Aufbau, Funktion und Einsatz
Der Durchflussmesser misst den Massen- oder Volumendurchfluss strömender Medien. Er eignet sich zur Überwachung von Gas- und Flüssigkeitsströmen in Leitungen oder Kanälen. Abhängig vom Einsatzgebiet kommen dabei unterschiedliche Messverfahren infrage. Wir zeigen, welche das sind, wie diese funktionieren und wann die Messgeräte in der Praxis zum Einsatz kommen.
Aufbau und Funktionsweise der Durchflussmesser
Durchflussmesser bestehen grundsätzlich aus einem Messaufnehmer und einem Messumformer. Je nach Ausführung können die Bestandteile getrennt voneinander angeordnet oder in Form kompakter Geräte miteinander verbunden sein. In beiden Fällen hat der Messaufnehmer die Aufgabe, den Durchfluss des jeweiligen Mediums zu registrieren. Er leitet Informationen zum Messumformer, der diese dann in verwertbare Daten umwandelt. Typisch sind analoge oder elektrische Signale. Während einige Geräte die Messwerte wie ein Tachometer im Auto kontinuierlich anzeigen, summieren andere die Ergebnisse wie ein Kilometerzähler auf.
Unterschiedliche Verfahren zur Durchflussmessung
Geht es um die Auswahl eines geeigneten Messgeräts, stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Grundsätzlich lassen sich diese in Durchfluss- und Volumenmesser unterscheiden. Volumenmesser unterteilen sich zusätzlich in mittelbare und unmittelbare Geräte. Die nachfolgende Liste gibt einen Überblick über Vertreter der jeweiligen Kategorie.
Typische Durchflussmesser sind Schwebekörper- und Ultraschallgeräte:
Schwebekörperdurchflussmesser: Gase oder Flüssigkeiten wirken auf einen frei beweglichen Schwebekörper in einem Messrohr. Die Höhe des Körpers entspricht dem Durchfluss, der sich über eine Skala ablesen oder in elektrische Signale umwandeln lässt.
Durchflussmesser mit Ultraschall: Die Messaufnehmer senden Schallwellen aus und messen ja nach Prinzip die Frequenzverschiebung (Doppler-Verfahren) oder die Zeit, die die Signale durch das strömende Medium benötigen (Stroboskop-Verfahren). Die Messumformer errechnen dann die Strömungsgeschwindigkeit sowie den Durchfluss.
Mittelbare Volumenzähler sind zum Beispiel Flügelrad- oder Turbinen-Durchflussmesser:
Flügelrad-Durchflussmesser: Ein Flügelrad im Rohrquerschnitt dreht sich durch den Flüssigkeitsstrom. Die Drehbewegung geht dabei berührungslos auf den Messumformer über. Dieser wandelt die Informationen je nach Ausführung in unterschiedliche Signale um oder addiert sie auf.
Turbinen-Durchflussmesser: Ein Turbinenrad dreht sich proportional zur Durchflussgeschwindigkeit der vorbeiströmenden Gase oder Flüssigkeiten. Die Drehzahl geht berührungslos auf den Messumformer über, der die Informationen auswertet und in nutzbare Signale umwandelt.
Beispiele für unmittelbare Volumenzähler sind Balgenzähler und Ovalradzähler:
Balgenzähler: Gase strömen abwechselnd in unterschiedliche, mit Membranen versehene Messkammern. Ein Kurbelgetriebe überträgt die Bewegung der Membranen auf spezielle Ventile und steuert somit die Füllvorgänge. Die Drehbewegung des Getriebes geht dabei über eine Magnetkupplung auf ein Zählwerk oder einen elektronischen Messumformer über.
Ovalradzähler: In einem Gehäuse sind zwei ovale Zahnräder verbunden. Einströmende Flüssigkeiten fülle deren Zwischenraum, wodurch sich die Zahnräder bewegen. Ein Messumformer registriert die Anzahl der Umdrehungen und schließt so auf die Durchflussmenge.
Typische Einsatzgebiete für Durchflussmesser
Durchflussmesser kommen immer dann zum Einsatz, wenn das Messen von Massen- oder Volumenströmen erforderlich ist. Geht es um das Thema Heizung steuern also zum Beispiel in Verbindung mit Gaszählern (Balgenzähler), Wärmemengenzählern (Flügelradzähler oder Ultraschalldurchflussmesser) oder Ölzählern (Ovalradzähler).