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Messverfahren zur Durchflussmessung

Bei der Durchflussmessung wird die Stoffmenge gemessen, die pro Zeiteinheit einen Leitungsquerschnitt durchfließt. Die Menge wird als Masse oder Volumen ausgegeben.
Typische Anwendungen für die Durchflussmessung sind das Erfassen von Gasen und Dämpfen, aggressiven oder viskosen Flüssigkeiten in Rohrleitungen sowie die Bestimmung von Schüttgütern auf Förderbändern.

VEGA nutzt zwei physikalische Messprinzipien zur Durchflussmessung:

  • Differenzdruck
  • Radiometrie

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Messprinzipien
Funktion
Anwendungen

Messverfahren zur Durchflussmessung

Differenzdruck

VEGADIF: Messung von Durchfluss mittels Differenzdruck
VEGADIF: Messung von Durchfluss mittels Differenzdruck

Radiometrie

WEIGHTRAC: Messung von Massenstrom am Förderband mittels Radiometrie
WEIGHTRAC: Messung von Massenstrom am Förderband mittels Radiometrie

Kurz erklärt: Was ist Durchflussmessung?

Jeden Tag werden in Rohren und Leitungen die unterschiedlichsten Stoffe transportiert und verteilt. Das können Flüssigkeiten wie Wasser sein, Öle und Gase, Chemikalien oder gesteinshaltige Schlämme. Um zu bestimmen, in welcher Menge ein Stoff pro Zeiteinheit einen Leitungsquerschnitt durchfließt, wird das Verfahren der Durchflussmessung eingesetzt. Die Stoffmenge wird dabei als Masse oder Volumen angegeben und über spezielle Durchflussmesser erfasst.

Wie sind Durchflussmesser aufgebaut?

Ein Durchflussmesser besteht grundsätzlich aus zwei Hauptkomponenten: einem Messaufnehmer, der als Durchflusssensor dient, und einem Messumformer, der die gemessenen Werte umwandelt und auswertet. Der Messaufnehmer kann bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften sowie die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder quantitativ erfassen. Diese erfassten Größen werden durch den Messumformer dann in andere Werte umgewandelt und in weiterverarbeitbaren Größen, meist elektrische Signale, ausgegeben.

 

Welche Messverfahren setzt VEGA zur Durchflussmessung ein?

VEGA nutzt grundlegend zwei physikalische Messprinzipien für Durchflussmessungen: Differenzdruck und Radiometrie. Bei der Messung von Durchfluss mittels Differenzdruck wird über einen Wirkdruckgeber, z.B. eine Messblende oder eine Staudrucksonde, der Differenzdruck gemessen. Ein Differenzdruckumformer berechnet aus dem Messwert dann den Durchfluss. Dabei können Differenzdrücke von nur wenigen mbar auch bei hohen statischen Drücken erfasst werden. Dank der feinen Messzellenabstufung und einer nur minimalen Messabweichung lassen sich so präzise Durchflussmengen realisieren. Darüber hinaus ermöglicht die große Auswahl an Messbereichen ein breites Einsatzspektrum der Differenzdruckmessung.

Welche Einsatzgebiete gibt es für die Durchflussmessung?

Die Durchflussmessung ist neben Temperatur, Druck und Kraft eine der wichtigsten Größen der industriellen Messtechnik. Typische Anwendungen der Durchflussmessung sind das Erfassen von Gasen und Dämpfen, aggressiven oder viskosen Flüssigkeiten sowie die Bestimmung von Schüttgütern auf Förderbändern. Da diese Stoffe zum Teil sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, existieren zu deren Messung unterschiedliche Messverfahren: Differenzdruck und Radiometrie.

Massenstrombestimmung auf dem Förderband

Das Messprinzip der Radiometrie wird beispielsweise zur Messung von Massenstrom an Förderbändern eingesetzt. Dabei sendet ein Isotop gebündelt Gammastrahlen aus. Der Sensor auf der gegenüberliegenden Seite des Förderbandes empfängt diese Strahlung. Der Szintillator des Sensors wandelt die Gammastrahlung in Signale um, deren Anzahl erfasst und ausgewertet wird. Da Gammastrahlen beim Durchdringen von Materie abgeschwächt werden, kann der Sensor anhand der Intensitätsänderung zusammen mit der Bandgeschwindigkeit den Massenstrom berechnen. Ein Vorteil von Radiometrie liegt in der Verschleiß- und Wartungsfreiheit, da hier eine berührungslose Durchflussmessung stattfindet. Die einfache Installation der Messeinrichtung, zum Beispiel an der Rahmenkonstruktion eines Förderbands, sowie die unkomplizierte Inbetriebnahme ermöglichen eine exakte Ermittlung der Fördermenge von Feststoffen.
Weiterhin kann mit der Radiometrie auch der Massenstrom an Rohrleitungen gemessen werden. Auch hier wird auf der einen Seite der Rohrleitung ein Strahlenschutzbehälter mit einem leicht radioaktiven Istop montiert, welches Gammastrahlen aussendet. Der Sensor auf der gegenüberliegenden Seite der Rohrleitung misst die Intensität der ankommenden Strahlung. Je höher die Dichte, desto weniger Strahlung kommt an. Zusammen mit einem Durchflussmessgerät kann über das Ausgangssignal aus der gemessenen Dichte der Massenstrom berechnet werden. Typischerweise von abrasiven Materialien, wie z. B. Schlämme.