Thermische Massendurchflussmessgeräte
Im Gegensatz zu herkömmlichen Durchflussmessern, die den Volumendurchfluss messen, liefern thermische Massedurchflussmesser direkte Massedurchflussmessungen, was sie für Gasdurchflussanwendungen äußerst genau und effizient macht. Diese Messgeräte sind besonders nützlich in Branchen, in denen die präzise Messung des Gasdurchflusses von entscheidender Bedeutung ist, z. B. in der chemischen Verarbeitung, der Halbleiterherstellung und der Umweltüberwachung. Sie sind auch dafür bekannt, dass sie ohne bewegliche Teile auskommen, was den Wartungsaufwand verringert und die Lebensdauer erhöht.
Arbeitsprinzipien des thermischen Massendurchflussmessers
Das Funktionsprinzip eines thermischer Massendurchflussmesser stützt sich auf Wärmeübertragung. Das Messgerät besteht aus zwei Temperatursensoren, die entlang des Gasflusses angebracht sind:
- Ein beheizter Sensor (aktiver Sensor).
- Ein Referenzsensor (passiver Sensor).
Die beheizter Sensor fügt dem Gasstrom Energie (Wärme) zu, während der Referenzsensor misst die Umgebungstemperatur des Gases. Die Wärmemenge, die vom beheizten Sensor an das Gas abgegeben wird, ist proportional zur Massendurchflussrate. Das Messgerät berechnet die Durchflussmenge mit einer der folgenden Methoden:
Zwei gängige Methoden der thermischen Durchflussmessung:
- Methode der konstanten Temperaturdifferenz (CTD)
- Das Messgerät hält eine konstante Temperaturdifferenz zwischen dem beheizten Sensor und dem Referenzsensor aufrecht.
- Die zur Aufrechterhaltung dieser Differenz erforderliche Leistung ist direkt proportional zum Massendurchsatz.
- Methode der konstanten Leistung
- Der beheizte Sensor wird mit einer konstanten Spannung versorgt.
- Die Temperaturdifferenz zwischen den Sensoren wird gemessen, und der Massendurchfluss wird anhand des Wärmeverlustes berechnet.
Diese Grundsätze haben den Vorteil, dass sie hängen nicht vom Gasdruck oder der Temperatur abDadurch sind thermische Massendurchflussmesser für die direkte Massendurchflussmessung äußerst zuverlässig.
Medien für thermische Massendurchflussmessgeräte
Thermische Massendurchflussmesser sind speziell für die Messung von Gase und nicht Flüssigkeiten. Im Folgenden sind die Gasarten aufgeführt, die mit diesen Messgeräten gemessen werden können:
1. Gängige Industriegase
- Luft - Einsatz in HLK, Be- und Entlüftung und in der Industrie.
- Sauerstoff (O₂) - Unverzichtbar in medizinischen, pharmazeutischen und schweißtechnischen Anwendungen.
- Stickstoff (N₂) - Wird häufig in der Lebensmittelverpackung und in der chemischen Industrie verwendet.
- Kohlendioxid (CO₂) - Wird bei der Karbonisierung von Getränken und der Überwachung von Gewächshäusern eingesetzt.
- Argon (Ar) - In der Schweiß- und Metallverarbeitungsindustrie zu finden.
- Helium (He) - Wird in der Kryotechnik und bei der Lecksuche eingesetzt.
2. Erdgas und Biogas
- Methan (CH₄) - Einsatz bei der Energieerzeugung und Brennstoffüberwachung.
- Wasserstoff (H₂) - Wichtig für Brennstoffzellenanwendungen.
- Biogas - Überwacht für Projekte im Bereich erneuerbare Energien und Abfallbehandlungsanlagen.
3. Spezialgase
- Ammoniak (NH₃) - Wird in der Kühlung und in Düngemitteln verwendet.
- Schwefelhexafluorid (SF₆) - Wird als elektrischer Isolator bei Hochspannungsanwendungen verwendet.
Thermische Massendurchflussmesser eignen sich hervorragend für die Gasmessung, sie sind nicht für die Durchflussmessung von Flüssigkeiten geeignet aufgrund von Unterschieden in den Wärmeübertragungseigenschaften.
Vorteile des thermischen Massendurchflussmessers
- Direkte Massendurchflussmessung: Im Gegensatz zu volumetrischen Durchflussmessern bieten thermische Massedurchflussmesser eine Massedurchflussmessung ohne zusätzliche Temperatur- oder Druckkompensation.
- Hohe Genauigkeit bei niedrigen Durchflussraten: Hervorragend geeignet für die Messung kleiner Gasdurchflussmengen, bei denen andere Durchflussmessgeräte Schwierigkeiten haben können.
- Keine beweglichen Teile: Reduziert die Wartungskosten und erhöht die Zuverlässigkeit im Laufe der Zeit.
- Minimaler Druckverlust: Die Konstruktion sorgt dafür, dass der Druckverlust vernachlässigbar ist, was sie ideal für Niederdruckanwendungen macht.
- Breites Spektrum an Anwendungen: Geeignet für Prozessüberwachung, Emissionsmessung und Gasverteilung.
Wie man den richtigen thermischen Massendurchflussmesser auswählt
Bei der Auswahl einer thermischer Massendurchflussmesserberücksichtigen Sie die folgenden Faktoren:
- Gasart - Stellen Sie sicher, dass das Messgerät mit dem zu messenden Gas kompatibel ist.
- Bereich der Durchflussrate - Wählen Sie ein Messgerät, das für die zu erwartenden Gasdurchflussmengen geeignet ist.
- Betriebsbedingungen - Berücksichtigen Sie Temperatur, Druck und mögliche Verunreinigungen.
- Einbauart - Bestimmen Sie, ob ein Einfügung oder Inline Messgerät am besten zu Ihrem System passt.
- Genauigkeitsanforderungen - Vergewissern Sie sich, dass das Messgerät die von Ihnen gewünschte Genauigkeit aufweist.