Primär-Elemente; Wirkdruckgeber - Tetratec Instruments Lmf Serie Referenzhandbuch

3.2 Primär-Elemente
Das von uns am häufigsten eingesetzte Primär-Element ist das LFE, unter anderem da sein lineares
Verhalten eine hohe Genauigkeit über eine breite Messspanne erlaubt. Andere Primär-Elemente wie
Blenden, Accutubes, kritische Düsen, Gaszähler oder Massendurchflussmesser haben je nach
Messaufgabe andere Vorzüge, die hier kurz charakterisiert werden sollen.
3.2.1

Wirkdruckgeber

3.2.1.1 LFE
Wirkungsweise
Der Volumenstrom durch das LFE erzeugt in den Kapillaren oder Spalten des LFE eine laminare
Strömung. Der Druckabfall über der laminar durchströmten Strecke ist proportional zum Produkt aus
aktuellem Volumenstrom und aktueller Viskosität.
Genauigkeit
Mit LFE als Primär-Element arbeitet das LMF-System mit einer typischen Messgenauigkeit von 0,5 bis
1% oder besser, bezogen auf den Messwert des aktuellen Volumenstroms in der Messbereichs-
spanne von 1:10 (1:50 optional). Diese Genauigkeit wird auch bei variablem Leitungsdruck oder
variabler Temperatur erreicht, sofern die Sensoren für Temperatur und Absolutdruck integriert sind.
Das System ist bei geringfügig reduzierter Genauigkeit sinnvoll mit einer Messspanne von bis zu 1:20
(1:100 optional) einsetzbar.
Zur Verbesserung der Messgenauigkeit werden systembedingte Nichtlinearitäten der LFE sowie der
Sensoren rechnerisch kompensiert.
Einsatzbedingungen
Da die Kapillaren des LFE sich durch Kondensate oder Partikel sehr leicht zusetzen, können LFE nur
mit sehr gut gefilterten Gasen (oder Luft) sinnvoll betrieben werden.
Darüber hinaus kann es eine Temperaturbeschränkung durch die verwendeten Materialien geben.
Z. B. sind die LFE der Serie 50MK10 auf 70°C beschränkt, da die Kapillaren mit Epoxydharz
eingegossen sind.
LFE, die nicht atmosphärisch ansaugen, werden in geschlossenen Leitungssystemen betrieben.
3.2.1.2 Blenden, unterkritisch betriebene Düsen
Wirkungsweise
Eine Engstelle bewirkt eine Beschleunigung des fließenden Mediums und führt damit zu einem
Druckabfall, der zwischen Vorderseite und Rückseite als Differenzdruck (Wirkdruck) abgegriffen
werden kann. Der Wirkdruck verhält sich proportional zum Quadrat des Durchflusses oder umgekehrt:
Der Durchfluss ist proportional zur Quadratwurzel des gemessenen Wirkdrucks.
Der Druckabfall ist infolge der Verwirbelung bleibend.
Genauigkeit
Aufgrund der stark nichtlinearen Kennlinie kann eine gute Genauigkeit nur über eine sehr begrenzte
Messpanne gewährleistet sein.
Einsatzbedingungen
Bei hinreichend großem Öffnungsdurchmesser relativ unempfindlich gegen Verschmutzung. Durch
den einfachen Aufbau können auch alle Komponenten aus hoch erhitzbarem Material gefertigt
werden. Ein weiterer Vorteil ist die geringe Einbaulänge, vor allem bei den Blenden. Hier besteht
häufig die Möglichkeit des einfachen Wechsels.
Blenden und Düsen werden in geschlossenen Leitungssystemen betrieben.
3.2.1.3 Venturi-Rohre
Für Wirkungsweise, Genauigkeit und Einsatzbedingung gilt im Prinzip das Gleiche wie bei Blenden,
jedoch wird der Wirkdruck zwischen dem Einlauf und der engsten Stelle des Venturi-Rohrs gemessen.
Die sanfte Querschnittserweiterung nach der Engstelle bewirkt, dass ein Teil der Strömungsenergie
wieder in Druckenergie zurückverwandelt wird, wodurch der bleibende Druckabfall deutlich kleiner als
der Wirkdruck ist. Nachteil ist die deutlich größere Einbaulänge und je nach Ausführung der toroidalen
und konischen Segmente die höheren Fertigungskosten.
LMF V7.0
Referenzhandbuch
LMF
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