Thermische Massendurchfluss Messung

Das By-Pass-Prinzip für Gase

Wie im Bild A gezeigt fließt ein Teil des Gases durch den Sensor, welcher durch die Heizung RH erwärmt wird. Daraus ergibt sich mit steigendem Massendurchfluss eine steigende Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2, wie in Bild B gezeigt. Die Formel für dT beweist, dass die Temperaturdifferenz direkt proportional dem Massendurchfluss ist. Elektrisch werden die Temperaturen T1 und T2 durch die beiden Messwiderstände RT1 und RT2 erfasst.

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Bild A

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Bild B

In Bild A wird gezeigt, wie das gemessende Signal des Sensors zu einem elektrisch auswertbarem Signal verstärkt wird. Der Sensor wird im By-Pass des Hauptstromes montiert, wo ein patentierter Messbereicheinsatz für eine proportionale Strömungsteilung, auch unter sich ändernden Prozessbedingungen, sorgt. Dieses Laminare Flowelement besteht aus einem Packet von Edelstahlscheiben auf denen feine hochpräziese Kanälchen geätzt sind. Jedes dieser Kanälchen hat die gleiche Durchflusscharakteristik wie der Sensor.

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Das Inline-Prinzip für Gase

Massendurchflussmesser mit einem Inline-Sensor (kein By-Pass) bestehen aus einem geraden Durchflusskanal, in den zwei Sonden aus Edelstahl eingelassen sind. Eine dieser Sonden dient als Heizung, während die andere die Temperatur erfasst. Eine konstante Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen den beiden Sensoren wird erzeugt. Die Energie, die aufgebracht werden muss um dieses Delta-T beizubehalten, ist proportional zum Massefluss. Basierend auf diesem Konzept ist es möglich, die Durchflussmenge nahezu ohne Druckverlust zu messen. Der unvermeidbare, geringe Druckverlust der dennoch entsteht, wird durch die Gasanschlüsse und das Maschensieb, die zur Flusskonditionierung in den Instrumentenkörper eingelassen sind, verursacht (siehe Bild C). Verglichen mit herkömmlichen thermischen Massendurchflussmessern und -Reglern mit By-Pass-Prinzip, ist die Konstruktionsweise der Direktstrommesser mit CTA-Prinzip (constant temperature anemometry) weit weniger anfällig für Feuchtigkeit und Verschmutzung im Messmedium.

CTA Mass Flow Sensor

Bild C

MASS-STREAM Durchflussmesser - Funktionsprinzip auf YouTube

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Für Flüssigkeiten

Massendurchflussmesser der LIQUI-FLOW™ Serie werden um ein Edelstahlrohr gefertigt, in dem sich weder bewegliche Teile noch sonstige Hindernisse befinden. Die Heizung/Sensor Kombination befindet sich um dieses Edelstahlrohr. Es wird nach dem anemometrischem Prinzip eine konstante Temperaturdifferenz (ΔT) erzeugt, und die dafür benötigte Energie ist abhängig vom Massendurchfluss. Aufgrund des einzigartig patentierten Sensors wird die Flüssigkeit um maximal 5°C erwärmt, damit sind Gerät der LIQUI-FLOW™ Serie auch einsetzbar für Flüssigkeiten mit niedrigem Verdampfungspunkt

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