowärmemenge (Energiemessung)
- CIP und SIP Prozesse der Lebensmittel und Pharmaindustrie
- Messung industrieller Gase und Gasgemische
- Messung von Nassgasen wie Erdgas, Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Propan
- Brenner Verbrauchsmessung
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Dampfmengenverteilung
Messung der Dampfmengenverteilung auf verschiedene Betriebsteile und Verbraucher zu Verrechnungszwecken.
Messung des Dampfmengenverbrauchs einzelner Anlagen.
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Kompressorüberwachung
FAD Messung zur Überwachung von Kompressoren unter Einbeziehung von Umgebungstemperatur und Druck der Ansaugseite, die Motordrehzahl und Feuchte der Ansaug und Auslasseite
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Dampfkesselüberwachung
 Brutto - Netto Wärmengenmessung und Dampfkesselüberwachung.
Vergleich von erzeugtem Dampf und eingesetztem Erdgas.
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Brenner Verbrauch und Verrußungsgrad
 Gasverbrauchsmessung und Drucküberwachung zur Detektion einer steigenden Verrußung mit einhergehender Steigerung des Gegendrucks im Durchflussmesser
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Druckluftverbrauch
 Verbrauchsmessung einzelner Betriebs- und Anlagenteile ohne weitere separate Komponenten.
Druckmessung integriert. |
