Anwendung von Durchflussmessern bei der Messung sehr kleiner Durchflüsse

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Es gibt verschiedene gängige Durchflussmesser, die zur Messung von geringen Durchflüssen geeignet sind – beispielsweise Druckdifferenzmessgeräte, Schwimmerventilmessgeräte, Volumenmessgeräte sowie Wärmemessgeräte. Einige dieser Messgeräte eignen sich sowohl zur Messung von mittleren bis großen Durchflüssen als auch von geringen Durchflüssen, während andere speziell für die Messung von geringen Durchflüssen entwickelt wurden. 1. Schwimmkörper-Flussmesser: Ein Schwimmkörper-Flussmesser besteht hauptsächlich aus einem Schwimmkörper und einem kegelförmigen Rohr. Der Kegelrohr in dem Durchflussmesser mit Glasrohr-Floß besteht aus Glas ； Der kegelförmige Rohrteil des Metallrohr-Floßmessers ist aus Metall gefertigt; die Temperatur des Fluids kann bis zu 180 °C betragen, und der Druck des Fluids kann bis zu 13 MPa erreichen. Schwimmkörperstrommesser gehören zu den Geräten mit mittlerer bis niedriger Genauigkeit. Der grundlegende Fehler bei Metallschwimmkörperstrommessern beträgt 1 %–2,5 % der Nenngröße; bei Geräten mit Fernübertragung liegt dieser Wert bei 1 %–4 % der Nenngröße ； Der Durchflussmesser mit Glasrohr und Schwimmer hat eine Genauigkeit von 2,5 % bis 5 % FS. Daher ist es in der Regel nur für den Durchflussüberwachungszweck geeignet und nicht zur Messung. Der Glasrohr-Floßstrommesser eignet sich nur für Gase und Flüssigkeiten mit hoher Transparenz; andernfalls ist die Höhe des Floßes im kegelförmigen Rohr nicht gut sichtbar. Dagegen gibt es bei den Flussmessern mit Metallrohr-Floß keine solchen Beschränkungen. Der Messbereich der Durchflussmenge bei Schwebkörper-Durchflussmessern mit kleinem Durchmesser kann sehr gering sein – bei Wasser liegt er bei 0,3–3 L/Stunde, bei Luft bei 5–50 L/Stunde. Die in der Umweltschutzarbeit häufig eingesetzten Geräte wie Luftprobenentnahmegeräte, Online-Analysegeräte sowie Laboranalysegeräte nutzen in der Regel Mikroglas-Schwimmkörperströmungsmesser – deren Messbereich jedoch noch kleiner sein kann. Bei der Messung des Füllstands, des Durchflusses und der Dichte in industriellen Prozessen gilt das zu messende Medium als besonders viskös oder korrosiv. Zur Trennung werden häufig Methoden mit Blasen oder Flüssigkeitsstrahlung eingesetzt. Der Durchfluss von Luft oder Flüssigkeit wird in der Regel mit einem Schwimmerstrommesser gemessen. In Fällen, in denen die Druck Schwankungen der Gas- (oder Flüssigkeits-) Quelle oder des zu messenden Mediums groß sind, werden in einigen Produkten ein Schwimmervolumenstrommesser mit einem Regler (Durchflussstabilisator) kombiniert, um einen konstanten Differenzdruck für die genaue Messung des Durchflusses zu gewährleisten. 2. Differenzdruck-Messgerät: Ein Differenzdruck-Messgerät, das aus einem Standard-Drosselventil sowie einem Differenzdrucksensor besteht, ist bei der Messung von geringen Durchflussmengen durch drei Faktoren eingeschränkt. Die erste Beschränkung ist die Größe des Rohrdurchmessers. Standard-Drosselgeräte eignen sich für Rohrdurchmesser von 50 mm und mehr. Wenn der Rohrdurchmesser zu klein ist, wird auch der Durchmesser des Drosselgeräts entsprechend kleiner, wodurch eine nach den Vorgaben der Normen durchgeführte ähnliche Bearbeitung schwierig wird. Die zweite Beschränkung ist der zu geringe Differenzdruck. Dieser Differenzdruck ist proportional zum Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit auf einen bestimmten Wert sinkt, wird der Differenzdruck so gering, dass er nicht mehr festgestellt werden kann. Die dritte Grenze ist die Untergrenze für die Reynolds-Zahl. Je nach Art des Drosselgeräts unterscheidet sich auch die untere Grenze für die Reynolds-Zahl. Im Allgemeinen gilt als Grenzwert eine Reynolds-Zahl von ≥104. Die durch diese untere Reynolds-Zahl bestimmte durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit sowie das Durchflussvolumen bilden somit die untere Grenze für die Messung bei geringen Durchflussmengen. Der Reynolds-Zahl ist zu niedrig; dadurch ändert sich der Ausflusskoeffizient stark mit der Reynolds-Zahl, was zu einer erhöhten Unsicherheit führt.