Was Magnetisch-induktive Durchflussmesser sind
Ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser, kurz auch induktiver Durchflussmesser genannt, misst den Volumendurchfluss einer leitfähigen Flüssigkeit. Im Messrohr befindet sich nichts außer der Flüssigkeit selbst: Das Gerät legt ein Magnetfeld über einen ausgekleideten Rohrabschnitt und liest die kleine Spannung, die die strömende Flüssigkeit über zwei Elektroden erzeugt. Weil nichts die Strömung behindert, entsteht kein Druckverlust, und es gibt keine Stelle, an der sich Fasern, Feststoffe oder Schlammpartikel festsetzen können.
Dieser Aufbau erklärt, warum dieser Typ überall dort auftaucht, wo das Medium schwierig ist. Abwasser mit Sandfracht, Papierstoff, Bergbauschlamm, Chemikalien-Dosierleitungen sowie Lebensmittel- und Getränkeströme, die vor Ort gereinigt werden müssen, sind typische Aufgaben. Eine harte Voraussetzung gilt: Die Flüssigkeit muss ausreichend leitfähig sein, damit überhaupt ein Signal abgegriffen werden kann, und das Rohr muss voll gefüllt sein. Diese beiden Bedingungen entscheiden - nicht die Genauigkeitsklasse -, ob ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser das richtige Gerät ist.
Diese Seite zeigt, wie das Gerät konfiguriert wird: welche Auskleidung und welche Elektrode das Medium erzwingt, was die Installation leisten muss und welche der benachbarten Durchflusstechnologien übernimmt, sobald das Medium nicht mehr leitfähig ist oder das Rohr nicht mehr voll läuft.
Wie Magnetisch-induktive Durchflussmesser messen
Die Messung folgt dem Induktionsgesetz von Faraday. Ein Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt, erzeugt eine Spannung, die proportional zu seiner Geschwindigkeit ist; bei gegebener Nennweite und gegebener Feldstärke ist diese Spannung proportional zur mittleren Strömungsgeschwindigkeit. Das Feld erzeugen Spulen außerhalb des Rohres, die Elektroden nehmen das Signal aus der Flüssigkeit ab, und die Auskleidung verhindert, dass das Signal über den metallischen Rohrkörper kurzgeschlossen wird. Der Messumformer rechnet Geschwindigkeit und bekannten Querschnitt anschließend in einen Volumendurchfluss um.
Daraus folgen zwei praktische Konsequenzen. Erstens: Eine Flüssigkeit, die die vom Sensor benötigte Leitfähigkeit unterschreitet, erzeugt kein verwertbares Signal; deionisiertes Wasser, reine Lösungsmittel und die meisten Kohlenwasserstoffprodukte fallen damit grundsätzlich aus und nicht nur schwerenfalls. Zweitens: Der elektromagnetische Kreis umfasst Rohr und Erde, ein stabiler Erdbezug ist also Bestandteil der Messung und keine Frage der Installationsbequemlichkeit. Ein nicht ordnungsgemäß geerdetes Gerät hält einen driftenden Nullpunkt, und keine Kalibrierung behebt das.
Wie belastbar der Messwert im Betrieb ist, hängt weniger vom Sensor ab als von der Dimensionierung und der Einbaustelle. Eine allein aus der Rohrnennweite abgeleitete Auslegung kann die Geschwindigkeit außerhalb des Arbeitsbereichs des Sensors lassen, und eine Einbaustelle nahe einer Pumpe, eines teilweise geöffneten Ventils oder eines Krümmers bringt Drall ein, den die Kalibrierung nicht erfasst hat.
Ausführungsvarianten
Der größte Teil der Spezifikation wird durch diese Entscheidungen festgelegt und nicht durch die Genauigkeitsklasse. Jede schränkt die nächste ein, deshalb werden sie der Reihe nach geklärt.
| Konfiguration | Festzulegende Optionen | Was sie tatsächlich entscheidet |
| Auskleidungswerkstoff | Elastomer- und Fluorpolymer-Familien in jeweils mehreren Qualitäten | Chemische Beständigkeit gegen das Medium und der nutzbare Temperaturbereich. Das wird zuerst festgelegt, weil es einschränkt, welche Elektroden danach zulässig sind. |
| Elektrodenwerkstoff | Edelstahl, korrosionsbeständige Nickellegierungen, Titan, Tantal, Platin und weitere | Beständigkeit gegen das konkrete Medium und gegen Abrasion. Eine abrasive Suspension und eine aggressive Säure drängen die Auswahl in unterschiedliche Richtungen. |
| Auskleidung und Elektrode als Paar | Müssen gemeinsam qualifiziert werden, nicht einzeln nacheinander ausgewählt | Auskleidung und Elektrode können jeweils für sich geeignet sein und als Kombination gegen ein reaktives Medium dennoch versagen. |
| Gehäuse- und Einbauform | Flansch-, Zwischenflansch-, Eintauch- und Hygienevarianten | Ob die Leitung geöffnet werden muss, ob ein voller Rohrquerschnitt verfügbar ist und ob der Prozess vor Ort gereinigt wird. |
| Montage des Messumformers | Integriert oder getrennt montiert | Ob der Wert an einer heißen, vibrierenden oder schwer zugänglichen Stelle abgelesen wird oder dort, wo eine Person bequem herankommt. |
| Ausgang und Kommunikation | Impuls oder Frequenz, 4-20 mA, HART, Modbus und weitere Busse | Ob das Signal als Volumen gezählt, als Momentanwert angezeigt oder von einer Steuerung gelesen wird. |
| Stromversorgung | Netz, Niederspannungs-Gleichspannung oder Batterie | Ob an der Einbaustelle eine Versorgung vorhanden ist und ob die Zählung eine Stromunterbrechung überdauern muss. |
| Norm der Prozessanschlüsse | Flanschnorm, Druckstufe und Dichtfläche | Ob das Gerät direkt an die vorhandene Rohrleitung passt oder Adapter und eine zweite Dichtstelle benötigt. |
So wählen Sie Magnetisch-induktive Durchflussmesser aus
| Faktor | Warum er die Antwort bestimmt | Wie er vor der Anfrage geklärt wird |
|---|
| Leitfähigkeit der Flüssigkeit | Unterhalb der vom Sensor benötigten Leitfähigkeit lässt sich kein stabiles Signal abgreifen, und der Typ ist schlicht der falsche | Nennen Sie das Fluid und, falls bekannt, seine Leitfähigkeit. Leiten Sie die Leitfähigkeit nicht aus dem Fluidnamen ab - derselbe Produktname deckt eine leitfähige und eine nicht leitfähige Lösung ab. |
| Minimaler, normaler und maximaler Durchfluss | Wird nur auf das Maximum ausgelegt, liegt das untere Ende der Aufgabe in dem Bereich, in dem der Messwert am schwächsten ist | Nennen Sie alle drei Werte und dazu, wie viele Stunden am Tag die Leitung jeweils in diesem Bereich läuft. |
| Nennweite und daraus folgende Geschwindigkeit | Was der Sensor tatsächlich sieht, ist die Geschwindigkeit im Messabschnitt; die Rohrgröße ist nur ein Ausgangspunkt | Nennen Sie Außendurchmesser und Wandstärke des vorhandenen Rohres, nicht nur die Nennweite. |
| Paar aus Auskleidung und Elektrode | Diese beiden entscheiden, ob das Gerät das Medium überhaupt übersteht - lange bevor Genauigkeit eine Rolle spielt | Listen Sie jedes Medium auf, das die Leitung jemals führen wird, einschließlich Reinigungs- und Spülflüssigkeiten. |
| Gerade Rohrstrecke und Erdung | Drall und ein schlechter Erdbezug zeigen sich als instabiler Nullpunkt und nicht als offensichtlicher Fehler | Senden Sie eine Skizze der geplanten Einbaustelle und dessen, was unmittelbar davor und danach liegt. |
| Das Prozessumfeld | Hygienische Reinigung, Spritzwasser, ein klassifizierter Bereich und Erdverlegung verändern Gehäuse und Klemmenraum, nicht nur das Typenschild | Nennen Sie Aufgaben zur Reinigung vor Ort, die Bereichsklassifizierung und ob das Gerät unter Wasser stehen oder abgespritzt werden kann. |
Ist eines dieser Punkte noch offen, senden Sie, was bekannt ist. Ein Angebot lässt sich gegen eine Aufgabenbeschreibung erstellen und verfeinern, sobald die Lücken geschlossen sind.
Die nächstliegenden Alternativen
Das sind die Typen, um die es bei einer Anfrage für Magnetisch-induktive Durchflussmesser meist tatsächlich geht, und der Punkt, an dem die Auswahl wirklich entschieden wird.
| Nächste Alternative | Was sie vom magnetisch-induktiven Durchflussmesser unterscheidet |
| Ultraschall-Durchflussmesser | Außerhalb des Rohres montiert oder durch die Wand eingeführt; sie brauchen daher keine leitfähige Flüssigkeit, und die Leitung muss nicht geöffnet werden. Aufschnallvarianten eignen sich für Nachrüstungen und sehr große Rohre; der Messwert hängt vom Zustand der Rohrwand und von der akustischen Ankopplung ab, worauf ein benetzter magnetisch-induktiver Durchflussmesser nicht achten muss. |
| Wirbelzähler | Ein Staukörper wirbelt abwechselnd Wirbel ab, deren Frequenz der Geschwindigkeit folgt. Das ist der praktische Weg, Dampf und Gase zu messen, die ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser gar nicht erfassen kann; er verlangt jedoch eine saubere einphasige Strömung und eine Reynolds-Zahl innerhalb seines Arbeitsbereichs. |
| Coriolis-Massendurchflussmesser | Misst Massendurchfluss und Dichte direkt, was Mengenübergabe und hochwertige Dosierung tatsächlich benötigen. Große Nennweiten werden unwirtschaftlich, und der Druckverlust über die Messrohre passt womöglich nicht zu einer im Freigefälle gespeisten Leitung. |
| Turbinen- und Verdrängungszähler | Mechanisches Zählen eines rotierenden oder verdrängenden Elements, gut geeignet für saubere niedrigviskose Flüssigkeiten und für die Chargenabgabe. Feststoffe, Fasern und Abrasion sind der Grund, sie dort auszuschließen, wo ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser weiterarbeitet. |
| Durchflussmesser für offene Gerinne | Für Strömungen in einem Gerinne mit freier Oberfläche, bei denen die Wassertiefe über ein bekanntes Bauwerk in einen Durchfluss umgerechnet wird. Ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser setzt ein voll gefülltes Rohr voraus; diese Bauart ist daher die Antwort, wo kein druckbeaufschlagtes Rohr zu messen ist. |
| Schwebekörper-Durchflussmesser | Ein Schwimmer steigt in einem konischen Rohr auf und liefert eine visuelle Anzeige ohne Hilfsenergie. Einfach und günstig zu installieren, aber nur zur Ablesung vor Ort geeignet und unpassend für undurchsichtige, verschmutzte oder automatisierte Aufgaben. |
Zwei dieser Alternativen sind für Dampf- oder Gasströmung grundsätzlich ungeeignet, und der magnetisch-induktive Durchflussmesser ist eine davon. Führt dieselbe Leitung sowohl flüssige als auch gasförmige Aufgaben, entscheidet allein das die Technologie.
Was die Anfrage enthalten sollte
Die erste Antwort kann ein Angebot sein statt einer Liste von Fragen, wenn die Anfrage diese Angaben enthält. Ist ein Wert nicht bekannt, senden Sie die Beschreibung der Aufgabe und wir bestätigen, was daraus folgt.
- Mediumbezeichnung, Zusammensetzung und, falls bekannt, Leitfähigkeit
- Minimaler, normaler und maximaler Durchfluss
- Außendurchmesser und Wandstärke des Rohres sowie die einzuhaltende Flanschnorm
- Bevorzugte Auskleidung und Elektrode oder das chemische Umfeld, falls das noch offen ist
- Temperaturbereich des Mediums und Leitungsdruck im Betrieb
- Benötigter Ausgang und das Gerät, das ihn auswertet
- Verfügbare Versorgung an der Einbaustelle und ob eine getrennte Anzeige benötigt wird
- Ob der Prozess vor Ort gereinigt wird und ob der Bereich als explosionsgefährdet eingestuft ist
- Menge, Bestimmungshafen und gewünschter Liefertermin
