Um zu messen, wie die Flüssigkeit durch die Rohre fließt, verwenden wir zwei Arten von Durchflussmessern. Wir werden uns mit den elektromagnetischen Durchflussmessern und den Ultraschall-Durchflussmessern befassen. Beide Geräte geben an, wie viel Flüssigkeit durch die Rohre fließt, funktionieren aber auf unterschiedliche Weise. Schauen wir uns genauer an, wie jeder dieser Durchflussmesser funktioniert und was sie unterscheidet und nützlich macht.
Wie wird der Durchfluss gemessen?
Ein elektromagnetischer Durchflussmesser ist ein spezielles elektrisches Gerät, das zur Messung des Durchflusses bei niedriger Geschwindigkeit von leitfähigen Flüssigkeiten wie Wasser verwendet wird. Wenn die Flüssigkeit durch das Rohr fließt, erzeugt sie ein Phänomen, das als Magnetfeld bekannt ist. Es ist eine Kraft, die die Flüssigkeit durch ihre Bewegung erzeugt. Das Innere des Durchflussmessers besteht aus zwei Sensoren, den sogenannten Elektroden, die in die Flüssigkeit eingeführt und senkrecht zur Fließrichtung der Flüssigkeit ausgerichtet sind. Und diese Sensoren legen Strom an – wenn wir Strom an die Elektroden anschließen, entsteht ein Strom. Dieser Stromfluss hilft uns zu bestimmen, wie schnell sich die Flüssigkeit bewegt. Die Luftmassenmesser Durch Messen dieses Stroms können wir die Durchflussrate ermitteln (die Flüssigkeitsmenge, die in einer bestimmten Zeit einen bestimmten Punkt passiert).
Ultraschall-Durchflussmesser
Ein Ultraschall-Durchflussmesser wird verwendet, um den Flüssigkeitsdurchfluss mithilfe von Ultraschallwellen zu messen. Dieser Durchflussmesser sendet Schallwellen durch eine Flüssigkeit, die in einem Rohr fließt, und misst, wie lange der Schall braucht, um zwischen zwei Sensoren hin- und herzureisen. Während die Flüssigkeit fließt, verändert sich die Ausbreitung der Schallwellen. Mit anderen Worten: Wenn die Flüssigkeit fließt, bewegen sich die Schallwellen in Fließrichtung schneller und in die entgegengesetzte Richtung langsamer. Wenn Sie die Reisezeit überprüfen, kann der Durchflussmesser die Durchflussrate der Flüssigkeit genau berechnen.
Verstehen, wie sie funktionieren?
Elektromagnetische Durchflussmesser
Diese Sauerstoff-Durchflussmesser arbeiten nach einem bestimmten Prinzip, dem sogenannten Faradayschen Gesetz. Dieses Gesetz besagt, dass ein elektrisches Feld aufgebaut wird, wenn sich eine elektrisch leitende Flüssigkeit in Gegenwart eines Magnetfelds bewegt. Es ist notwendig, die Geschwindigkeit der Flüssigkeit zu messen, die auf dem oben genannten elektrischen Feld beruht. Dieses elektrische Feld kann anschließend vom Durchflussmesser gemessen werden, der anhand der Feldstärke die Durchflussrate bestimmen kann.
Ultraschall-Durchflussmesser
Ultraschall-Durchflussmesser arbeiten nach dem Laufzeitprinzip. Das heißt, sie senden einen Schallwellenstoß durch die Flüssigkeit und messen die Zeit, die die Wellen brauchen, um zum anderen Sensor zu gelangen. Wenn die Flüssigkeit durch das Rohr fließt, breiten sich die Wellen schneller in Strömungsrichtung aus und langsamer entgegengesetzt. Der Durchflussmesser kann berechnen, wie schnell sich die Flüssigkeit bewegt, indem er misst, wie lange die Wellen für einen Hin- und Rückweg brauchen.
Genauigkeit und Zuverlässigkeit im Vergleich
Elektromagnetische Durchflussmesser ermöglichen, wie der Name schon sagt, die Messung von Flüssigkeiten mit geringer Leitfähigkeit auf Grundlage des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion.
Eine weitere Möglichkeit, den Durchfluss genau zu messen, ist die Verwendung elektromagnetischer Durchflussmesser, die jedoch nur für saubere Flüssigkeiten funktionieren, die Strom leiten. Sie können den Durchfluss in beide Richtungen messen und geben uns Aufschluss darüber, wie viel Flüssigkeit in ein System hinein- und aus ihm herausfließt. Sie funktionieren auch bei einem breiten Spektrum von Durchflussraten gut. Elektromagnetische Durchflussmesser können jedoch auch Probleme verursachen, wenn sich Blasen oder Feststoffe in der Flüssigkeit befinden. Dieses Rauschen kann die Spannungswerte beeinflussen und somit die Durchflusswerte ungenau machen.
Darüber hinaus arbeiten Ultraschall-Durchflussmesser selbst in sehr unrunden Rohren präzise – mit der bekannten Ausnahme nichtleitender Flüssigkeiten. Blasen oder Feststoffe stören sie nicht. Ultraschall-Durchflussmesser können jedoch bei der Messung von Durchflussraten in kleinen Rohren und bei niedrigem Durchfluss Probleme haben. Das bedeutet auch, dass ihre Messwerte möglicherweise nicht unter allen Umständen optimal sind.
Auswahl des richtigen Durchflussmessers
Bei der Auswahl eines geeigneten Durchflussmessers muss zwischen elektromagnetischen und Ultraschall-Durchflussmessern entschieden werden. Dabei kommt es auf die spezifische Anwendung der zu messenden Flüssigkeit, die Durchflussrate und die Umgebungsverzerrungen im Durchfluss an. Elektromagnetische Durchflussmesser eignen sich am besten für saubere, leitfähige Flüssigkeiten und für Anwendungen mit großem Durchflussvolumen. Ultraschall-Durchflussmesser hingegen sollten bei nicht gleichmäßigen Rohren und geeigneten nicht leitfähigen Flüssigkeiten verwendet werden.
Außerdem müssen Sie den Durchmesser des zu messenden Rohrs berücksichtigen. In kleinen Rohren sind Ultraschall-Durchflussmesser bei niedrigen Durchflussmengen nicht sehr genau. Dies sollten Sie berücksichtigen, wenn Sie den für Sie besten Durchflussmesser auswählen.
Vor- und Nachteile der einzelnen Durchflussmessertypen
Aus diesem Grund können Durchflussmesser in zwei Typen unterteilt werden, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Elektromagnetische Durchflussmesser sind präziser, benötigen jedoch zunächst saubere, leitfähige Flüssigkeiten, bevor sie ordnungsgemäß funktionieren. Ultraschall-Durchflussmesser hingegen sind gegenüber dieser Art von Fortschritt weniger anfällig und können mit nicht leitfähigen Flüssigkeiten arbeiten. Sie haben jedoch Probleme, niedrige Durchflussraten in kleinen Rohren zu messen, was sie unter allen Umständen ungeeignet macht.
Die Auswahl eines genauen Durchflussmessers ist entscheidend für die Erzielung präziser Messwerte in Flüssigkeitssystemen. Manchmal ist es besser, die verschiedenen Durchflussmesser zu kombinieren, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen.
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