Technische Durchflußmessung

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1 Prof. Dr.-ln S. K.W Bonfi g Technische Durchflußmessung unter besonderer Berücksichtigung neuartiger Durchf lußmeßverfahren Bibliothek des Fachgebiete» Hydraulik und Hydrologie Technische Hochschule Darmstadt D-6100 Darmstadt/Petersenstraße iov.-n».. VULKAN VERLAG ESSEN

2 Verwendete Formelzeichen 11 Einleitung 12 Übersicht Volumetrische Meßverfahren Übersicht Volumenzähler mit festen Meßkammerwänden (Auslaufzähler) Prinzip und Eigenschaften Auslaufzähler mit feststehenden Meßgefäßen Kippzähler Trommelzähler Volumenzähler mit beweglichen Meßkammerwänden (Verdrängungszähler) Prinzip und Eigenschaften Einkolbenzähler Mehrkolbenzähler Ringkolbenzähler Ovalradzähler Servogestützte Volumenzähler Drehkolbengaszähler Nasse Gaszähler Trockene Gaszähler Volumenzähler mit Meßflügeln (Turbinenzähler) Allgemeines Woltmann-Zähler Turbinenzähler mit kontaktloser elektronischer Übertragung Eintauch-Turbinenzähler Flügelradzähler Schraubenradgaszähler Vergleich der Volumenzähler Wirkdruckverfahren Blenden Düsen Venturi-Drosselgeräte Vergleich Düse-Blende-Venturirohr Druckverluste von Drosselgeräten 61

3 2.6. Fehlermöglichkeiten bei genormten Drosselgeräten und deren Beseitigung Drallströmung Änderung der achsialen Geschwindigkeitsverteilung Fehler durch Kantenunschärfe und Verschmutzung Zusammenfassung über Auswirkungen auf die Durchflußzahlen Sonderbauformen Segmentblende Ausflußmessung Drosselgeräte für kleine Re-Zahlen Staudruckverfahren Annubar-Durchflußmesser Durchflußmeßverfahren mit Stauscheibe Auswirkung von Dichteänderungen des Meßmediums auf das Meßergebnis Durchflußmessung aus dem Druckabfall in geraden Rohren Durchflußmessung aus den Trägheitskräften gekrümmter Strömungen Durchflußmessung aus der Kraft auf angeströmte Körper Schwebekörper-Durchflußmesser Federscheibendurchflußmesser Klappendurchflußmesser Fiber-Durchflußmesser [25] Höhendifferenzverfahren Venturikanalmessung Überfallwehr Markier- und Impfverfahren Volumendurchflußbestimmung über die Laufzeit eines Molches Salzlösungsverfahren nach van Allen [125/126] Salzlösungs-Vergleichsverfahren (Intensitätsmethode) [125] Durchflußmessung nach den Isotopenverfahren (Laufzeitmessung) Geschwindigkeitsmessung unter Ausnutzung der Ionenrekombination[ 128] Geschwindigkeitsmessung nach dem Strahlungsmodulationsverfahren [ 128] Ionisationsanemometer Durchflußmessung nach dem Korrelationsverfahren Prinzip des Korrelationsverfahrens Korrelatorausführungsformen Ein korrelatives Volumenstrommeßverfahren mit pseudozufälligen thermischen Markierungen im Strömungsmittel 114

4 9. Magnetisch-induktive Durchflußmessung > Einleitung Die Theorie der magnetisch-induktiven Durchflußmessung Magnetisch-Induktive Durchflußmessung mit Wechselfeld Elektrochemische Störgleichspannung Induktive und kapazitive Störspannungen Äußere Störspannungen Meßsignalerfassung Spannungen und Phasenbeziehungen am Meßwertaufnehmer bei Betrieb mit sinusförmiger Erreger-Spannung [176] Blockschaltbild und Beschreibung des Meßwertumformers Magnetisch-induktive Durchflußmessung mit kapazitivem Signalabgriff Magnetisch-induktive Durchflußmessung mit geschaltetem Gleichfeld Begründung des Verfahrens Blockschaltbild des Meßwertumformers TIV 60 mit geschaltetem Gleichfeld Praktische Erfahrungen mit geschaltetem Gleichfeld Magnetisch-induktive Durchflußmessung mit Mehrfach-Elektrodenpaaren Bewertung der magnetisch-induktiven Durchflußmessung Eigenschaften Genauigkeit und Fehlergrenzen bei der magnetisch-induktiven Durchflußmessung Anwendungsgebiete Magnetisch-induktive Durchflußmessung in offenen Kanälen Mit diagonalem Magnetfeld und Elektrodenumschaltung Magnetisch-induktive Durchflußmessung mit zeitlich trapezförmigem Feld Magnetisch-induktive Durchflußmessung mit elektromagnetischem Drehfeld Magnetisch-induktive Durchflußmessung mit Linienelektroden Magnetisch-induktive Durchflußmessung mit Durchflußsonden Magnetisch-induktive Durchflußsonden Magnetisch-induktives Durchflußsondenpaar Durchflußmessung auf thermischer Grundlage Hitzdrahtmethode Geschwindigkeitsmessung mittels Thermosonden Strömungsmesser mittels Kaltleiter Heißfilmanemometer als Massendurchflußmesser für Gase Aufheizverfahren Das thermodynamische Verfahren Ultraschall-Strömungsmessung Prinzip der Ultraschall-Strömungsmessung Physikalische Grundlagen und Ableitung der Grundgleichungen 167

5 10 Inhaltsverzeichnis Prinzipielle Meßmöglichkeiten Direkte Laufzeitmessung Direkte Laufzeitdifferenzmessung Phasendifferenzmessung Abtriftmethode Ultraschallmessung mittels des Doppler-Effektes Anordnungen zur Ultraschall-Durchflußmessung Verfahren mit einem oder mehreren Meßpfaden Meßköpfe außen auf dem Meßrohr Reflexionsverfahren Interdigitalwandler Elektrische Auswertung Bewertung Massendurchflußmessung nach Coriolis-Prinzip und Drehimpuls Massendurchflußmessung nach dem gyrostatischen Prinzip Massendurchflußmessung nach dem Drehimpulserhaltungsgesetz Wirbel- und Draüdurchflußmesser Wirbelfrequenz-Durchflußmessung Allgemeines Meßprinzip Dimensionierung des Prallkörpers Erfassung der Wirbelfrequenz Verarbeitung desmeßsignals Grundsätzliche Vorteile und Grenzen des Einsatzes Dralldurchflußmesser Schwingkörper-Durchflußmesser Koronaanemometer Geschwindigkeitsmessung mittels Laser Verfahren mittels Laufzeitmessung Verwendung des Dopplereffektes Prinzip Ausführungen Bewertung Durchflußmessung mit Hilfe von Kernresonanz Schrifttum Stichwortverzeichnis 223