Ein paar klare Worte zur Messgenauigkeit von Durchflussmessern

Wenn es um die Genauigkeit von Durchflussmessern geht, ist es wichtig, über einige Grundkenntnisse darüber zu verfügen, welche Faktoren diese beeinflussen. Auf Plattformen wie LinkedIn gibt es viele Diskussionen, in denen Aussagen zur Genauigkeit getroffen werden, ohne dass dabei alle Fakten berücksichtigt werden. In diesem Artikel geben wir Ihnen einige praktische Antworten auf häufig gestellte Fragen.

Durchflussmesser vom Punkt- bzw. Einzelpunkt-Typ

In manchen Diskussionen über Durchflussmesser stößt man auf Aussagen wie: „Mit unserem Durchflussmesser benötigen Sie nur 10 bis 15 Rohrdurchmesser“. Tatsächlich ist dies auf der Erde nicht möglich, wenn man Druckluft oder Gas mit einem Punktmessgerät oder einem Durchflussmesser vom „Einpunkt-Typ“ misst. Das widerspricht den Grundgesetzen der Physik.

Was versteht man nun unter einem Durchflussmesser vom Typ „Punktmessung/Einzelpunktmessung“? Dabei handelt es sich um alle Durchflussmesser, die den Durchfluss auf der Grundlage einer Geschwindigkeitsmessung an einem einzigen Punkt im Rohr berechnen. Ein naheliegendes Beispiel ist der Einsteck-Durchflussmesser, der zu den am häufigsten für Audits verwendeten Durchflussmessertypen gehört. Ein weiteres Beispiel, das von außen weniger offensichtlich ist, ist ein Ultraschall-Aufsteckdurchflussmesser. Auch dieser misst den Durchfluss in einem geraden Messstrang. Einige Messgeräte nutzen fortschrittlichere Technologien wie Doppel- oder sogar Mehrfachmessstränge, doch diese kommen in Druckluftanwendungen seltener zum Einsatz.

Das Original VPFlowScope^® DP ist das ultimative Messinstrument für Messungen des Durchflusses von gesättigter Druckluft.

Messgenauigkeit im Praxiseinsatz im Vergleich zu den technischen Angaben

Bei Druckluftanwendungen kann selbst der genaueste Durchflussmesser falsch eingesetzt werden, was zu großen systematischen Fehlern oder zufälligen, unregelmäßigen Messwerten führen kann. Bei Druckluft-Durchflussprüfungen, insbesondere in alten, bestehenden Druckluftsystemen, kann es sehr schwierig sein, realistische Messdaten zu erhalten, da alle Durchflussmesser vom Typ „Punktmessung“ anfällig für Störungen vor und hinter dem Messpunkt sind. Diese Störungen verursachen oft große Abweichungen. Dies könnte den Eindruck eines defekten Durchflussmessers erwecken, obwohl dieser lediglich falsch eingesetzt wurde.

Die Suche nach dem perfekten Aufstellungsort in bestehenden Fabriken stellt oft eine Herausforderung dar.

Beispiele für Bauteile, die das Strömungsprofil stören können, sind Doppelbögen, abrupte Durchmesseränderungen und große T-Stücke. In vielen Fällen kann der Kunde den Durchflussmesser erst 5 oder 10 Rohrdurchmesser hinter diesen Bauteilen anbringen, was einen großen Einfluss auf die Messgenauigkeit vor Ort hat.

Ein Durchflussmesser wird unter idealen Bedingungen kalibriert, was bedeutet, dass er in einem Referenzrohr mit bekanntem Innendurchmesser einem bekannten, symmetrischen Geschwindigkeitsprofil ausgesetzt wird. Wenn Sie jedoch einen Durchflussmesser in einer Rohrleitung in zu geringem Abstand zu potenziellen Störquellen installieren müssen, empfehlen wir Ihnen, Ihr Unsicherheitsbudget um mindestens 5 % bis 10 % zu erhöhen und sicherzustellen, dass alle Beteiligten sich der zusätzlichen Messunsicherheit bewusst sind. Insbesondere beim „Testen“ der Kompressorleistung vor Ort ist besondere Vorsicht geboten.

Turbulent vs. laminar

Wir hören immer noch , wie Leute von „laminarer Strömung“ bei Druckluft sprechen. Lassen Sie uns auch das einmal klarstellen. Wussten Sie, dass Druckluft aufgrund der hohen Geschwindigkeiten und der großen Rohrleitungen immer turbulent ist? In Druckluftnetzen wird man niemals eine laminare Strömung erreichen, es sei denn, man misst sehr niedrige Geschwindigkeiten. Warum? Wegen eines weiteren physikalischen Gesetzes, das von Reynolds und anderen beschrieben wurde. Aber keine Sorge, das ist überhaupt kein Problem. Es hat sogar einen Vorteil, da das Strömungsprofil eher flach statt parabolisch ist. Dadurch ist die Einbaulage Ihres Durchflussmessers in größeren Rohren weniger kritisch.

Von nun an sollten wir von einer „voll entwickelten“ Strömung sprechen statt von einer laminaren, was bedeutet, dass das Strömungsprofil schön symmetrisch ist und sich gleichmäßig über die Rohrfläche verteilt. Es dauert eine ganze Weile, bis die Strömung symmetrisch wird; in manchen Fällen, insbesondere bei doppelten, aus der Ebene herausragenden Rohrbögen, haben wir festgestellt, dass dies bis zu 60 D dauert.

Durchflussmesstechniken im Vergleich – was es zu beachten gilt

• Thermische Einstecksonden: Auswirkungen des Strömungsprofils und Temperatureinflüsse. Plötzliche Temperaturänderungen können die Messung beeinflussen. Wassertropfen führen zu Spitzen im Messsignal.
• Differenzdrucksonden: Strömungsprofil, begrenzter Regelbereich, auf geringen Durchfluss achten. Wassertropfen und Schmutz können die Druckanschlüsse verstopfen. Wasser in den Anschlussleitungen kann zu ungewöhnlichen Ergebnissen führen.
• Ultraschall: Strömungsprofil, Ultraschallgeräusche von Ventilen, Vibrationen, Signalverlust.
• Vortex (Inline): Wassertropfen, begrenzter Regelbereich; beachten Sie den geringen Durchfluss und den permanenten Druckverlust hinter dem Messgerät
• Differenzdruck (Inline): Begrenzter Regelbereich, auf geringen Durchfluss achten. Permanenter Druckverlust bei Verwendung von Durchflussmessern mit Blende.
• Turbinen: Schwingungen können zu höheren oder niedrigeren Durchflussdurchschnittswerten führen. Druckstöße können die Lager beschädigen. Wasser kann Korrosion verursachen, was zu Messfehlern führt.

Wie genau muss es sein?

Bei einem Audit kommt es darauf an, wonach man sucht (Leckagen, Lastprofil, Leistung des Kompressorsteuerungssystems, Kompressorwirkungsgrad). Bei der Analyse der Daten kommt es ganz auf die Fähigkeiten des Prüfers an und darauf, wie er die Kombination verschiedener Sensoren und Signale interpretiert. Manchmal kann bereits ein einfaches Last-/Entlastungssignal eines Kompressors Aufschluss über das Verhalten des Steuerungssystems geben, in anderen Fällen möchten Sie vielleicht näher auf die Nachfrageseite eingehen, wofür Sie einen bidirektionalen Durchflussmesser benötigen. Je mehr Signale Sie kombinieren, desto klarer wird Ihnen, was genau vor sich geht.

Im Allgemeinen ist eine Genauigkeit von 5 % für eine Luftmessung mit Einstecksonden ausreichend, wenn man alle Unsicherheiten berücksichtigt. Wenn Sie einen Kompressor vor Ort prüfen und mit den Werksangaben vergleichen möchten, müssen Sie die Richtlinie ISO 1217 bezüglich der erforderlichen Genauigkeit beachten. Dies kann spezielle Ausrüstung und Fachpersonal für die Durchführung der Prüfung erfordern.

Brauchst du einen Rat?

Kontaktieren Sie uns, um Ihre Anwendung zu besprechen. Wir beraten Sie gerne bei der Auswahl des richtigen Produkts – in manchen Fällen ist das vielleicht gar kein Durchflussmesser.