Was ist ein Wirbelstrommesser?
A WirbelstrommesserEs handelt sich um ein Gerät, das in Strömungsverarbeitungsanlagen zur Erfassung der beim Umströmen eines Körpers entstehenden Wirbel installiert wird. Es findet breite Anwendung in der Gas-, Flüssigkeits- und Dampfverarbeitung zur Durchflussmessung, um die Produktionseffizienz und die Materialverteilung zu optimieren.
Funktionsprinzip des Wirbelstrommessers
Beim Durchströmen eines nicht strömungsgünstigen Körpers lösen sich abwechselnd Wirbel von beiden Seiten ab. Die dabei entstehenden Druckänderungen sind direkt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Die Frequenz der Wirbelablösung wird erfasst, um den Volumenstrom zu berechnen. Anschließend wird die Frequenz in ein Signal umgewandelt, das eine präzise Messung des Volumen- oder Massenstroms von Flüssigkeiten, Gasen und Dampf ermöglicht.
Strukturelle Auslegung von Wirbelstrommessern
Edelstahl 316 oder Hastelloy ist das Hauptmaterial, aus dem typischerweise ein Durchflussmesser gefertigt wird, einschließlich eines Messkörpers, eines montierten Wirbelsensors und der Messelektronik.Wirbelablösungs-Durchflussmesserist in Flanschgrößen von ½ Zoll bis 12 Zoll erhältlich. Darüber hinaus sind die Installationskosten einesWirbelablösungsmesserist wettbewerbsfähiger als die von Blendenmessgeräten mit einer Größe unter sechs Zoll.
Abmessungen und Formen des Störkörpers, wie z. B. quadratisch und rechteckig, wurden experimentell untersucht, um die gewünschten Effekte zu erzielen. Die Ergebnisse zeigen, dass Linearität und Empfindlichkeit gegenüber dem Geschwindigkeitsprofil je nach Form des Störkörpers leicht variieren. Der Störkörper sollte einen ausreichend großen Anteil des Rohrdurchmessers einnehmen, damit die gesamte Strömung an der Ablösung beteiligt ist. Unabhängig von der Durchflussrate sind hervorstehende Kanten an der stromaufwärts gelegenen Seite unerlässlich, um die Strömungsablösung gezielt zu steuern.
Aktuell verwenden die meisten Wirbelzähler piezoelektrische oder kapazitive Sensoren zur Messung der Druckschwingung in der Nähe des Störkörpers. Diese Sensoren geben als Reaktion auf die Druckschwingung ein Niederspannungssignal aus. Dieses Signal hat die gleiche Frequenz wie die Schwingung. Die modularen und kostengünstigen Sensoren lassen sich leicht austauschen und sind für einen breiten Temperaturbereich von kryogenen Flüssigkeiten bis hin zu überhitztem Dampf geeignet.
Warum Wirbelstrommesser wählen?
Der Verzicht auf bewegliche Teile gewährleistet Langlebigkeit, geringen Wartungsaufwand und langfristige Zuverlässigkeit in Prozesssystemen. Diese Durchflussmesser zeichnen sich zudem durch ihre präzise Messung unterschiedlichster Flüssigkeiten aus, selbst über einen weiten Temperatur- und Druckbereich. Dank ihrer Multifunktionalität und herausragenden Leistung bei präzisen und wiederholbaren Messungen sind sie die optimale Lösung für Branchen, die Wert auf Genauigkeit legen. Geringere Betriebskosten und einfache Installation sind zwei weitere Gründe, die sie zur idealen Lösung machen.
Genauigkeit und Reichweite
Der Messbereich von Wirbelstrommessern nimmt mit steigender Viskosität ab, da die Reynolds-Zahl mit zunehmender Viskosität sinkt. Die maximale Viskositätsgrenze liegt im Bereich von 8 bis 30 Centipoise. Bei korrekter Dimensionierung des Wirbelstrommessers für die jeweilige Anwendung ist ein Messbereich von über 20:1 für Gase und Dampf und über 10:1 für niedrigviskose Flüssigkeiten zu erwarten.
Die Ungenauigkeit von Wirbelstrommessern variiert mit der Reynolds-Zahl. Sie liegt bei den meisten Wirbelstrommessern zwischen 0,5 % und 1 %, kann aber bei Reynolds-Zahlen unter 10.000 bis zu 10 % betragen. Wirbelstrommesser verfügen über einen Abschaltpunkt für Anzeigen bei nahezu Nulldurchfluss. Die Messwerte werden auf Null begrenzt, wenn die Reynolds-Zahl 10.000 oder darunter beträgt. Es treten keine Probleme auf, wenn der minimale zu messende Durchfluss das Zweifache des Abschaltpunkts beträgt. Niedrige Durchflussmengen können aufgrund des Messbereichs während des Anfahrens, Abfahrens und anderer Störfälle nicht genau gemessen werden.
Maximieren Sie die Effizienz und reduzieren Sie die Kosten
Durch präzise Durchflussmessungen können die Bediener den Durchfluss von Flüssigkeiten, Gasen oder Dampf im Verarbeitungssystem anpassen und optimieren. Dadurch wird die Zuteilungseffizienz verbessert und gleichzeitig der Energieverbrauch gesenkt. Insgesamt trägt die Integration dieser Durchflussmesser in Automatisierungssysteme zu kontinuierlichen Verbesserungen der Betriebsleistung bei, reduziert Ausfallzeiten und steigert die Gesamtproduktivität.
Einschränkungen des Wirbeldurchflussmessers
Wirbelzähler sind aufgrund ihrer begrenzten Leistungsfähigkeit bei niedrigen Durchflussraten generell nicht optimal für Chargenprozesse oder intermittierende Durchflussmengen. Insbesondere kann die Tropfdurchflussrate von Chargenstationen unter den minimalen Reynolds-Zahl-Schwellenwert des Wirbelzählers fallen, was zu Ungenauigkeiten führt. Mit abnehmender Chargengröße steigt die Wahrscheinlichkeit von Messfehlern, wodurch der Zähler für diese Anwendungen weniger zuverlässig wird. Um signifikante Fehler zu vermeiden, ist es wichtig, einen Durchflussmesser auszuwählen, der das für solche Prozesse erforderliche spezifische Durchflussprofil erfassen kann.
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Veröffentlichungsdatum: 16. Oktober 2024
