Kann ein EPI-Differenzialmassenstrommesser seinen Messbereich erweitern?

Solche Durchflussmesser haben nicht unbedingt einen so weiten Messbereich – man muss den Hersteller fragen. Wenn es gerade noch möglich ist, ist es dennoch nicht sehr genau. In den Fällen, in denen ich es ausprobiert habe, wurde die Anlage einfach so erweitert, dass ein grober Durchfluss gewährleistet war.

Der thermische Massenstrommesser nutzt das Prinzip der Wärmeausdehnung. Die Wärmeausdehnungstechnologie zeichnet sich durch ihre hervorragenden Leistungsmerkmale und hohe Zuverlässigkeit unter schwierigen Bedingungen aus. Zu den typischen Sensorelementen gehören zwei Widerstände aus Platin – einer dient als Geschwindigkeitssensor, der andere zur Messung der Temperatur in der Rohrleitung. Wenn diese beiden Sensoren in Gas befinden sich, misst der Temperatursensor die Temperatur des Gases im Rohr. Im Geschwindigkeitssensor befindet sich ein Elektroheizdraht, der auf eine Temperatur erhitzt wird, die höher ist als die von dem Temperatursensor gemessene Temperatur – und zwar konstant gehalten wird. Der Luftstrom nimmt die Wärme vom Geschwindigkeitssensor mit, wodurch der Temperaturunterschied verringert wird. Um einen konstanten Temperaturunterschied aufrechtzuerhalten, ist eine zusätzliche elektrische Leistung zur Heizung erforderlich, und die Größe dieser kompensierenden Leistung ist proportional zum Massenstrom des Gases. Aus den Prinzipien wissen wir, dass die zu kompensierende Leistung nicht nur von der Strömungsgeschwindigkeit des Gases abhängt, sondern auch von der spezifischen Wärmekapazität des zu messenden Gases (auch als Wärmeaufnahmefähigkeit bezeichnet). Um den Gasfluss genau zu messen, muss die Kalibrierung des Flussmessers mit echtem Gas erfolgen – das heißt, mit demselben Gas, das gemessen werden soll. Dies ist ein wichtiger Indikator für die Qualität von Wärmemassenflussmessern. Das von dem Beitragsersteller angesprochene Problem der Erweiterung des Messbereichs für Ammoniakgas betrifft bei Durchflussmessgeräten die Notwendigkeit, den Messbereich mithilfe der aktualisierten Durchflussdaten am Kalibriergerät anzupassen. Bei thermischen Massendurchflussmessgeräten gelten strengere Anforderungen: Nicht nur muss der Messbereich am Kalibriergerät geändert werden, sondern auch muss das zur Kalibrierung verwendete Gas tatsächlich mit Ammoniak kalibriert werden. Natürlich kann man, wenn der Betreiber keine hohen Anforderungen an die Messwerte vor Ort stellt und größere Fehler toleriert, die Messskala durch Kalibrierung mit Luft anpassen und anschließend einen Korrekturfaktor für Luft/Amoniak einsetzen. Auf diese Weise lässt sich eine Genauigkeit von 5 % gewährleisten.

Ich habe gerade das Gasmedium falsch erkannt. Der Autor meint, dass das zu prüfende Gasmedium Wasserstoff ist – dazu muss man etwas mehr sagen. Wie alle wissen, ist Wasserstoff das leichteste Gas – doch gleichzeitig hat es die stärkste Fähigkeit, Wärme aufzunehmen. Bei derselben Menge hat Wasserstoff eine 14-fach höhere Wärmespeicherkapazität als Luft. Daher muss der Threadersteller den Messbereich erweitern. Technisch gesehen ist das maximale messbare Volumen von Wasserstoff bei weitem kleiner als das von Luft, weshalb eine Erweiterung des Messbereichs wahrscheinlich nicht möglich ist. Die Lösung besteht darin, den Durchmesser der Rohrleitungen zu vergrößern, wodurch die Geschwindigkeit des Gasflusses bei derselben Menge an Gas sinkt und somit indirekt die Fließgeschwindigkeit erhöht wird. Das ist nicht schwer zu verstehen: Die Messung bei den meisten Durchflussmessgeräten bezieht sich im Grunde auf die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit – auch die thermischen Durchflussmessgeräte sind keine Ausnahme.

Dieser Durchflussmesser ist sehr einzigartig – es handelt sich um einen Durchflussmesser für Wasserstoff. Er misst nur dann einen Wert, wenn Wasserstoff fließt; bei der Messung mit Stickstoff wird kein Durchfluss erfasst.

Der Grund liegt darin, dass der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Wasserstoff und Stickstoff stark voneinander abweicht – er beträgt etwa das 7-Fache. Zudem wird dieser Unterschied mit steigender Temperatur noch größer. Daher kann der Durchfluss von Wasserstoff über den Durchflussmesser Veränderungen im Durchfluss anzeigen, während bei Stickstoff dies nicht unbedingt der Fall ist.

Ein Wärmestrommessgerät weist die Eigenschaft auf, dass es nach dem zu messenden Medium mit einem entsprechenden Gas als Kalibriermedium verwendet wird. Ein Messgerät für den Wasserstofffluss kann auf keinen Fall zur Messung anderer Medien eingesetzt werden.

Diese Uhr lässt sich nicht im Messbereich erweitern – sie ist bereits bei der Fertigung kalibriert worden. Wenn man den Messbereich erweitern möchte, muss die Uhr an den Hersteller zurückgesandt werden