Massendurchflussmessverfahren über das gesamte Spektrum

venturi flow meter diagram

Einige Prinzipien der Durchflussmessung dominieren die Landschaft der Strömungstechnik, aber es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, um den Durchfluss zu messen, die sich ohne ein wenig Forschung nicht bemerkbar machen würden. Jeder, der mit Strömungen arbeitet, ist wahrscheinlich vertraut mit thermischen Durchflussmessern, Differenzdruck-basierten Strömungsinstrumenten und Rotamessern. Hier ist ein Blick auf einige Strömungstechnologien, von denen Sie vielleicht weniger hören werden, abhängig von Ihrer Spezialisierung.

Ultraschall:

Doppler-Durchflussmesser

Ultraschall-Durchflussmesser können eine ausgezeichnete Option sein, wenn Sie den Durchfluss messen müssen, aber keine invasive, neue Vorrichtung in Ihren Durchflussweg einbauen können. Einige Messgeräte können direkt an der Außenseite eines Rohrs befestigt werden! Die beiden von Ultraschall-Durchflussmessern verwendeten Verfahren sind Doppler und Laufzeit. Beide Arten von Messgeräten geben einen Ultraschallstrahl in das flüssige Medium ab. Doppler-Meßgeräte messen die Frequenzänderung des Strahls, die durch den Doppler-Effekt verursacht wird, und verwenden die bekannte Schallgeschwindigkeit des Fluids, um die Strömung zu bestimmen. Laufzeit-Durchflussmessgeräte senden zwei Strahlen aus, die in empfangende Messumformer im Messgerät zurückreflektiert werden. Die Sendezeiten der zwei Strahlen können verwendet werden, um sowohl die durchschnittliche Fluidgeschwindigkeit als auch die Schallgeschwindigkeit des Fluids zu finden.

Magnetische Durchflussmesser:

Magnetisches Durchflussmesser-Diagramm

Magnetische Durchflussmesser können zum Messen von Flüssigkeitsströmen verwendet werden, solange sie ausreichend leitfähig sind und gegenüber korrosiven oder aggressiven Flüssigkeiten tolerant sind. Magnetische Durchflussmesser verwenden das Faraday’sche Gesetz, um die Geschwindigkeit leitfähiger Flüssigkeiten zu messen. Nach dem Faraday’schen Gesetz erfährt jeder Leiter, der sich in einem 90 ° -Winkel zu einem Magnetfeld bewegt, eine induzierte Spannung, die proportional zur Geschwindigkeit des Leiters ist. Das Messgerät erzeugt ein Magnetfeld in dem Fluidweg und verwendet Elektroden in Kontakt mit der leitfähigen Flüssigkeit, um die induzierte Spannung zu messen. Das Messgerät berechnet die Fluidgeschwindigkeit unter Verwendung der gemessenen Spannung, der bekannten Stärke des emittierten Magnetfelds und des Abstands zwischen den Elektroden.

Optisch:

Partikel-Bildgebung-Velocimetrie

Laser haben so viele verschiedene Technologien durchdrungen, so dass sie natürlich auch für die Durchflussmessung eingesetzt werden können! Optische Durchflußmesser werden für Flüssigkeiten verwendet, die kleine feste Teilchen enthalten – was bei anderen Techniken, die auf Kapillarbypässen oder anderen Strömungsbeschränkungen beruhen können, ein Verstopfungsproblem verursachen könnte. Ein Laser scheint senkrecht zum Strömungsstrom und kollidiert mit einem Teilchen. Das von den Teilchen gestreute Licht wird von einem Photodetektor aufgenommen, der ein elektrisches Impulssignal erzeugt. Ein zweiter Laser, der weiter stromabwärts des ersten Lasers positioniert ist, wiederholt diesen Vorgang mit einem zweiten Photodetektor, und die Geschwindigkeit des strömenden Gases wird als die Strecke berechnet, die der Partikel im Laufe der Zeit zurückgelegt hat.

Venturi:

Venturidurchflussmesser Diagramm

Venturi-Vorrichtungen haben den Vorteil, dass sie sehr kostengünstig sind, jedoch auf Kosten der Flexibilität. Der Venturi-Effekt ist eine Druckreduzierung, die durch eine Einschnürung im Strömungsweg eines Fluids verursacht wird. Drucksensoren messen den Druck vor und innerhalb der Einschnürungslänge, und das Messgerät berechnet die Fluidgeschwindigkeit unter Verwendung der Bernoulli-Gleichung; Das Bournoulli-Prinzip besagt, dass die Geschwindigkeit einer Flüssigkeit umgekehrt proportional zu ihrem Druck ist, so dass der Druck des Gases mit einer bekannten Einschnürung abnimmt und die Messung des Differenzdrucks eine Durchflussmessung ergibt. Ohne strenge Kontrolle des Systemdrucks und der Temperatur ist das Ergebnis jedoch volumetrisch, nicht der Massenstrom, so dass die Ergebnisse von den Umgebungsbedingungen abweichen können.

Laminarer Differenzdruckfluss:

Laminarströmungselement

Für hohe Genauigkeit, schnelle Reaktion und einen großen Regelbereich zur Messung sauberer trockener Gase wenden sich viele Experten den LDP-Techniken zu. Alicat-Instrumente messen den Differenzdruck, ähnlich wie bei Venturi-Produkten, die Art der Einschränkung ist ein bisschen anders, auf eine Weise, die einen großen Unterschied macht. In einem Alicat Strömungsinstrument wird ein Stapel von Platten und Abstandhaltern verwendet, um die Strömung zu laminarisieren und einen Druckabfall zu erzeugen; Dieser Stapel wird als laminares Strömungselement bezeichnet. Das Laminieren der Strömung senkt die Reynolds-Zahl der Flüssigkeit und ermöglicht die Berechnung der Massendurchflußrate unter Verwendung bekannter Temperatur-Viskositäts-Daten und der Reynolds-Zahl der Flüssigkeit. Ein Sensor misst den Differenzdruck über einen Abschnitt des Laminarströmungselements mit bekanntem Druckabfall, ein anderer misst den Absolutdruck des Fluids und ein Temperatursensor misst die Temperatur des Gases. Alle diese Parameter, kombiniert mit den im Gerät programmierten physikalischen Konstanten des Fluids, geben dem Alicat-Messgerät alles, was zur Berechnung des Volumen- und Masseflusses benötigt wird.

Da Alicat-Durchflussmesser nicht nur Druck-, Volumen- und Massenstrommessungen erfassen, sondern sie auch melden, sind sie multivariate Geräte: Sie können die Daten verwenden, die Ihnen in Ihrer Anwendung am wichtigsten sind. Für viele Alicat-Fans ist diese Vielseitigkeit einer der besten Gründe, Alicat Durchflussmesser und -regler zu verwenden. Die Messung von Druck und Massenfluss bedeutet, dass Benutzer den Durchfluss basierend auf einer der beiden Funktionen steuern können, indem sie eine geregelte Schleifenfunktion verwenden, die in den Alicat Mass Flow Controllern integriert ist. Es bedeutet, in der Lage zu sein, Massendurchfluss zu messen, während auf Druck kontrolliert wird, oder Massenfluss zu steuern, während man Druck kennt. Der Vorteil ist Zeiteinsparung, verbesserte Präzision und reduzierte Komplexität in Ihren Systemdesigns.

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