Durchflussmesser: Was sind sie und wie funktionieren sie?

Anwendungsspezifische Durchflussmesser unterstützen Anlagenbetreiber, Regelungstechniker, planende Ingenieure und weitere Beteiligte dabei:

• Durchflussprozesse zu verstehen und zu überwachen
• Effizienzpotenziale zu erkennen und zu verbessern
• Geräteprobleme und unnötige Verluste zu beheben

Der Zugriff auf präzise, zeitnahe und zuverlässige Durchflussdaten und Regelungsmöglichkeiten ist entscheidend für die Produktqualität, einen sicheren Betrieb, die Kostenkontrolle und die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben.

Verschiedene Arten von Durchflussmessern

Durchflussmesstechnologien werden in zahlreichen Branchen eingesetzt — von der Gebäudeplanung und dem Bauwesen über die Öl- und Gasindustrie bis hin zur Wasser- und Abwasserwirtschaft sowie der chemischen und petrochemischen Verarbeitung. Diese Industrien verlassen sich auf Durchflussmesser, um einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen, regulatorische Anforderungen zu erfüllen, Energie- und Ressourceneffizienz zu unterstützen und tiefere Einblicke in die Systemleistung zu gewinnen. Für unterschiedliche Anwendungen und Umgebungen stehen zahlreiche Durchflussmessertypen zur Verfügung, darunter:

Wie funktionieren Durchflussmesser?

Von der Geschwindigkeitsmessung bis zur Erfassung von Druckänderungen nutzen Durchflussmesser unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung der Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen. Im Folgenden wird erläutert, wie die einzelnen Messprinzipien funktionieren und für welche Anwendungen sie besonders geeignet sind.

Ultraschall-Durchflussmesser

Ultraschall-Durchflussmesser messen die Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums in einer Rohrleitung. Zu den beiden Ultraschall-Messverfahren zählen Doppler- und Laufzeitmessung. Das Doppler-Verfahren misst die Frequenzänderung von Schallwellen, die an Gasblasen oder Partikeln im Medium reflektiert werden, und eignet sich besonders für belüftete oder verschmutzte Flüssigkeiten. Die Laufzeitmessung erfasst den Zeitunterschied zwischen Signalen, die stromaufwärts und stromabwärts gesendet werden. Dieser Unterschied ist direkt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit.

Ultraschall-Durchflussmesser werden häufig aufgrund ihrer hohen Genauigkeit, des geringen Wartungsaufwands und der niedrigen Betriebskosten eingesetzt. Sie sind als Inline-, Gerinne- und Clamp-on-Ausführungen erhältlich, wobei Clamp-on-Lösungen eine berührungslose Messung ermöglichen, wenn ein Kontakt mit dem Medium nicht möglich ist.

Coriolis-Durchflussmesser

Coriolis-Durchflussmesser messen den Massenstrom und die Dichte eines Mediums anhand der Trägheit. Dieses offene Messprinzip bestimmt den Durchfluss, indem die Masse des Mediums direkt gemessen wird — über einen breiten Temperaturbereich hinweg und mit hoher Genauigkeit. Während das Medium durch die Sensorröhren strömt, verursachen die Massenkräfte eine Verdrehung der Röhren, die proportional zur Masse ist. Coriolis-Durchflussmesser sind für ihre hohe Messgenauigkeit, einfache Installation sowie die gleichzeitige Erfassung von Massenstrom und Dichte bekannt.

Magnetisch-induktive Durchflussmesser

Magnetisch-induktive Durchflussmesser, auch als magnetische Durchflussmesser bekannt, arbeiten nach dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten. Demnach erzeugt ein elektrisch leitfähiges Medium, das sich durch ein Magnetfeld bewegt, ein elektrisches Signal, das proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist. Während das Medium das Magnetfeld durchströmt, entstehen Spannungsänderungen, anhand derer die Fließgeschwindigkeit berechnet wird.

Da magnetisch-induktive Durchflussmesser keine beweglichen Teile besitzen, eignen sie sich besonders für Abwasseranwendungen oder andere leitfähige, verschmutzte oder wasserbasierte Medien. Zu den Vorteilen zählen ein geringer Wartungsaufwand, große Messbereiche sowie die Eignung für korrosive Medien und hygienische Anwendungen in der Lebensmittelindustrie.

Differenzdruck-Durchflussmesser (DP)

Differenzdruck-Durchflussmesser messen den Durchfluss, indem sie eine Verengung in der Rohrleitung erzeugen, die einen Druckabfall verursacht. Drucksensoren erfassen den Druck vor und nach der Verengung. Der entstehende Differenzdruck ist proportional zum Quadrat des Durchflusses — ein höherer Druckabfall entspricht einem höheren Durchfluss.

Differenzdruck-Durchflussmesser eignen sich für Anwendungen an Filtern, Wärmetauschern, Rückflussverhinderern, Rohrleitungen, Kanälen und weiteren Systemen. Ein wesentlicher Vorteil ist das Fehlen beweglicher Teile, was den Wartungsaufwand minimiert.

Verdrängungsdurchflussmesser (PD)

Verdrängungsdurchflussmesser erfassen den Volumenstrom von Flüssigkeiten oder Gasen, indem sie das Medium wiederholt mit rotierenden Bauteilen einschließen und das Volumen messen. Zu den Bauformen zählen unter anderem Schwingkolbenzähler, Taumelscheibenzähler, Zahnradzähler und weitere Ausführungen. Diese Messgeräte werden häufig aufgrund ihrer hohen Genauigkeit, guten Wiederholbarkeit und großen Messbereiche eingesetzt.

Wirbel-Durchflussmesser

Wirbel-Durchflussmesser nutzen den sogenannten von-Kármán-Wirbeleffekt zur Messung von Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen. Im Strömungsweg befindet sich ein Störkörper, der abwechselnde Wirbel erzeugt. Diese verursachen Druckschwankungen, die von einem Sensor erfasst werden. Die Wirbelfrequenz ist direkt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Das Sensorsignal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und als Durchflusswert ausgegeben. Wirbel-Durchflussmesser sind aufgrund ihrer großen Messbereiche, guten Wiederholbarkeit und Genauigkeit eine bewährte Lösung für Flüssigkeiten, Gase und gesättigten Dampf.

Turbinen-Durchflussmesser

Turbinen-Durchflussmesser nutzen die kinetische Energie des Mediums, um ein Laufrad im Strömungsweg anzutreiben. Die Drehzahl des Rotors ist direkt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Turbinen-Durchflussmesser messen zuverlässig Flüssigkeiten, Gase und Dämpfe und werden häufig aufgrund ihrer robusten Bauweise, hohen Genauigkeit bei gleichzeitig niedrigen Kosten sowie ihrer guten Wiederholbarkeit über einen breiten Temperatur- und Druckbereich hinweg eingesetzt.

Schwebekörper-Durchflussmesser

Schwebekörper-Durchflussmesser messen den Volumenstrom von Flüssigkeiten und Gasen. Eine Drosselöffnung bildet gemeinsam mit einem konischen Messkörper einen ringförmigen Spalt. Der Messkörper enthält einen zylindrischen Keramikmagneten, der mit einer externen Anzeige gekoppelt ist und sich proportional zur Bewegung des Kolbens bewegt. Eine kalibrierte Feder wirkt dem Durchfluss entgegen und reduziert die Viskositätsempfindlichkeit. Zu den Vorteilen zählen niedrige Kosten, einfache Bedienung und Wartung sowie der Verzicht auf elektronische Komponenten zur Messwertanzeige.

Die passenden Durchflussmesserlösungen finden

Angesichts der Vielzahl verfügbarer Durchflussmesserlösungen kann es schwierig sein, die passende Technologie für eine spezifische Anwendung zu bestimmen. Unsere Durchflussmesstechnik kommt in zahlreichen Branchen zum Einsatz. Wenn Sie eine Lösung zur Durchflussmessung suchen, die Nachhaltigkeit unterstützt, Ineffizienzen reduziert, den Wartungsaufwand verringert oder ein bestehendes System ersetzt, stehen Ihnen unsere Experten zur Verfügung. Wir berücksichtigen Kosten, Stillstandszeiten und Wartungsanforderungen und empfehlen eine Lösung, die optimal zu Ihren Anforderungen passt — damit Ihre Prozesse zuverlässig laufen und Sie sich auf andere Prioritäten konzentrieren können.