Durchflussmessung von Gasen

Zur exakten Strömungsmessung von Gasen werden oft Coriolis-Sensoren oder günstigere thermische Anemometer - teils mit Kammerkopf-Technologie - eingesetzt. Die thermischen Anemometer bieten im Wesentlichen das Leistungsspektrum der Coriolis-Sensoren. Die Entscheidung für ein Messprinzip hängt in der Anwendung von Details ab.

Messung von Gasströmung in industriellen Anwendungen

Die präzise Messung von Gasströmung wird in vielen industriellen Anwendungen benötigt. Hier hat sich der Einsatz von Durchflusssensoren / Strömungssensoren mit folgenden Zielen bewährt:

• Energieeinsparung / Energieeffizienz
• Erfassung von Verbrauchsdaten
• Qualitätssicherung von Prozessen
• Gewährleistung der Sicherheit von Personen und Geräten
• Funktionsüberwachung

Geeignete Technologien zur Strömungsmessung von Gasen im Vergleich

Geeignete Technologien zur Strömungsmessung sind für diese Fälle

• Coriolis Sensoren
• Thermische Anemometer

Beide Messprinzipien haben Vor- und Nachteile:

	Coriolis Sensoren	Thermische Anemometer
Vorteile:	Keine beweglichen Verschleißteile Hohe Präzision	Große Messbereichsabdeckung von 0,05 m/s bis 220 m/s Hohe Messbereichsdynamik > 1:1000 Geringer Druckverlust Schnelle Ansprechzeit Kleine Abmessungen Kosteneffizient Keine beweglichen Teile Leichte Montage Einfache Reinigung
Nachteile:	Hoher Preis Nur Inline Sensoren	Empfindlich gegen Staub und Wassertropfen (Kondensation) Punktuelle Messung
Anwendungen:	Prozess	Druckluftverbrauch Druckluft-Leckage Produktionsprozesse (Trocknung, Beschichtung, Absaugung, ...) Verhältnis von Verbrennungsgasen Biogas

Anemometer arbeiten nach dem thermischen Messprinzip.

Ein heißes Element wird in den Luftstrom gehalten Das Element erwärmt die vorbeiströmende Luft Dabei wird das Element abgekühlt (wie ein feuchter Finger im Wind) Die abgegebene Wärme entspricht dabei der Luftströmungsgeschwindigkeit

Das hat viele Vorteile:

• Nachweis kleinster Strömungen
• Keine beweglichen Teile – kein Verschleiß
• Volumenstrommessung ohne weitere Messgröße
• Extreme Messbereichsgrenzen
• Langzeitstabilität
• Richtungserkennung
• Einfache Montage und schnelle Inbetriebnahme

Betriebsarten der thermischen Anemometer

Thermische Anemometer können zwei Betriebsarten folgen:

• CCA = Constant Current Anemometer (Konstanter Strom-Anemometer)
• CTA = Constant Temperature Anemometer (Konstanter Temperatur-Anemometer)

CTD = Constant Temperature Difference Anemometer (Konstanter Temperatur Differenz Anemometer). Dieser verbindet die Vorteile der CCA und CTA Methoden. Dabei wird eine Temperaturüberschreitung im Vergleich zur Umgebung an den Sensor vermittelt und auf einem konstanten Level gehalten.

Hieraus ergeben sich folgende Vorteile:

• Gute Auflösung mit geringen Strömungsgeschwindigkeiten
• Kann hohe Strömungsgeschwindigkeiten messen
• Besonders schnelle Ansprechbarkeit
• Hohe Betriebstemperaturen erreichbar

Der Kammerkopf 

Der Kammerkopf unserer Durchflusssensoren – erweitert den Einsatz der Anemometer.

Seine Vorteile:

• Druckdicht bis 16 bar / 40 bar
• Anwendungen in Rohren bis D = 2 m
• Hohe Messbereichsdynamik (0,2 m/s bis 220 m/s > 1:1000)
• Einbautoleranz +/- 3° in Strömungsrichtung
• Bidirektionale Messung möglich (2 Sensoren notwendig)
• Präzise Messung und Reproduzierbarkeit (siehe Kalibrierzertifikat)

Verschiedene Gase – geht das?

Durch die Umrechnung auf den Normvolumenstrom Luft können grundsätzlich alle Gase gemessen werden, es sind jedoch Korrekturfaktoren zu berücksichtigen.

Kalibrierung  

Die Kalibrierung erfolgt im Windkanal bis 220 m/s (im geschlossenen Referenzkanal). Optional wird ein Hochpräzisionsabgleich mit Zertifikat erstellt. Ein ISO-Kalibrierzertifikat, rückführbar auf nationale Standards, ist ebenfalls möglich.

Anwendungen

Unsere Strömungsmesser für Gase wurden bereits in zahlreichen industriellen Prozessen eingesetzt und getestet: