Schwebekörper-Durchflussmesser (auch Rotameter) messen Volumenströme von wässrigen Flüssigkeiten, leicht viskosen Medien und Gasen in Rohrleitungen. Während die Durchflussmesser (auch Strömungsmesser) einen Wert anzeigen, werden die Durchflusswächter (auch Strömungswächter) zur Überwachung eingesetzt. Sie schalten bei den eingestellten Schaltpunkten nachgeschaltete Stromkreise.
Funktionsweise des Schwebekörper-Durchflussmessers
Ein Medium durchfließt das konische Messrohr von unten nach oben. Bei konstantem Durchfluss bewegt sich der Schwebekörper in die Höhe, in welcher die auf ihn wirkenden Kräfte ein Gleichgewicht bilden und damit einen Schwebezustand erreichen: Gewicht des Schwebekörpers (G) und die Summe aus Auftriebskraft (A) und der von der Strömung hervorgerufenen Kraft (K).
Mit zunehmendem Durchfluss erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit und der Schwebekörper wird angehoben. Die Position des Schwebekörpers kann anhand einer angebrachten Skala abgelesen werden.
Der Messbereich von Schwebekörper-Durchflussmessern von 0 – 100% kann mit einem Durchflusstransmitter als 4-20 mA oder 0-10 V Signal ausgegeben werden.
Schwebekörper-Durchflusswächter sind mit Kontaktschaltern ausgestattet, welche bei Überschreitung bzw. Unterschreitung der eingestellten Durchflussraten schalten. Die Schwebekörper dieser Durchflusswächter sind mit Magneten ausgestattet, welche bei Eintritt in bzw. Austritt aus dem Magnetfeld Kontakte schalten. Die Überwachung von Pumpen wird häufig mit diesen Regelkreisen durchgeführt.
Schwebekörper
Es gibt zahlreiche unterschiedliche Formen von Schwebekörpern. Sie werden für spezielle Anwendungen und Medien eingesetzt. Durch die spezielle Form kann z.B. eine Viskositätskompensation erreicht werden.
Einbau
Der Einbau erfolgt immer mit Durchfluss von unten nach oben.
Eine Sonderform unserer Schwebekörper–Durchflussmesser ist mit einer Feder ausgestattet. Die Federkraft wirkt der Schwebekörperbewegung entgegen und ermöglicht so einen lageunabhängigen Einbau dieser Geräte (siehe: DUG, RVO/U, RVM/U, DUM/A, DWM/A, RVP, RMU, WY, DKG, DKM)
Der Einbau von Schwebekörper-Messgeräten kann in Rohrleitungen beliebiger Nennweiten erfolgen. Eine Einlaufstrecke und Auslaufstrecke von 5 – 10 Rohrdurchmessern wird empfohlen.
Druckverluste
Druckverluste entstehen am Schwebekörper. Sie bleiben im Messbereich konstant und sind proportional zum Gewicht und dem Außendurchmesser des Schwebekörpers.
Weitere Druckverluste können in der Leitung, durch Ventile und Armaturen entstehen. Diese können ein Vielfaches des Druckverlusts am Schwebekörper betragen.
Material von Schwebekörper-Durchflussmessgeräten
Ganzmetall-Schwebekörper-Durchflussmesser werden aus Messing und Edelstahl angeboten. Sie werden bei Anwendungen mit hohen Drücken eingesetzt.
Auf Glaseinsätzen aufgebrachte Skalen können Durchflüsse direkt abgelesen werden.
Bruchsichere und korrosionsbeständige Messgeräte werden aus Kunststoffen (PVC, EPDM, PVDF, PA, PSU, PP) gefertigt.
Genauigkeit von Schwebekörper-Durchflussmessgeräten
Die Genauigkeitsklasse des Durchflussmessers nach der Richtlinie VDI/VDE 3513 Blatt 2 gibt einen Gesamtfehler an, der sich als Summe von zwei Teilfehlern ergibt:
- Fehler in Prozent vom Messwert. Dieser Fehler trägt zu ¾ zum Gesamtfehler bei.
- Fehler in Prozent vom Skalenendwert. Dieser Fehler trägt zu ¼ zum Gesamtfehler bei.
Vielfach wird die Genauigkeit auch mit einem Toleranzwert in Prozent vom Endwert angegeben.
Schwebekörper-Durchflussmessung Anwendungen
Durchflussmesser / Durchflusswächter nach dem Schwebekörperprinzip werden zur Messung und/oder Überwachung von
- wässrigen Flüssigkeiten,
- Öle und andere leicht viskose Medien, und
- Gasen
eingesetzt. Das Messergebnis wird durch die Eigenschaften des Mediums (Temperatur, Druck, Dichte, Viskosität, Konzentration) beeinflusst. Entsprechend geeichte Skalen für verschiedene Medien stehen zur Verfügung.
Schwebekörper-Durchflussmessung wird in sehr vielen Anwendungen eingesetzt, da sie besonders preiswert ist, z.B.
- Maschinenbau,
- Laboranwendungen,
- Wasseraufbereitungsanlagen,
- Überwachung von Kühlkreisläufen,
- Chemie und pharmazeutischer Industrie,
- Industrieofenbau.
Vorteile der Durchflussmessung mit Schwebekörpern
- Preiswerte Durchflussanzeige
- Keine externe Energieversorgung
- Unabhängig von elektrischer Leitfähigkeit
- Messung von kleinsten Gas- und Flüssigkeitsvolumenströmen
- Hohe Wiederholgenauigkeit
- Anzeige in l/h od. m3/h
- Zuverlässig
- Wartungsfrei
Literatur
- ROTA HANDBUCH, Ausgabe R 5/7-81