Funktionsweise - Siemens SITRANS F Betriebsanleitung

3.3

Funktionsweise

Das Prinzip der Durchflussmessung beruht auf dem Faradayschen Gesetz der
elektromagnetischen Induktion.
U = Wenn ein elektrischer Leiter der Länge L mit der Geschwindigkeit v senkrecht zur
i
Fließrichtung durch ein magnetisches Feld der Stärke B bewegt wird, wird an den Enden des
Leiters die Spannung U
U = L x B x v
i
● U
● L = Leiterlänge = Innenrohrdurchmesser = k
● B = Magnetfeldstärke = k
● v = Geschwindigkeit des Leiters (Medium)
● k = k
U = k x v, d. h., das Elektrodensignal ist direkt proportional zur Flüssigkeitsgeschwindigkeit
i
Funktionsprinzip
Das Spulenstrommodul erzeugt einen pulsierenden Magnetisierungsstrom, der die Spulen im
Messaufnehmer speist. Der Strom wird ständig überwacht und korrigiert. Fehler und
Kabelfehler werden vom selbstüberwachenden Stromkreis registriert.
Der Eingangsstromkreis verstärkt das zum Durchfluss proportionale
Induktionsspannungssignal von den Elektroden. Die Eingangsimpedanz ist extrem hoch: >10
Ω, wodurch Durchflussmessungen von Flüssigkeiten mit geringer Leitfähigkeit bis 5 µS/cm
möglich sind. Messfehler aufgrund von Kabelkapazität sind dank aktiver Kabelüberwachung
beseitigt.
Der digitale Signalprozessor wandelt das analoge Durchflusssignal in ein digitales Signal um
und unterdrückt Elektrodenrauschen mittels digitalem Filter. Ungenauigkeiten im
Messumformer als Ergebnis langfristiger Drift und Temperaturdrift werden überwacht und
kontinuierlich über den selbstüberwachenden Stromkreis ausgeglichen. Die Analog-Digital-
Umwandlung erfolgt in einem äußerst rauscharmen ASIC mit 23-Bit-Signalauflösung. Deshalb
ist keine Bereichsumschaltung mehr erforderlich. Der dynamische Bereich des
Messumformers ist deshalb mit einem Reduzierverhältnis von mindestens 3000:1
unübertroffen.
SITRANS FM MAG 5100 W
Betriebsanleitung, 01/2020, A5E03376527-AC
induziert
i
= Induzierte Spannung
i
x k
1 2
1
2
Beschreibung
3.3 Funktionsweise
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