Was ist ein Massendurchflussmesser?

Ein Massendurchflussmesser ist ein Gerät, das zum Messen des Durchflusses eines Fluids oder Gases durch ein Rohr in einer festgelegten Zeit verwendet wird. Der Massenstrom bezieht sich in diesem Sinne auf das Gewicht und nicht auf das Volumen der Substanz. Die Massedurchflussmessung wird in einer Vielzahl von wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen eingesetzt und mit einem von zwei gängigen Massedurchflussmessertypen durchgeführt: dem Inertial- oder Coriolis-Messgerät und dem thermischen Massedurchflussmessgerät.

Der Massenstrom, nicht zu verwechseln mit dem Volumenstrom, ist eine Messung der Flüssigkeits- oder Gasmasse nach einem festen Punkt in einem bestimmten Zeitrahmen. Die Standardmaßeinheit für den Massenstrom ist Pfund pro Sekunde oder Kilogramm pro Sekunde anstatt Gallonen oder Liter pro Sekunde. Diese Messungen werden mit einem von zwei verschiedenen Arten von Massendurchflussmessern durchgeführt. Die erste Methode nutzt ein natürliches Phänomen, den sogenannten Coriolis-Effekt, um den Massenfluss zu messen. Der zweite Typ nutzt die Prinzipien der Wärmeübertragung.

Der Coriolis- oder Inertialmassendurchflussmesser verwendet ein Fluid, das durch eine Anordnung von Rohren fließt, die einer induzierten halbkreisförmigen Vibrationskraft ausgesetzt sind. Der resultierende Coriolis-Effekt führt dazu, dass die Schwingung in verschiedenen Teilen der Rohranordnung phasenverschoben ist. Das Ausmaß dieser Phasenverschiebung ist direkt proportional zum Massenstrom des Fluids im Rohr. Am Rohr angebrachte Sensoren messen die Amplitude, Frequenz und Phasenverschiebung dieser Schwingungen. Der Massenstrom des Fluids wird dann aus den Sensormesswerten extrapoliert.

Der zweite gebräuchliche Massendurchflussmesser, die thermische Variante, berechnet die Durchflussraten nach dem Prinzip der Wärmeübertragung unter kontrollierten Bedingungen. Gas oder Flüssigkeit wird durch ein Rohr geleitet, wo es einer Wärmequelle ausgesetzt ist. Wenn die Fluidmoleküle die Wärmequelle passieren, absorbieren sie Wärmeenergie und kühlen dadurch die Quelle. Je größer die die Wärmequelle passierende Flüssigkeitsmasse ist, desto größer ist der Kühleffekt.

Die Geschwindigkeit, mit der der molekulare Energietransfer stattfindet, ist eine bekannte Konstante, und das Ausmaß der Abkühlung ist eine messbare Variable. Diese beiden Faktoren werden verwendet, um die Anzahl der Moleküle zu berechnen, die in einem bestimmten Zeitraum die Wärmequelle passiert haben. Aus diesem Ergebnis wird der genaue Massenstrom berechnet. Ein detailliertes thermisches Profil des Fluids und seiner Fließeigenschaften kann auch aus den Ergebnissen der Wärmeübertragung gelernt werden.

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