Strömungserfassung

Strömungserfassung bezeichnet das Messen der Fließrate von Fluiden. Dabei unterscheidet man typischerweise zwischen dem volumetrischen Fluss Q (Volumen pro Zeit) und dem Massestrom ṁ (Masse pro Zeit). Der Massestrom ergibt sich aus ṁ = ρ·Q, wobei ρ die Dichte des Mediums ist. Ziel ist oft die Ermittlung von Durchfluss, Dichte, Temperatur und Druckverlust in Prozessen, Versorgungsnetzen oder Laboranwendungen.

Die gängigen Messprinzipien umfassen Differenzdruckmessung, Turbinen- und Positive-Displacement-Verfahren, Coriolis-, magnetische, Ultraschall-, thermische und Vortex-Verfahren. Differenzdruckmessungen nutzen eine Verengung (z. B. Orifice-Platte, Düse, Venturi), durch die sich ein Druckabfall Δp ergibt; aus Δp und Kalibrierfaktoren lässt sich Q ableiten (ISO 5167). Turbinen- und Positive-Displacement-Messgeräte geben die Strömung durch eine mechanische Bewegung bzw. durch Deformation bzw. Zählung wieder. Coriolis-Messgeräte messen direkt den Massestrom und liefern häufig auch Dichtewerte. Magnetische Durchflussmesser eignen sich für leitfähige Flüssigkeiten; Ultraschallgeräte arbeiten mit Transit-Time- oder Doppler-Verfahren und sind oft als Inline- oder Clamp-on-Version erhältlich. Thermische Massendurchflussmesser verwenden Heiz- und Temperatursensoren zur Ableitung von mdot in Gasen. Vortex-Sensoren detektieren charakteristische Vortex-Frequenzen hinter einer barriere.

Anwendungsbereiche reichen von der Prozessindustrie über Wasser- und Abwassernetze bis hin zu Öl, Gas, Chemie und Lebensmittel. Wichtige Installationsfaktoren sind das Strömungsprofil, Druckverlust, Temperatur und Druckbedingungen, sowie Kalibrierung und Langzeitstabilität. Die Wahl des Verfahrens hängt von Medium, erforderlicher Genauigkeit, Reinigungsanforderungen und Kosten ab. Standards wie ISO 5167 unterstützen die Bewertung und Berechnung der Messsignale.