Die Klassifizierung von Durchflussmessern

Die Klassifizierung von Durchflussgeräten kann in folgende Kategorien unterteilt werden: Volumendurchflussmesser, Geschwindigkeitsdurchflussmesser, Zieldurchflussmesser, elektromagnetischer Durchflussmesser, Wirbeldurchflussmesser, Rotameter, Differenzdruckdurchflussmesser, Ultraschalldurchflussmesser, Massendurchflussmesser usw.

1. Rotameter

Ein Schwebekörper-Durchflussmesser, auch Rotameter genannt, ist ein Durchflussmesser mit variabler Fläche. In einem vertikalen, sich von unten nach oben erweiternden Kegelrohr wird die Schwerkraft des Schwimmers mit kreisförmigem Querschnitt durch die hydrodynamische Kraft getragen, und der Schwimmer kann sich im Kegel frei auf und ab bewegen. Er bewegt sich unter der Einwirkung von Strömungsgeschwindigkeit und Auftrieb auf und ab und wird nach dem Ausgleich mit dem Gewicht des Schwimmers über eine magnetische Kopplung auf das Zifferblatt übertragen, um die Durchflussrate anzuzeigen. Im Allgemeinen werden Rotameter aus Glas und Metall unterschieden. In der Industrie werden am häufigsten Rotor-Durchflussmesser aus Metall verwendet. Für korrosive Medien mit kleinem Rohrdurchmesser wird üblicherweise Glas verwendet. Aufgrund der Zerbrechlichkeit von Glas ist der wichtigste Kontrollpunkt auch ein Rotor-Durchflussmesser aus Edelmetallen wie Titan. Es gibt viele inländische Hersteller von Rotor-Durchflussmessern, hauptsächlich Chengde Kroni (mit deutscher Kölner Technologie), Kaifeng Instrument Factory, Chongqing Chuanyi und Changzhou Chengfeng stellen Rotameter her. Aufgrund der hohen Genauigkeit und Wiederholbarkeit von Rotametern werden sie häufig zur Durchflusserkennung bei kleinen Rohrdurchmessern (≤ 200 mm) eingesetzt.

2. Verdrängungsdurchflussmesser

Der Verdrängungsdurchflussmesser misst den Volumenstrom einer Flüssigkeit, indem er das zwischen Gehäuse und Rotor gebildete Messvolumen misst. Je nach Rotorstruktur gibt es Verdrängungsdurchflussmesser vom Typ Taillenrad, Abstreifer, elliptisches Getriebe usw. Verdrängungsdurchflussmesser zeichnen sich durch eine hohe Messgenauigkeit (teilweise bis zu 0,2 %), einen einfachen und zuverlässigen Aufbau, eine breite Anwendbarkeit, hohe Temperatur- und Druckbeständigkeit sowie niedrige Installationskosten aus. Er wird häufig zur Messung von Rohöl und anderen Ölprodukten eingesetzt. Aufgrund des Zahnradantriebs birgt der Großteil der Rohrleitung jedoch die größte versteckte Gefahr. Vor dem Gerät muss ein Filter installiert werden, der eine begrenzte Lebensdauer hat und häufig gewartet werden muss. Die wichtigsten inländischen Produktionsstätten sind: Kaifeng Instrument Factory, Anhui Instrument Factory usw.

3. Differenzdruck-Durchflussmesser

Der Differenzdruck-Durchflussmesser ist ein Messgerät mit langer Anwendungsgeschichte und umfassenden Versuchsdaten. Er misst die statische Druckdifferenz, die durch das durch die Drosselvorrichtung fließende Fluid entsteht, und zeigt so den Durchfluss an. Die einfachste Konfiguration besteht aus einer Drosselvorrichtung, einer Differenzdruck-Signalleitung und einem Differenzdruckmesser. Die in der Industrie am häufigsten verwendete Drosselvorrichtung ist die standardisierte „Standarddrosselvorrichtung“, beispielsweise eine Standardblende, eine Düse, eine Venturidüse oder ein Venturirohr. Drosselvorrichtungen, insbesondere die Düsendurchflussmessung, werden zunehmend integriert. Der hochpräzise Differenzdrucktransmitter und die Temperaturkompensation sind in die Düse integriert, was die Genauigkeit deutlich verbessert. Mithilfe der Pitotrohr-Technologie kann die Drosselvorrichtung online kalibriert werden. Heutzutage werden in der industriellen Messung auch nicht standardisierte Drosselvorrichtungen wie Doppelblenden, Rundblenden oder Ringblenden verwendet. Diese Messgeräte erfordern in der Regel eine Kalibrierung des tatsächlichen Durchflusses. Der Aufbau einer Standard-Drosselvorrichtung ist relativ einfach, die Verarbeitung ist jedoch aufgrund der hohen Anforderungen an Maß-, Form- und Lagetoleranzen relativ aufwendig. Am Beispiel einer Standard-Blende handelt es sich um ein ultradünnes, plattenartiges Bauteil, das sich bei der Verarbeitung verformt. Auch größere Blenden verformen sich im Betrieb, was die Messgenauigkeit beeinträchtigt. Die Druckbohrung der Drosselvorrichtung ist in der Regel nicht zu groß und verformt sich im Betrieb, was die Messgenauigkeit beeinträchtigt. Durch die Reibung der Flüssigkeit an der Standard-Blende verschleißen die messrelevanten Strukturelemente (z. B. spitze Winkel), was die Messgenauigkeit mindert.

Obwohl sich die Entwicklung von Differenzdruck-Durchflussmessern noch in einem relativ frühen Stadium befindet, wurden Differenzdruck-Durchflussmesser in der industriellen Messung durch die kontinuierliche Verbesserung und Weiterentwicklung anderer Formen von Durchflussmessern sowie die kontinuierliche Verbesserung der Anforderungen an die Durchflussmessung in der industriellen Entwicklung teilweise durch fortschrittliche, hochpräzise und praktische Durchflussmesser ersetzt.

4. Elektromagnetischer Durchflussmesser

Ein elektromagnetischer Durchflussmesser basiert auf dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion und misst den Volumenstrom leitfähiger Flüssigkeiten. Gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion entsteht im Leiter eine induzierte Spannung, wenn ein Leiter die magnetische Feldlinie in einem Magnetfeld schneidet. Die Größe der elektromotorischen Kraft entspricht der des Leiters. Im Magnetfeld ist die Geschwindigkeit der Bewegung senkrecht zum Magnetfeld proportional und wird dann je nach Rohrdurchmesser und Mediumsunterschied in eine Durchflussrate umgerechnet.

Elektromagnetischer Durchflussmesser und Auswahlprinzipien: 1) Die zu messende Flüssigkeit muss eine leitfähige Flüssigkeit oder Aufschlämmung sein. 2) Kaliber und Bereich, vorzugsweise beträgt der Normalbereich mehr als die Hälfte des Gesamtbereichs, und die Durchflussrate liegt zwischen 2 und 4 Metern. 3) Der Betriebsdruck muss geringer sein als die Druckfestigkeit des Durchflussmessers. 4) Für unterschiedliche Temperaturen und korrosive Medien sollten unterschiedliche Auskleidungsmaterialien und Elektrodenmaterialien verwendet werden.

Die Messgenauigkeit des elektromagnetischen Durchflussmessers basiert auf der Situation, in der die Flüssigkeit das Rohr füllt und das Messproblem der Luft im Rohr noch nicht gut gelöst ist.

Die Vorteile elektromagnetischer Durchflussmesser: Da kein Drosselteil vorhanden ist, ist der Druckverlust gering und der Energieverbrauch reduziert. Der Durchflussmesser bezieht sich ausschließlich auf die Durchschnittsgeschwindigkeit des zu messenden Fluids und hat einen großen Messbereich. Andere Medien können erst nach der Wasserkalibrierung ohne Korrektur gemessen werden. Daher eignen sie sich am besten als Messgerät für die Absetzung. Aufgrund der kontinuierlichen Verbesserung von Technologie und Prozessmaterialien, der kontinuierlichen Verbesserung von Stabilität, Linearität, Genauigkeit und Lebensdauer sowie der kontinuierlichen Erweiterung der Rohrdurchmesser werden bei der Messung von fest-flüssigen Zweiphasenmedien austauschbare Elektroden und Schaberelektroden eingesetzt, um das Problem zu lösen. Aufgrund von Problemen bei der Messung von Medien mit hohem Druck (32 MPa), Korrosionsbeständigkeit (säure- und alkalibeständige Auskleidung) sowie der kontinuierlichen Vergrößerung des Kalibers (bis zu Kaliber 3200 mm) und der kontinuierlichen Verlängerung der Lebensdauer (im Allgemeinen über 10 Jahre) werden elektromagnetische Durchflussmesser immer häufiger eingesetzt und ihre Kosten sind ebenfalls gesunken, aber der Gesamtpreis, insbesondere der Preis für Rohre mit großem Durchmesser, ist immer noch hoch, sodass sie beim Kauf von Durchflussmessern eine wichtige Rolle spielen.

5. Ultraschall-Durchflussmesser

Ultraschall-Durchflussmesser sind ein neuartiges Durchflussmessgerät, das in der heutigen Zeit entwickelt wurde. Ultraschall-Durchflussmesser ermöglichen die Messung von Flüssigkeiten, die Schall übertragen können. Ultraschall-Durchflussmesser können den Durchfluss von hochviskosen Flüssigkeiten, nichtleitenden Flüssigkeiten oder Gasen messen. Das Messprinzip der Durchflussrate ist: Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwellen in der Flüssigkeit variiert mit der Durchflussrate der zu messenden Flüssigkeit. Hochpräzise Ultraschall-Durchflussmesser sind derzeit noch ausländischen Marken vorbehalten, wie beispielsweise Fuji aus Japan oder Kanglechuang aus den USA. Zu den inländischen Herstellern von Ultraschall-Durchflussmessern zählen vor allem Tangshan Meilun, Dalian Xianchao und Wuhan Tailong.

Ultraschall-Durchflussmesser werden in der Regel nicht zur Messung von Setzungen eingesetzt. Die Produktion kann bei einer Beschädigung der Messstelle vor Ort nicht für einen Austausch gestoppt werden. Sie werden häufig in Situationen eingesetzt, in denen Prüfparameter zur Steuerung der Produktion erforderlich sind. Der größte Vorteil von Ultraschall-Durchflussmessern liegt in ihrer Eignung für großkalibrige Durchflussmessungen (Rohrdurchmesser über 2 Meter). Selbst wenn einige Messstellen zur Setzung genutzt werden, kann der Einsatz hochpräziser Ultraschall-Durchflussmesser Kosten sparen und den Wartungsaufwand reduzieren.

6. Massendurchflussmesser

Nach jahrelanger Forschung wurde der U-förmige Rohr-Massendurchflussmesser 1977 von der amerikanischen Firma MICRO-MOTION erstmals vorgestellt. Dieser Durchflussmesser zeigte mit seiner Markteinführung seine enorme Leistungsfähigkeit. Sein Vorteil besteht darin, dass das Massendurchflusssignal direkt und unabhängig von physikalischen Parametern erfasst werden kann. Die Genauigkeit beträgt ± 0,4 % des Messwerts, kann aber auch 0,2 % erreichen. Er kann eine Vielzahl von Gasen, Flüssigkeiten und Schlämmen messen. Er eignet sich besonders zur Messung von Flüssiggas und Flüssigerdgas mit hochwertigen Handelsmedien. Ein elektromagnetischer Durchflussmesser ist unzureichend. Da er nicht von der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung auf der Anströmseite beeinflusst wird, sind keine direkten Rohrabschnitte an der Vorder- und Rückseite des Durchflussmessers erforderlich. Der Nachteil besteht darin, dass der Massendurchflussmesser eine hohe Verarbeitungsgenauigkeit aufweist und im Allgemeinen einen schweren Standfuß hat, wodurch er teuer ist. Da er leicht durch externe Vibrationen beeinflusst wird und die Genauigkeit beeinträchtigt wird, ist bei der Wahl des Installationsorts und der Installationsmethode Vorsicht geboten.

7. Wirbel-Durchflussmesser

Der Wirbeldurchflussmesser, auch Wirbelströmungsmesser genannt, kam erst Ende der 1970er Jahre auf den Markt. Er erfreut sich seit seiner Markteinführung großer Beliebtheit und wird häufig zur Messung von Flüssigkeiten, Gasen, Dampf und anderen Medien eingesetzt. Der Wirbeldurchflussmesser ist ein Geschwindigkeitsdurchflussmesser. Das Ausgangssignal ist ein Impulsfrequenzsignal oder ein Standardstromsignal, das proportional zur Durchflussrate ist und nicht von Flüssigkeitstemperatur, Druckzusammensetzung, Viskosität und Dichte beeinflusst wird. Der Aufbau ist einfach, es gibt keine beweglichen Teile und das Messelement berührt die zu messende Flüssigkeit nicht. Er zeichnet sich durch hohe Genauigkeit und lange Lebensdauer aus. Der Nachteil besteht darin, dass für die Installation ein gerades Rohrstück erforderlich ist und herkömmliche Typen keine gute Beständigkeit gegen Vibrationen und hohe Temperaturen bieten. Der Wirbelströmungsmesser ist in piezoelektrischen und kapazitiven Ausführungen erhältlich. Letztere bieten Vorteile hinsichtlich Temperatur- und Vibrationsbeständigkeit, sind jedoch teurer und werden im Allgemeinen zur Messung von überhitztem Dampf verwendet.

8. Zieldurchflussmesser

Messprinzip: Wenn das Medium im Messrohr fließt, verursacht der Druckunterschied zwischen seiner eigenen kinetischen Energie und der Zielplatte eine leichte Verschiebung der Zielplatte, und die resultierende Kraft ist proportional zur Durchflussrate. Es kann ultrakleine Strömungen und ultraniedrige Strömungsraten (0 -0,08 M/S) messen und die Genauigkeit kann 0,2 % erreichen.