Erklärung zur Analyse der Einschränkungen einiger gängiger Durchflussmesser

Thread Content

　　Mit dem Aufkommen der Mechanisierung und Automatisierung spielen Messgeräte in der Industrieproduktion eine äußerst wichtige Rolle – insbesondere Mengemessgeräte. Bei der Auswahl solcher Geräte muss man die physikalischen und chemischen Eigenschaften des zu messenden Stoffes sowie den Ablauf der Produktionsprozesse berücksichtigen. Es ist notwendig, nicht nur die Vorteile der Mengemessgeräte zu kennen, sondern auch ihre Nachteile. Dadurch kann eine richtige Auswahl getroffen werden. Im Folgenden werden die Nachteile einiger gängiger Durchflussmessgeräte zusammengefasst, um allen ein besseres Verständnis für die Einschränkungen dieser Produkte zu vermitteln. 　　I. Einschränkungen der elektromagnetischen Durchflussmessgeräte
Wir wissen alle, dass elektromagnetische Durchflussmessgeräte bei der Messung von flüssigen Stoffen mit leitfähigen Eigenschaften eine hohe Genauigkeit aufweisen, sicher in der Anwendung sind und eine stabile Leistung bieten. Im Folgenden werden nun ihre Nachteile erläutert:
1. Elektromagnetische Durchflussmessgeräte können nur den Durchfluss von flüssigen Stoffen mit leitfähigen Eigenschaften messen – nicht jedoch den Durchfluss von nicht-leitfähigen Stoffen wie Gasen oder Wasser, das für Heizzwecke verwendet wird. Außerdem muss bei hohen Temperaturen auf das Material des Belags geachtet werden. 　　2. Ein elektromagnetischer Durchflussmesser bestimmt den Volumenstrom im Betriebszustand, indem er die Geschwindigkeit der leitfähigen Flüssigkeit misst. Gemäß den Messanforderungen muss bei flüssigen Medien die Massenströmung gemessen werden. Bei der Messung der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums kommt es auf die Dichte des Fluids an. Verschiedene Flüssigkeiten haben unterschiedliche Dichten, und diese ändern sich außerdem mit der Temperatur. Es ist unangemessen, wenn der Wandler eines elektromagnetischen Durchflussmessers die Dichte des Fluids nicht berücksichtigt und lediglich den Volumenstrom bei Raumtemperatur angibt. 　　3. Die Installation und Justierung von elektromagnetischen Durchflussmessern ist komplizierter als bei anderen Durchflussmessern und erfordert strengere Anforderungen. Sender und Wandler müssen zusammen verwendet werden; es darf keine Kombination aus Geräten unterschiedlicher Modelle geben. Bei der Installation des Transmitters muss von der Auswahl des Installationsortes bis zur eigentlichen Inbetriebnahme strikt nach den Anweisungen in der Produktbeschreibung vorgegangen werden. Der Installationsort darf keine Vibrationen aufweisen und kein starkes Magnetfeld haben. Bei der Installation muss eine gute Verbindung zwischen dem Transmitter und den Rohren sowie eine ordnungsgemäße Erdung gewährleistet werden. Die Potenzial des Transmitters ist gleich dem Potenzial der zu messenden Flüssigkeit. Beim Gebrauch muss das in der Messröhre verbliebene Gas vollständig entleert werden, andernfalls entstehen erhebliche Messfehler. 　　4. Wenn elektromagnetische Durchflussmesser zur Messung von verschmutzten, viskosen Flüssigkeiten verwendet werden, haften die Viskositätsstoffe oder Ablagerungen an der Innenwand des Messrohrs oder an den Elektroden. Dadurch ändert sich die elektrische Spannung, die vom Sender ausgesendet wird – was zu Messfehlern führt. Wenn die Verschmutzungen auf den Elektroden eine bestimmte Dicke erreichen, kann es dazu kommen, dass das Gerät nicht mehr messen kann. 　　5. Verkalkung oder Abnutzung der Wasserversorgungsrohre kann die Innendurchmesser verändern, was die ursprünglich geplanten Durchflusswerte beeinflusst und zu Messfehlern führt. 　　6. Das Messsignal des Transmitters ist ein sehr kleines Potenzialsignal im Millivolt-Bereich. Neben dem Durchflusssignal sind darin auch einige Signale enthalten, die nichts mit dem Durchfluss zu tun haben – wie z. B. Phasenspannung, Orthogonalspannung und Gemeinsamspannung. 　　II. Einschränkungen von Ultraschallflussmessern  Ultraschallflussmesser benötigen zur Messung von flüssigen Medien keinen Schnitt in den Rohrleitungen. Dadurch wird die Produktion des Unternehmens nicht beeinträchtigt. Zudem ist die Messung der Eigenschaften von Wasser mit diesen Geräten sehr genau. Seine Nachteile sind wie folgt: 1. Der Ultraschallflussmesser hat einen begrenzten Temperaturmessbereich; in der Regel kann er nur Flüssigkeiten mit einer Temperatur unter 200 °C messen. 2. Seine Fähigkeit, Störungen zu überwinden, ist gering. Die Messgenauigkeit wird durch Ultraschallstörungen beeinträchtigt, die durch Blasen, Ablagerungen, Pumpen sowie andere Schallquellen verursacht werden. 　　3. An die geraden Rohrabschnitte werden strenge Anforderungen gestellt: 20D vorne und 5D hinten. Andernfalls ist die Diskretion schlecht und die Messgenauigkeit gering. 　　4. Die Unsicherheit bei der Installation führt zu erheblichen Fehlern bei der Durchflussmessung. 　　5. Durch Ablagerungen in den Messrohren wird die Genauigkeit der Messung erheblich beeinträchtigt, was zu signifikanten Messfehlern führt. In schweren Fällen zeigt das Gerät überhaupt keinen Durchfluss an. 　　6. Die Zuverlässigkeit sowie die Genauigkeitsstufe sind nicht hoch – in der Regel liegt sie bei etwa 1,5 bis 2,5. Zudem ist die Wiederholgenauigkeit eher schlecht. 　　7. Kurze Lebensdauer, die Genauigkeit ist in der Regel nur für etwa ein Jahr gewährleistet. 　　8. Ultraschallstrommessgeräte bestimmen den Volumenstrom, indem sie die Geschwindigkeit des Fluids messen. Bei Flüssigkeiten sollte hingegen der Massenstrom gemessen werden. Das Gerät ermittelt den Massenstrom, indem es den Volumenstrom mit einer vom Benutzer festgelegten Dichte multipliziert. Wenn sich die Temperatur des Fluids ändert, ändert sich auch seine Dichte. Eine vom Benutzer festgelegte Dichtewert garantiert daher nicht die Genauigkeit des Massenstroms. Nur wenn die Fließgeschwindigkeit des Fluids gleichzeitig mit der Dichte des Fluids gemessen wird, kann durch Berechnung der wahre Massenstromwert ermittelt werden. 　　III. Einschränkungen der Vortex-Strömungsmesser Es ist allgemein bekannt, dass Vortex-Strömungsmesser am häufigsten bei der Messung von Gasen und Dämpfen eingesetzt werden. Sie bieten eine genaue Messung, sind einfach in der Installation und zudem relativ günstig in der Anschaffung. Es lässt sich nicht leugnen, dass auch Messgeräte der Typs Wirbelstrommessgerät ihre eigenen Einschränkungen haben: 1. Es gibt viele Faktoren, die zu Fehlern bei der Durchflussmessung führen können – beispielsweise ungleichmäßige Strömungsgeschwindigkeiten in den Rohrleitungen. Zudem ist es nicht möglich, die Dichte des Fluids genau zu bestimmen, wenn sich seine Eigenschaften ändern. Außerdem wird feuchter gesättigter Dampf fälschlicherweise als trockener gesättigter Dampf betrachtet, wenn er gemessen wird. Wenn diese Fehler nicht begrenzt oder beseitigt werden, wird der Gesamtmessfehler des Vortex-Flowmeters sehr groß sein. 　　2. Schlechte Schwingungsdämpfung. Externe Vibrationen können zu Messfehlern beim Wirbelstrommesser führen und sogar dazu, dass er nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert. Der hohe Durchfluss der Fluiden im Kanal verursacht zusätzliche Schwingungen an den Überhängen der Vortex-Street-Elemente, wodurch die Messgenauigkeit abnimmt. Der Einfluss bei großen Rohrdurchmessern ist noch deutlicher. 　　3. Schlechte Anpassungsfähigkeit an die Messung von verschmutzten Medien. Der Messkörper eines Vortex-Strömungsmessers kann sehr leicht durch das Medium verschmutzt oder von Verunreinigungen umwickelt werden, wodurch sich die Abmessungen des Messkörpers ändern und dies wiederum eine erhebliche Auswirkung auf die Messgenauigkeit hat. 　　4. Für die vor- und nachstehenden geraden Abschnitte gelten hohe Anforderungen. Theoretisch müssen in einem Vortexstrommessgerät die vorstehenden 40D sowie die nachstehenden 20D als gerader Abschnitt vorhanden sein, um die Messanforderungen zu erfüllen. 　　IV. Einschränkungen der Düsenflussmesser
Düsenflussmesser gehören zu den ältesten Arten von Flussmessgeräten. Sie werden weit verbreitet eingesetzt und ihre Auswahl ist relativ einfach. Dennoch weisen sie folgende Nachteile auf:
1. Die Wiederholgenauigkeit sowie die Präzision dieser Messgeräte liegen auf mittlerem Niveau. Aufgrund vieler komplexer Einflussfaktoren ist es schwierig, die Präzision zu verbessern. 　　2. Der Betragsbereich ist eng, da der Durchflusskoeffizient vom Reynolds-Zahl abhängt; in der Regel liegt der Betragsbereich bei nur 3∶1 bis 4∶1. 　　3. Es werden längere Abschnitte mit geraden Rohren gefordert, was in der Regel schwer zu erfüllen ist. Insbesondere bei größeren Rohrdurchmessern wird das Problem noch deutlicher; 4. Hoher Druckverlust: Um einen Lochblechstrommesser ordnungsgemäß in Betrieb zu halten, benötigt die Pumpe zusätzliche Leistung, um den Druckverlust durch das Lochblech auszugleichen. 　　5. Die Genauigkeit wird durch die spitzen Kanten der inneren Öffnungen der Lochplatte gewährleistet; daher ist sie anfällig für Korrosion, Abnutzung, Ablagerungen und Verschmutzungen. Bei langfristiger Nutzung lässt sich die Genauigkeit nur schwer aufrechterhalten. 　　6. Die Verwendung von Flanschen zur Befestigung führt leicht zu Problemen wie Auslaufen, Verdunsten oder Tropfen – was die Wartungsarbeiten erhöht. 　　Es gibt eine Vielzahl von Durchflussmessgeräten, deren Funktionsprinzipien unterschiedlich sind. Jedes Gerät hat seine eigenen Stärken, und auch die Vorteile und Nachteile sind relativ. Es gibt kein Durchflussmessgerät, das perfekt wäre. Daher muss die Wahl des geeigneten Durchflussmessers auf der Grundlage der tatsächlichen Prozessbedingungen und Umweltbedingungen in der industriellen Produktion erfolgen – es ist notwendig, jede Situation individuell zu analysieren und das passende Messgerät auszuwählen.