Hersteller von Durchflussmessern: Leitfaden zur Auswahl gängiger Durchflussmesser für Flüssigkeiten

Als Hersteller von Durchflussmessern verfügen wir über Erfahrung in der industriellen Produktion, der kommunalen Wasserversorgung, der Energie- und chemischen Industrie usw. Hier finden Sie eine Zusammenfassung des Kaufleitfadens für Durchflussmesser:

Die genaue Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten ist entscheidend für die Gewährleistung der Produktionseffizienz, Kostenkontrolle und Sicherheit. Turbinen-Durchflussmesser, elektromagnetische Durchflussmesser, Ultraschall-Durchflussmesser und Wirbel-Durchflussmesser sind die vier am häufigsten verwendeten Messgeräte im Bereich Flüssigkeiten. Jedes dieser Geräte basiert auf einem einzigartigen Wirkprinzip, was zu unterschiedlichen Leistungsmerkmalen und Anwendungsgrenzen führt.

Analyse der Kernmerkmale von 1,4 gängigen Durchflussmessern für Flüssigkeiten

(1) Turbinendurchflussmesser

1,1 Einsatzszenarien

Turbine-Durchflussmesser, mit ihren Vorteilen bei der hochpräzisen Messung, werden häufig in Anwendungen mit sauberen Flüssigkeiten eingesetzt, bei denen eine hohe Genauigkeit der Durchflussmessung erforderlich ist. Dazu gehören die Mengenerfassung der Abgabe raffinierter Öle wie Leichtöl und Diesel in der petrochemischen Industrie, das Befüllen und Dosieren steriler Flüssigkeiten wie Reinstwasser und Milch in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie die präzise Mengenerfassung der Abgabe flüssiger Arzneimittel in der pharmazeutischen Industrie. Sie finden auch breite Anwendung bei der Überwachung des Durchflusses von Schmiermedien wie Schmieröl und Hydrauliköl in industriellen Kühlsystemen und eignen sich besonders für mittel- bis niedrigviskose, frei von Verunreinigungen enthaltende Flüssigkeiten.

1.2 Vorteile

Hohe Messgenauigkeit : Im Nennflussbereich kann die Genauigkeit üblicherweise ±0,2 % bis ±1,0 % erreichen. Es handelt sich damit um eine der genauesten Arten der Flüssigkeitsdurchflussmessung derzeit und erfüllt die Anforderungen an hochpräzise Messungen.

Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit : Turbinenschaufeln sind sehr empfindlich gegenüber Strömungsänderungen und können sofortige Schwankungen in der Strömung schnell erfassen, wodurch sie für dynamische Szenarien geeignet sind, die eine Echtzeitüberwachung von Strömungsänderungen erfordern.

Kompakte Bauweise und einfache Installation : Sie ist relativ klein und leicht, benötigt wenig Installationsplatz und bietet flexible Montagemöglichkeiten. Die Verbindung kann über Flansch, Klemmring oder Gewinde erfolgen, um sich an verschiedene Rohrleitungsführungen anzupassen.

Geringer Druckverlust : Bei normalem Betriebsdurchfluss ist der Druckverlust des Fluids beim Durchgang durch das Turbinendurchflussmessgerät relativ gering und beeinträchtigt das Druckgleichgewicht des gesamten Rohrsystems nicht wesentlich.

1.3 Nachteile

Hohe Anforderungen an die Reinheit des Mediums : Turbinenschaufeln können durch Verunreinigungen und Partikel im Medium leicht verschleißen oder verstopfen, was zu einer verringerten Messgenauigkeit oder sogar zu Geräteschäden führen kann. Daher müssen strenge Filtereinrichtungen vorgesehen werden.

Stark von der Viskosität des Mediums beeinflusst : Bei der Messung von hochviskosen Flüssigkeiten verringert die Viskosität der Flüssigkeit die Drehgeschwindigkeit der Turbinenschaufeln, was zu niedrigeren Messergebnissen führt.

Anfällig für mechanischen Verschleiß : Die Turbinenschaufeln und Lager stehen in mechanischem Kontakt, was bei langfristiger Nutzung zu Verschleiß führt. Regelmäßige Wartung und Austausch sind erforderlich, die Lebensdauer ist relativ kurz.

(2)Elektromagnetischer Durchflussmesser

2.1 Anwendungsszenarien

Elektromagnetische Durchflussmesser arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion und werden nicht von physikalischen Parametern wie Dichte, Viskosität und Temperatur des Mediums beeinflusst. Sie eignen sich zur Messung leitfähiger Flüssigkeiten und werden häufig in der kommunalen Abwasserbehandlung, bei der industriellen Abwassermessung, in der chemischen Industrie zur Überwachung des Transports korrosiver Flüssigkeiten wie Säuren, Laugen und Salzlösungen sowie in der metallurgischen Industrie zur Durchflussmessung von Flüssigkeiten mit festen Partikeln, beispielsweise Schlämmen und Schlamm, eingesetzt. Auch in der Lebensmittelindustrie bewähren sie sich bei der Messung viskoser, leitfähiger Flüssigkeiten wie Soßen und Sirupen.

2.2 Vorteile

Hohe Medienanpassungsfähigkeit : Solange die Leitfähigkeit des Mediums ≤20 µS/cm beträgt, kann unabhängig von Änderungen der Viskosität und Dichte eine genaue Messung erreicht werden. Es können Fluide mit Partikeln, Schwebstoffen und sogar korrosive Medien wie Schlamm und Slurry gemessen werden.

Stabile Messgenauigkeit : Innerhalb des Messbereichs kann die Genauigkeit ±0,5 % bis ±1,0 % erreichen und wird durch Strömungsänderungen weniger beeinflusst.

Kein mechanischer Verschleiß und lange Lebensdauer : Es gibt keine beweglichen Teile im Messrohr, die Messung erfolgt ausschließlich durch elektromagnetische Induktion, wodurch mechanischer Verschleiß vermieden und die Wartungskosten gesenkt werden.

Geringer Druckverlust : Die Innenwand des Messrohrs ist glatt, und es entsteht nahezu kein Druckverlust, wenn die Flüssigkeit hindurchströmt. Es eignet sich für Systeme mit strengen Anforderungen an den Rohrdruckverlust.

Messbarer Rückfluss : Mit bidirektionaler Messfähigkeit kann es den Vorwärts- und Rückwärtsfluss von Flüssigkeiten genau erfassen und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen Flüssigkeitsrückfluss überwacht werden muss.

2.3 Nachteile

Kann nicht leitfähige Flüssigkeiten nicht messen : Flüssigkeiten mit einer Leitfähigkeit von ≤20 µS/cm (wie Benzin, Diesel, Alkohol, Reinstwasser usw.) können nicht effektiv gemessen werden, was die zentrale Anwendungseinschränkung darstellt.

Beeinflusst durch äußere elektromagnetische Störungen : Wenn sich in der Installationsumgebung starke Magnetfelder oder hochfrequente Störquellen (wie große Motoren und Transformatoren) befinden, wird die Messgenauigkeit beeinträchtigt, und Abschirmmaßnahmen müssen getroffen werden.

(3)Ultraschallbasiertes Durchflussmessgerät

3.1 Anwendungsszenarien

Ultraschall-Durchflussmesser nutzen ein berührungsloses Messverfahren, wodurch kein direkter Kontakt mit dem Medium erforderlich ist. Diese Messgeräte eignen sich für eine Vielzahl komplexer Szenarien, wie beispielsweise die Überwachung des Durchflusses in Großdurchmesserleitungen in städtischen Wasserversorgungs- und Heizsystemen, die Messung des Durchflusses von entzündbaren, explosiven und korrosiven Flüssigkeiten in der petrochemischen Industrie sowie die Messung hygienischer Flüssigkeiten in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Darüber hinaus bieten sie einen erheblichen Vorteil bei Durchflussmodernisierungsprojekten mit älteren Rohrleitungen, da sie ohne Trennung der Leitung installiert werden können.

3.2 Vorteile

Berührungslose Messung, hohe Anpassungsfähigkeit : Der Sensor wird an der Außenwand des Rohrs installiert und muss nicht mit dem Medium in Kontakt kommen, wodurch Probleme durch Medienkorrosion und Verschmutzung des Sensors vermieden werden. Er kann entzündliche, explosive, hochgiftige, stark korrosive und andere spezielle Flüssigkeiten messen.

Einfache Installation, ohne den Rohrleitungsbetrieb zu beeinträchtigen : Die Installation kann ohne Unterbrechung der Rohrleitung oder Stilllegung der Produktion abgeschlossen werden. Besonders geeignet für die Modernisierung der Durchflussüberwachung bei alten Rohrleitungen oder Rohrleitungen mit großem Durchmesser, die nicht abgeschaltet werden können.

3.3 Nachteile

Stark von den Rohrbedingungen beeinflusst : Ablagerungen, Korrosion und Rost an der Innenwand der Rohrleitung führen dazu, dass das Ultraschall-Reflexionssignal geschwächt wird, was die Messgenauigkeit beeinträchtigt; einige Rohrmaterialien können die Messung beeinflussen.

Er wird erheblich von den Eigenschaften des Mediums beeinflusst : Wenn das Medium eine große Anzahl von Blasen und Schwebeteilchen enthält, führt dies zu einer Ultraschallstreuung und erhöht den Messfehler; die Messgenauigkeit von hochviskosen Flüssigkeiten nimmt ebenfalls ab.

Die Messgenauigkeit ist relativ gering : Die Genauigkeit herkömmlicher Ultraschall-Durchflussmesser beträgt ±1 % bis ±1,5 %, was niedriger ist als bei Turbinen-Durchflussmessern und elektromagnetischen Durchflussmessern, und es ist schwierig, die Anforderungen an hochpräzise Messungen zu erfüllen.

Eingeschränkte Umweltverträglichkeit : Bei hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit und starker Vibration nimmt die Stabilität des Sensors ab, und zusätzliche Schutzmaßnahmen sind erforderlich.

(4) Vortex-Durchflussmessgerät

4.1 Anwendungsszenarien

Wirbelzähler arbeiten nach dem Karman'schen Wirbelprinzip und eignen sich zur Messung von sauberen Flüssigkeiten innerhalb eines bestimmten Reynolds-Zahl-Bereichs. Sie werden häufig zur Überwachung des Kühlwasserflusses in industriellen Kühlsystemen, zur Mengenerfassung von niedrig- bis mittelviskosen Flüssigkeiten wie Lösungsmitteln und Reagenzien in der chemischen Industrie sowie zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten wie Leichtöl und Wärmeträgeröl in der Energiewirtschaft eingesetzt. Zudem finden sie breite Anwendung bei der Überwachung von Kalt- und Warmwasserströmen in Klimaanlagen und sind besonders geeignet zur Messung von mittleren bis hohen Flüssigkeitsgeschwindigkeiten.

4.2 Vorteile

Einfacher Aufbau und hohe Zuverlässigkeit : Es gibt nur einen Wirbelerzeuger im Messrohr, keine beweglichen Teile, geringes Risiko mechanischer Ausfälle, geringe Wartungskosten und lange Lebensdauer.

Mäßiger Druckverlust : Im Vergleich zum Turbinen-Durchflussmesser ist der Druckverlust etwas höher, jedoch geringer als beim Drossel-Durchflussmesser, und hat kaum Auswirkungen auf den Druck des Rohrleitungssystems.

Hohe Mess-Temperatur : Es kann Medien mit hoher Temperatur messen und unterstützt bis zu 350° für Medien mit hoher Temperatur.

4.3 Nachteile

Es werden bestimmte Anforderungen an die Reinheit des Mediums gestellt : Wenn sich Verunreinigungen oder Partikel im Medium am Wirbelgenerator festsetzen oder diesen blockieren, beeinträchtigt dies die Stabilität der Wirbelerzeugung und erhöht den Messfehler. Daher eignet es sich nicht für Flüssigkeiten mit einem hohen Gehalt an suspendierten Partikeln.

Stark von geringem Durchfluss betroffen : Bei niedriger Flüssigkeitsgeschwindigkeit ist es schwierig, eine stabile Kármánsche Wirbelstraße zu bilden; die Messgenauigkeit nimmt deutlich ab oder das Gerät funktioniert sogar nicht mehr ordnungsgemäß. Daher besteht eine Mindestdurchflussanforderung.

Geringe Schwingungsfestigkeit externe Vibrationen können die Frequenz der Wirbelstraße leicht stören und zu Messfehlern führen. Daher muss es in einer Umgebung mit geringen Vibrationen installiert werden oder mit einer Vibrationskompensationseinrichtung ausgestattet sein.

2.4 Arten von Durchflussmessern – Vergleich der Kernparameter und Verträglichkeitsanalyse

(1) Vergleich der Kernparameter

Parametertyp	turbinendurchflussmesser	Elektromagnetischer Durchflussmesser	Ultraschallbasiertes Durchflussmessgerät	Vortex-Durchflussmessgerät
Messgenauigkeit	±0.2%~±1.0%	±0.5%~±1.0%	±1%~±1.5%	±1%~±2.5%
Anforderungen an die Dielektrizitätsleitfähigkeit	Keine Anforderungen	≤20 µS/cm	Keine Anforderungen	Keine Anforderungen
Anforderungen an die Medienreinheit	Hoch (erfordert Filterung)	Niedrig (kann Partikel enthalten)	Hoch (Partikel beeinträchtigen die Genauigkeit)	Hoch (Verunreinigungen haften vermeiden)
Druckverlust	Klein	Sehr klein	keine	Klein
Kosten für die Wartung	Hoch (erfordert regelmäßigen Austausch von Messscheibe/Lager)	Niedrig	Niedrig	Niedrig

(2) Szenariotauglichkeitsanalyse

Basierend auf dem obigen Parametervergleich und den Leistungsmerkmalen der jeweiligen Durchflussmesser kann die Anpassungsfähigkeit in verschiedenen Szenarien in drei Stufen unterteilt werden: „sehr geeignet“, „bedingt geeignet“ und „nicht geeignet“. Die spezifische Eignung ist wie folgt:

2.1 Szenarien mit hochpräziser Reinflüssigkeitsmessung (wie zum Beispiel Tanken von Fertigöl und Abfüllung von flüssigen Arzneimitteln)

2.1.1 Sehr geeignet: Turbinen-Durchflussmesser. Seine hohe Genauigkeit von ±0,2 % bis ±1,0 % und hohe Wiederholgenauigkeit erfüllen die Messanforderungen und weist hervorragende Stabilität bei sauberen, niedrigviskosen Flüssigkeiten auf.

2.1.2 Bedingt geeignet: Der elektromagnetische Durchflussmesser benötigt eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit und erreicht eine ausreichende Genauigkeit. Er ist jedoch voluminös und für nichtleitfähige Flüssigkeiten ungeeignet.

2.1.3 Inkompatibilität: Ultraschall-Durchflussmesser weisen unzureichende Genauigkeit auf, und Wirbel-Durchflussmesser haben bei geringen Durchflussraten eine schlechte Stabilität.

2.2 Messszenarien für korrosive Flüssigkeiten mit Partikeln (wie chemische Säuren und Laugen, Abwasserbehandlung)

2.2.1 Hohe Anpassungsfähigkeit: Elektromagnetische Durchflussmesser sind korrosionsbeständig und können sich an Medien mit Partikeln anpassen.

2.2.2 Allgemeine Eignung: Ultraschall-Durchflussmesser ermöglichen die berührungslose Messung und vermeiden so Korrosion, aber die Genauigkeit sinkt bei vielen Blasen oder Partikeln.

2.2.3 Nicht geeignet: Turbinen-Durchflussmesser neigen zur Korrosion und Verstopfung, und Wirbel-Durchflussmesser neigen dazu, dass Verunreinigungen anhaften.

2.3 Szenarien mit Großdurchmesser-Rohrleitungen oder Sanierung alter Rohrleitungen (wie kommunale Wasserversorgungs- und Heizsysteme)

2.3.1 Hohe Anpassungsfähigkeit: Ultraschall-Durchflussmesser. Die berührungslose Installation erfordert kein Schneiden der Rohrleitung und eignet sich daher für Großdurchmesser-Rohre; elektromagnetische Durchflussmesser können eingesteckt werden.

2.3.2 Allgemeine Anpassung: Der elektromagnetische Durchflussmesser weist eine hohe Genauigkeit auf, erfordert jedoch das Schneiden der Rohrleitung zur Installation, was die Nachrüstung erschwert.

2.3.3 Inkompatibel: Turbinendurchflussmesser werden für Rohre mit kleinem Durchmesser verwendet und sind nicht geeignet für Rohre mit Durchmessern über DN200. Wirbeldurchflussmesser sind nicht geeignet für Rohre mit Durchmessern über DN300.

3. Die zentrale Entscheidungslogik bei der Auswahl von Durchflussmessern

In der Praxis muss die Auswahl von Durchflussmessern dem Grundsatz „Szenario zuerst, Parameteranpassung“ folgen. Die konkreten Entscheidungsschritte lauten wie folgt:

3.1 Ermittlung der Medieneigenschaften : Zunächst die Leitfähigkeit der Flüssigkeit (ob leitend), Sauberkeit (Verunreinigungen) und Viskosität (hohe/mittlere/niedrige Viskosität) bestimmen. Dies ist entscheidend, um inkompatible Durchflussmesser auszuschließen. Beispielsweise sollten nichtleitende Flüssigkeiten direkt von elektromagnetischen Durchflussmessern ausgeschlossen werden, während Flüssigkeiten mit einem hohen Anteil an Partikeln von Turbinen-Durchflussmessern ausgeschlossen werden sollten.

3.2 Anforderungen an die Messgenauigkeit : Für hochpräzise Anwendungen wie Handelsabrechnung und präzises Abfüllen werden Turbinen-Durchflussmesser oder elektromagnetische Durchflussmesser bevorzugt; für mittlere und niedrige Genauigkeitsanforderungen wie routinemäßige Überwachung und Prozesssteuerung können Wirbel-Durchflussmesser oder Ultraschall-Durchflussmesser gewählt werden.

3.3 Rohrleitungs- und Umgebungsbedingungen : Entsprechend dem Rohrdurchmesser werden Ultraschall-Durchflussmessgeräte für Leitungen oberhalb DN200 bevorzugt; bei beengten Einbauverhältnissen kommen Turbinen-Durchflussmessgeräte und Ultraschall-Durchflussmessgeräte vorrangig zum Einsatz. Umgebungsbedingungen wie Vibration/Temperatur: Bei starken Vibrationen sollten Wirbeldurchflussmessgeräte vermieden werden; hingegen sind Wirbeldurchflussmessgeräte für Hochtemperaturumgebungen geeignet.

4. Empfehlungen der Durchflussmesser-Hersteller

Turbine, elektromagnetische, ultraschall- und wirbel-Durchflussmessgeräte weisen jeweils eigene Stärken und Schwächen bei Flüssigkeitsanwendungen auf. Es gibt kein universell einsetzbares „Alleskönner“-Durchflussmessgerät. Um genaue, stabile und effiziente Durchflussmessungen zu erzielen, ist eine umfassende Bewertung erforderlich, die die Eigenschaften des Mediums, die Messanforderungen, die Rohrleitungsumgebung sowie das Kostenbudget berücksichtigt.