Für raue Betriebsbedingungen

Durchflussmessgeräte werden meistens für statische Betriebsparameter ausgelegt. Die Spezifikationen weisen Durchflussrate, Temperatur, Systemdruck, etc. als konstant aus. Die Realität am Messort in der Anlage kann vollkommen anders aussehen.

Förderpumpen, schnell schließende Ventile, Einspritzpumpen und andere Geräte können Flüssigkeitsschwingungen anregen. Mit den Flüssigkeitsschwingungen gehen Druckpulsationen einher. Dieses Flüssigkeitsverhalten ist von außen nicht zu sehen und bleibt deshalb unerkannt. Für ein Durchflussmessgerät bedeutet das zweierlei:

– Die Flüssigkeitsschwingungen müssen korrekt gemessen und im Messergebnis berücksichtigt werden.

– Die Krafteinwirkung durch die schwingende Flüssigkeitsmasse muss verkraftet werden.

Abbildung 1 zeigt Pulsationen einer Hydraulikflüssigkeit. Bei einem Tunnelbohrer werden Schläge des Bohrkopfes über die Hydraulikzylinder auf die Flüssigkeit übertragen. Abbildung 2 zeigt Drurckpulsationen in einer Kraftstoffleitung von Dieselmotoren, wie sie von den Einspritzpumpen angeregt werden.

Der Anlagenplaner wird einen Durchflussmesser auswählen müssen, der den Flüssigkeitsschwingungen folgt und korrekte Mess-werte liefert. Zudem muss die geforderte Messgenauigkeit über einen weiten Messbereich erhalten bleiben. Das deshalb, weil bei Flüssigkeitsschwingungen sowohl wesentlich geringere als auch höhere Durchflüsse als spezifiziert vorkommen.

Verdrängerzähler wie die KRAL Volumeter sind für diese Messaufgabe bestens geeignet. Verdrängerzähler haben im Unterschied zu anderen Verfahren eine Messkammer mit exakt bekanntem Volumen. Die Messkammer wird beim KRAL Volumeter kontinuierlich gefüllt und entleert. Flüssigkeitsschwingungen bewirken, dass aus der Messkammer wieder eine Teilmenge in die Rohrleitung zurück fliest und unmittelbar darauf aber wieder in die Messkammer gelangt. Ein anschaulicher Vergleich ist das Füllen eines Wasserglases. Viele Wassergläser haben wie der Volumeter ein geeichtes Volumen und dienen zur Messung einer Flüssigkeitsmenge. In diesem Vergleich entsprechen Flüssigkeitsschwingungen der Entnahme von Wasser vor der Füllung, um es danach gleich wieder einzugießen. Für die Mengenmessung ist nur wichtig, dass das Glas am Ende bis zur Markierung gefüllt ist. Für den Durchflussmesser heißt das, dass das Heraus- und Hereinfließen kein Problem darstellt, wenn es durch die Sensorik richtig erkannt und bei der Messwertbildung berücksichtigt wird.

Stellt man sich wieder das Füllen eines Wasserglases vor, ist offensichtlich, dass das Strömungsprofil der Wasserflasche, nicht ideal ist. Trotzdem ist die Füllung korrekt. KRAL Volumeter brauchen als Verdrängerzähler auch kein definiertes Strömungsprofil. Deshalb sind im Unterschied zu Verfahren, die den Durchfluss aus der Rohrleitungsfläche und der Fliesgeschwindigkeit errechnen, keine Beruhigungsstrecken nötig. Die Bestimmung der Fliesgeschwindigkeit setzt beispielsweise bei Turbinen-, Flügelrad-, Ultraschall- und Magnetisch Induktive Durchflussmesser ein ideales Strömungsprofil voraus. Deshalb können Druckpulse bei diesen Verfahren zu Fehlmessungen führen.

Wenn die Strömungsgeschwindigkeit niedrig ist, kann sich die Strömungsrichtung kurzzeitig umkehren. Eine Fehlmessung kann hier nur vermieden werden, wenn der Durchflussmesser die Durchflussrichtung unterscheiden kann und die Auflösung hoch genug ist.

KRAL Volumeter bieten Labormessgenauigkeit auch bei rauen Industriebedingungen. Abhängig von den Betriebsbedingungen bietet man entsprechende Optionen zu deren Erkennung und Berücksichtigung. Die Volumeter haben konstruktive Merkmale, die sie für die mechanische Belastung durch starke Druckpulsationen geeignet machen.

Sie werden neben dem Durchflusssensor optional mit einem Sensor zur Erkennung der Durchflussrichtung geliefert. Zusammen mit den Impulsselektoren werden mit dieser Option auch kurzzeitige Rückflüsse erkannt und in der Messwertbildung korrekt berücksichtig.