Durchflussmesser – Verfahren und Messprinzipien der Durchflussmessung

Was ist Durchfluss?

Als Durchfluss bezeichnet man eine Menge, die in einer bestimmten Zeiteinheit transportiert wird.
Das Fluid (Gas oder Flüssigkeit) kann dabei in geschlossenen Rohren, Kanälen oder offenen Gerinnen wie z.B. Flüssen oder Wasserkanälen fließen.
Anstelle des Begriffes „Durchfluss“ wird auch der Begriff „Durchflussrate“ verwendet.

Man unterscheidet zwischen:

• Volumen-Durchfluss
  Volumen-Durchfluss= Volumen pro Zeiteinheit
  q_V=V/t
  Die SI-Einheit ist: [m³/s]. Diese wird aber in der Technik relativ selten verwendet.
  Üblich sind die Einheiten: L/h, L/min, m³/h oder im angloamerikanischen Raum GPH, GPM, SCFM. Da der Volumen-Durchfluss am einfachsten zu bestimmen ist, wird dieser in der Technik am häufigsten benutzt.
  Nachteil ist, besonders bei Gasen, die Abhängigkeit von Druck und Temperatur.
  Der Volumen-Durchfluss kann über die Dichte in den Massen-Durchfluss umgerechnet werden.
  
  
• Masse-Durchfluss
  Massen-Durchfluss= Masse pro Zeiteinheit
  q_m=m/t
  Die SI-Einheit ist: [kg/s]
  Wegen der Unabhängigkeit von Druck und Temperatur ist der Masse-Durchfluss die ideale Messgröße, die sich aber häufig direkt, nur über teure Messverfahren, wie Coriolis Masse-Durchflussmesser oder thermische Masse-Durchflussmesser, bestimmen lässt. Der Massen-Durchfluss kann über die Dichte in den Volumen-Durchfluss umgerechnet werden.
  
  
• Strömungsgeschwindigkeit
  Die Strömungsgeschwindigkeit beschreibt, wie schnell sich ein Medium (z. B. Wasser, Luft oder Gas) durch eine Leitung bewegt.
  Die Strömungsgeschwindigkeit steht in direktem Zusammenhang mit dem Durchfluss und ergibt sich aus der Strömungsgeschwindigkeit und der Querschnittsfläche der Leitung:
  Die SI-Einheit ist: [m/s]
  Durchfluss = Strömungsgeschwindigkeit × Querschnittsfläche
  [m³/s] = [m/s] x [m²]
  Warum ist die Strömungsgeschwindigkeit wichtig?
  
  • Eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit kann Druckverluste, Geräuschentwicklung, erhöhten Verschleiß oder Kavitation verursachen.
  • Eine zu niedrige Geschwindigkeit kann Ablagerungen begünstigen oder die Effizienz einer Anlage verringern. Deshalb gibt es je nach Anwendung empfohlene Geschwindigkeitsbereiche.

Wie kann man den Durchfluss messen?

In der Technik stehen die unterschiedlichsten Messgeräte zur Bestimmung des Durchflusses zur Auswahl.
Die Auswahl des geeigneten Durchflussmessers erfolgt nach:

• Art des Fluids (Gas, Flüssigkeiten, Feststoff)
• Durchflussmenge
• Eigenschaften des Fluid (z.B.: Viskosität, Leitfähigkeit, Verunreinigung, Farbe)
• Chemische Beständigkeit gegenüber dem Fluid
• Betriebstemperatur, Betriebsdruck
• Gewünschte Genauigkeit, Reproduzierbarkeit
• Anschlussart (Gewinde, Flansch, Hygiene-/Sanitäranschluss)
• Gewünschte Anzeige (mechanische Vorortanzeige, Ausgänge zur Fernübertagung, Kontakte)
• Einsatzort (Umgebungsbedingungen, Indoor/Outdoor, Bergbau, Fahrzeuge usw.)
• Zertifikate/Zulassungen (ATEX, IECEx, SIL, Hart®, Fieldbus®, Modebus
• Kosten

Die wichtigsten am Markt erhältlichen Messprinzipien werden in den nachfolgenden Seiten ausführlich beschrieben.
Derzeit fertiggestellt sind die Seiten:

• Schwebekörper

Für die anderen Seiten, bitte ich noch um etwas Geduld und würde mich über ihren zukünftigen, weiteren Besuch dieser Seite freuen.
Anregungen, Korrekturen und andere Infos, nehme ich gerne entgegen und versuche diese zu verarbeiten.