DE102006004757A1 - Wirbeldurchflussmesseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wirbeldurchflussmesser gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Um hierbei eine einfache aber dennoch im Anwendungsfall gegen die verwendeten Messstoffe resistente Oberfläche zu schaffen, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass alle messstoffberührten Teile (1, 2, 3) des Messrohres des Wirbeldurchflussmessers mit einem unedleren Material beschichtet sind, welches resistent gegen den jeweils zutreffenden Messstoff ist, wobei der Grundwerkstoff diese Resistenz nicht aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wirbeldurchflussmesseinrichtung, nach der Art sogenannter Vortex-Durchflussmessern.
  • Die Erfindung bezieht sich hier als Beispiel auf das bekannte Messprinzip, dass bei Wirbel-Durchflussmessern (WDM) zur Anwendung kommt.
  • Die Erfindung geht von Vortex-Durchflussmessern (Wirbelzählern) aus, die heute zur Bestimmung von Volumenfluss bzw. Flussgeschwindigkeit benutzt werden.
  • Mit dem Wirbel-Durchflussmesser kann der Durchfluss von Gasen, Dampf und Flüssigkeiten in einem weiteren Messbereich unabhängig von den Stoffeigenschaften gemessen werden. Die Funktion des Wirbel-Durchflussmesser basiert auf der Karman'schen Wirbelstraße. An dem vom Medium angeströmten Störkörper bilden sich an beiden Seiten wechselseitige Wirbel. Durch die Strömung werden die Wirbel abgelöst, eine Wirbelstraße (Karman'sche Wirbelstraße) bildet sich aus.
  • Die Frequenz f der Wirbelablösung ist dabei proportional der Strömungsgeschwindigkeit v und indirekt proportional der Breite des Störkörpers d: f = St·v/d
  • Die Strouhal- Zahl, als St bezeichnet, ist eine dimensionslose Kenngröße, die entscheidend die Qualität der Wirbeldurchflussmessung bestimmt. Bei geeigneter Dimensionierung des Störkörpers verhält sich St über einen sehr weiten Bereich der Reynolds-Zahl Re konstant Re = v·D/ν
    • ν
    = kinematische Viskosität
    v
    = Durchflussgeschwindigkeit
    D
    = Innendurchmesser des Messrohres
    St
    = Strouhal Zahl
  • Die auszuwertende Wirbelablösefrequenz ist folglich nur noch von der Durchflussgeschwindigkeit abhängig und unabhängig von Messstoffdichte und Viskosität. Die mit der Wirbelablösung einhergehenden lokalen Druckänderungen werden üblich mit einem Piezo- Sensor detektiert und in elektrischen Impulse entsprechend der Wirbelfrequenz umgewandelt. Im Messumformer wird dieses Frequenzsignal weiterverarbeitet und aufbereitet.
  • Das Messsignal des Vortex-Meters ist die Frequenz der an einem Strömungshindernis abreißenden Wirbel. Diese Frequenz ist in weiten Bereichen des Durchflusses proportional zum Durchfluss.
  • Je nach Anwendung werden die Komponenten des Wirbeldurchflussmesser aus unterschiedlichen Materialien oder Kombinationen (z.B. Stahl, Chromnickelstähle, Hastelloy, Titan oder Tantal) erstellt. Dabei ist in jedem Fall zu beachten, dass diese Materialien die mit dem zu messenden Medium in Berührung kommen resistent gegenüber dem Messstoff sind.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Wirbeldurchflussmesseinrichtung dahingehend zu verbessern, dass bezüglich des gesamten messstoffberührten Bereiches eine dauerhaftere Einrichtung für alle möglichen Anwendungen uniform entsteht.
  • Die gestellte Aufgabe wird bei einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung beruht darauf, dass der Wirbeldurchflussmesser und alle Messstoffberührten Teile des Durchflussmessers mit einem kostengünstigen Material beschichtet werden, dass resistent gegen den jeweilig zutreffenden Messstoffe ist, wobei das Grundmaterial (Grundwerkstoff) nicht resistent sein muss.
    •
  • Hierzu gehören das Messrohr 1 innen, sowie auch die Oberflächen des Störkörpers 2 und des Sensors 3, und falls weitere Elektroden vorgesehen sind, die messtoffberührend sind, dann auch diese. Wichtig ist hier die schlüssige Beschichtung ALLER messstoffberührenden Teile.
  • Bei der Beschichtung handelt es sich um
    • • Kunststoffbeschichtungen
    • • Nitratbeschichtungen
    • • Keramikbeschichtungen
  • In gleicher Weise können alle anderen messstoffberührten Teile beschichtet werden, wenn der Grundwerkstoff dieser Teile nicht gegen den Messstoff resistent ist.
  • Auch der Grundwerkstoff aller anderen messstoffberührten Teile bedarf keiner Änderung. Hinsichtlich der Anwendung der DGRL für Wirbeldurchflussmesser ist dies für das Trägermaterial des Messrohres bedeutsam.
  • Die Erfindung erlaubt es auch als Grundwerkstoff für Wirbeldurchflussmesser und alle messstoffberührten Teile je nach Einsatzfall kostengünstige Materialien zu verwenden.
  • Das Prinzip der Beschichtung erlaubt es, die Anwendbarkeit von Wirbeldurchflussmessern kostengünstig zu erweitern und flexibler zu gestalten. So können die Basisgeräte für neue Messaufgaben modifiziert werden, für die z.Z. aufwendige und teure spezielle Konstruktionen und Materialien erforderlich sind.

Claims (4)

  1. Wirbeldurchflussmesseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass alle messstoffberührten Teile (1, 2, 3) des Messrohres des Wirbeldurchflussmessers mit einem unedleren Material beschichtet ist, welches resistent gegen den jeweils zutreffenden Messstoff ist, wobei der Grundwerkstoff diese Resistenz nicht aufweist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen Kunststoffbeschichtungen sind.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen Nitratbeschichtungen sind.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen Keramikbeschichtungen sind.
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