Derzeit sind zahlreiche unterschiedliche Arten von Durchflussmessgeräten auf dem Markt erhältlich. Jeder Gerätetyp verfügt über spezifische Eigenschaften, die je nach Anwendung Vor‑ oder Nachteile mit sich bringen.
In diesem Beitrag stellen wir die gängigsten Durchflussmessverfahren vor und erläutern deren Funktionsweise, Vorteile und Einschränkungen. So erhalten Sie einen Überblick, der Ihnen bei der Auswahl des passenden Geräts für Ihre Anwendung hilft.
Durchflussmessgeräte sind Geräte zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten und Gasen. Sie erfassen die Durchflussrate, also die Menge eines Mediums, die in einem bestimmten Zeitraum durch ein System strömt.
Es gibt zahlreiche Arten von Durchflussmessgeräten, die sich unter anderem im verwendeten physikalischen Messprinzip, in der Installationsart, in der Baugröße oder im konstruktiven Aufbau unterscheiden.
Durchflussmesser basieren auf unterschiedlichen Messverfahren, die verschiedene physikalische Phänomene nutzen. Die meisten Geräte erfassen den Volumenstrom, also das Volumen eines Mediums, das innerhalb einer bestimmten Zeit durch eine Rohrleitung strömt.
Daneben gibt es auch Technologien, die den Massenstrom messen, also die Masse eines Mediums pro Zeiteinheit.
Aufgrund ihrer unterschiedlichen Bauweisen und Messprinzipien lassen sich Durchflussmesser in folgende Gruppen einteilen:
Die Funktionsweise elektromagnetischer Durchflussmesser basiert auf dem Induktionsgesetz: Bewegt sich eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit durch ein Magnetfeld, wird eine Spannung erzeugt, die proportional zur Fließgeschwindigkeit ist.
Diese Geräte ermöglichen eine hochpräzise Messung des Flüssigkeitsdurchflusses. Sie können jedoch nur mit elektrisch leitfähigen Medien eingesetzt werden. Daher sind sie ungeeignet für Gase sowie für nichtleitfähige Flüssigkeiten wie Öl oder ultrareines Wasser.
Ultraschall‑Durchflussmesser sind hochentwickelte Geräte, die die Laufzeit von Schallwellen zwischen Sender und Empfänger nutzen, um den Durchfluss von Flüssigkeiten zu messen.
Da die Messung berührungslos erfolgt, eignen sich diese Geräte besonders für aggressive Medien und Anwendungen unter hohen Druckbedingungen. Sie können für saubere, leicht verunreinigte und auch viskose Flüssigkeiten eingesetzt werden, sind jedoch für stark viskose Medien nur eingeschränkt geeignet.
Differenzdruck‑Durchflussmesser können zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten, Gasen und Dampf eingesetzt werden. Sie nutzen ein sogenanntes Primärelement, das in die Rohrleitung eingebaut wird und eine Verengung des Durchflussquerschnitts erzeugt.
Durch diese Verengung entsteht ein Druckabfall. Mithilfe eines Differenzdruck‑Messumformers wird der Druckunterschied vor und hinter der Verengung erfasst und daraus die Durchflussrate berechnet.
Diese Messmethode ist standardisiert und zeichnet sich durch einen vergleichsweise geringen Wartungsaufwand aus. Allerdings führen die notwendigen Verengungen im System zu höheren Druckverlusten als bei anderen Messverfahren. Dies kann zu erhöhten Energiekosten beim Betrieb der Anlage führen.
Turbinen‑Durchflussmessgeräte bestehen aus einem Gehäuse mit einem integrierten Flügelrad, das sich durch die Strömung des Mediums dreht. Die Drehbewegung wird erfasst und in eine Durchflussrate umgerechnet.
Diese Durchflussmesser zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau und einen vergleichsweise niedrigen Preis aus. Sie eignen sich insbesondere für die Messung von inerten oder wenig aggressiven Flüssigkeiten, auch wenn diese geringe Mengen an Feststoffpartikeln enthalten.
Kalorimetrische Durchflussmesser basieren auf der Wärmeübertragung zwischen Sensor und Medium. Dabei wird das strömende Medium lokal erwärmt, und ein Temperatursensor erfasst, wie stark diese Wärme durch das vorbeiströmende Medium abgeführt wird. Aus dieser Wärmeabfuhr lässt sich auf die Strömungsgeschwindigkeit und damit auf den Durchfluss schließen.
Diese Durchflussmesser eignen sich besonders für Anwendungen wie Kühlkreisläufe, Pumpen und Wärmetauscher sowie zur Überwachung von Leckagen und Schmierkreisläufen.
Je nach Einbauart wird zwischen kontaktbehafteten und berührungslosen Durchflussmessgeräten unterschieden.
Berührungslose, tragbare Durchflussmessgeräte bieten den Vorteil, dass sie an Rohrleitungen installiert werden können, ohne in das System eingreifen zu müssen. Dadurch bleibt die Rohrleitung vollständig intakt und der Durchfluss wird nicht beeinträchtigt.
Solche Geräte werden in der Regel nicht fest installiert, sondern vor allem für Kontroll‑ und Vergleichsmessungen an unterschiedlichen Messstellen eingesetzt.
Die Auswahl eines geeigneten Durchflussmessgeräts hängt von mehreren Einflussfaktoren ab und ist insbesondere in großen Industrieanlagen wie Kläranlagen, Wärmekraftwerken oder wasserintensiven Produktionsbetrieben von entscheidender Bedeutung.
Zu den wichtigsten Auswahlkriterien zählen die Eigenschaften der Anwendung, etwa der Verschmutzungsgrad des Mediums, die Installationsbedingungen sowie die Prozessparameter wie Durchflussgeschwindigkeit, Druck und Temperatur.