Arbeitseigenschaften und Messfehler von Zielstrommessern

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Arbeitsmerkmale und Messfehler von Zielstrommessern Autor: Ingenieur von Xiamen Hongkong – Le Yi. Die Arbeitsmerkmale der HKB-Serie an Zielstrommessern werden hauptsächlich durch Kalibrierungsversuche mit Flüssigkeiten ermittelt. Unter der Voraussetzung, dass die Bedingungen des Experiments gewahrt bleiben, kann die Kalibrierung auch durch das Hängen von Gewichten erfolgen. Dabei wird die Schwerkraft der Gewichte genutzt, um die Kraft des Fluids zu ersetzen, die auf das Zielobjekt während seiner Arbeit wirkt – dadurch wird eine sogenannte Trockenkalibrierung erreicht. Außerdem kann auch eine trockene Kalibrierung verwendet werden, um die Geräte regelmäßig zu überprüfen. Arbeitseigenschaften des HKB-Zielflussmessers
1. Durchflusskoeffizient
Der Durchflusskoeffizient C1 des HKB-Zielflussmessers hängt vom Reynolds-Zahl Red ab. Zudem beeinflussen ihn auch der Rohrdurchmesser D, das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Ziels und dem Rohrdurchmesser B, die Form des Ziels, die Struktur der Kammer um das Ziel herum, die Genauigkeit der Fertigung von Ziel und Kammer, die Schärfe der Kanten am Eingang des Ziels sowie die Konzentrisität und Glätte von Ziel und Rohr. In der Regel wird die Beziehung zwischen dem Durchflusskoeffizienten C1 und den Werten Re, D und B durch Experimente ermittelt – wie in Abbildung 4-29 dargestellt. Wie aus der Kurve in der Abbildung ersichtlich ist, ist die kritische Reynolds-Zahl bei diesem Messverfahren niedriger als bei den zuvor beschriebenen Druckunterschiedsflussmessern. Daher zeigt sich dieses Messverfahren insbesondere dann als vorteilhaft, wenn es um Flüssigkeiten mit hohem Viskositätsgrad und niedriger Reynolds-Zahl geht. Doch bei niedrigen Reynolds-Zahlen hat die Reibkraft, die auf das Ziel wirkt, einen erheblichen Einfluss. Nur wenn der C1-Wert im tatsächlichen Messbereich im Wesentlichen konstant bleibt, kann eine genaue Messung gewährleistet werden. 　　2 Druckverlust: Wenn die Flüssigkeit durch das Ziel strömt, entsteht durch Reibung eine bestimmte Kraft. Hinter dem Ziel bilden sich Wirbel – all das führt dazu, dass ein Teil der Energie der Flüssigkeit verloren geht, was wiederum zu einem Druckverlust führt. Der Druckverlust hängt von dem Durchmesser des Durchflussmessers, vom Verhältnis von Zieldurchmesser zu Messerdurchmesser, von der Durchflussmenge sowie von den Eigenschaften der Flüssigkeit ab. Bei derselben Flüssigkeit, derselben Durchflussmenge und derselben Rohrdimension ist je kleiner das Verhältnis des Zieldurchmessers, desto geringer ist auch der Druckverlust B. Die Kurven für den Druckverlust bei unterschiedlichen Durchmessern sowie unterschiedlichen Querschnittsverhältnissen sind in Abbildung 4-0 dargestellt. Der Druckverlust bei Messgeräten vom Typ „Ziel“ ist in der Regel geringer als bei Messgeräten vom Typ „Differenzdruck“. Bei Tests mit Düsen mit den Werten A=0,8 und B=0,5 beträgt der Druckverlust bei den Geräten vom Typ „Ziel“ nur 40–50 % des Wertes bei den Düsen. 　　4.5.3.3 Messfehler
Es gibt zwei Hauptgründe für Messfehler bei Durchflussmessern vom Typ „Ziel“.
(l) Bei der Berechnung des Durchflusses werden die Auswirkungen des Reibungskraftes des Fluids auf das Ziel ignoriert. In der Praxis führt diese Reibungskraft dazu, dass das Ziel eine größere Kraft erfährt. Dadurch wird der von dem Messgerät angezeigte Durchfluss überbewertet. (2) Bei geringen zu messenden Durchflussmengen ist aufgrund der Trägheitskräfte die Kraft, die das Fluid auf das Ziel ausübt, nicht linear zum Quadrat der Fließgeschwindigkeit proportional. Eigenschaften des HKB-Zielflussmessers
Die wichtigsten Eigenschaften des Zielflussmessers sind:
(l) Es gibt keine beweglichen Teile; die Konstruktion ist robust und einfach. Es sind weder Druckleitungen noch andere Hilfskomponenten erforderlich. Die Installation und Wartung sind einfach, und das Gerät verstopft nicht leicht. 　　(2) Der Druckverlust ist gering; daher kann er bei kleinen Durchmessern (0,00–0,5 bis 0,2 nl) sowie bei niedrigen Reynolds-Zahlen verwendet werden. =Der Flüssigkeitstyp (l–5) × 10³ kompensiert die Schwierigkeiten, die bei der Verwendung herkömmlicher Drosselvorrichtungen auftreten. 　　(3) Die Messuntergrenze ist niedrig, das Kinder-zu-Erwachsenen-Verhältnis beträgt 3:1, die Grundfehler liegen bei plus/minus 1 %. 　　(4) Das Messobjekt hat einen weiten Anwendungsbereich. 　　l) Wird hauptsächlich zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten mit niedrigem Reynolds-Zahlwert und hoher Viskosität in Rohrleitungen verwendet.
2) Es kann auch den Durchfluss von Schlämmen, die eine bestimmte Menge an festen Partikeln enthalten, messen – beispielsweise Schlamm, Papierbrei, Mörtel, Erzschlamm usw.
3) Zudem kann es den Durchfluss von verschmutzten Flüssigkeiten messen – wie Abwasser, Rohöl oder Öle bei hohen Temperaturen.
4) Es kann außerdem zum Messen des Durchflusses von gewöhnlichen Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen verwendet werden.
5) Wenn der Sensor in den Rohrleitungen aus korrosionsbeständigen Materialien hergestellt wird, kann er auch den Durchfluss verschiedener korrosiver Medien messen. 　　(5) Die Geräte sind noch nicht standardisiert; eine individuelle Kalibrierung mit echtem Durchfluss ist erforderlich, um die Genauigkeit der Geräte zu gewährleisten. 　　(6) Wenn ein hoher Strömungsgeschwindigkeit auf die Zielscheibe trifft, entstehen dahinter Wirbel, die zu Oszillationen des Ausgangssignals führen und dessen Stabilität beeinträchtigen. Daher sollte die Methode der Messung bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten mit Vorsicht angewandt werden.