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Messprinzipien der ifm Durchfluss- und Strömungssensoren

Magnetisch induktiv

Nach dem Faraday'schen Induktionsprinzip arbeitet der Durchflusssensor der Baureihe SM. Das in einem Magnetfeld (M), durch ein Rohr fließende, leitfähige Medium erzeugt eine Spannung, die proportional zur Geschwindigkeit (v), bzw. der Durchflussmenge ist. Über die Elektroden (E) wird diese Spannung abgegriffen und in einer Auswerteelektronik aufbereitet. Durch beständige Materialien ist der Sensor für eine Vielzahl von Medien geeignet. Eine hohe Schutzart und ein robustes kompaktes Gehäuse zeichnen zudem den Sensor im Feld aus.

Das Messprinzip eignet sich für Flüssigkeiten mit einer elektrischen Leitfähigkeit von mindestens 20 µS/cm. Typische Werte für die elektrische Leitfähigkeit sind 0,5 µS/cm für destilliertes Wasser, 50 µS/cm für Trinkwasser und 50.000 µS/cm für Salzwasser.


ISO Kalibrierzertifikat für Durchflusssensoren SM: ZC0052

Magnetisch-induktive Durchflusssensoren, Bauform SM

Vortex Messprinzip

An einem im Messrohr verbauten Staukörper erzeugt das strömende Medium (Wasser mit und ohne Leitfähigkeit) abhängig von seiner Geschwindigkeit wechselseitige Verwirbelungen, die von einem piezokeramischen Sensor erfasst werden. Bei bekanntem Querschnitt kann aus der Anzahl der Wirbelablösungen die Durchflussmenge ermittelt werden.
Dieses als Vortex-Prinzip bekannte Durchflussmessverfahren ist weitestgehend unabhängig von Druck- und Temperaturschwankungen des Mediums.

Mechatronisches Messprinzip

Der Strömungssensor arbeitet nach dem Prinzip des federgestützten Kolbens: Der im Ventilsitz eines Gehäuses ruhende Kolben wird durch das strömende Medium gegen die Federkraft angehoben.
Die Abfrage der Kolbenposition erfolgt über einen Magnetfeld-Sensor und wird als analoges Signal ausgegeben. Die Federkraft bewirkt ein sicheres Rückstellen des Kolbens bei nachlassender Strömung in die Ausgangsposition. Dadurch ist der lageunabhängige Einbau des Strömungssensors gegeben und der Rückfluss wird verhindert.
Eine weitere robuste mechanische Ausführung (SBT) lässt den Einsatz bei hohen Temperaturen bis 180ºC und in rauer Industrieumgebung zu.

Ultraschall Messprinzip

Ultraschallsensoren bestehen aus Wandlern (rechts im Bild), welche Schallimpulse aussenden und empfangen sowie Reflektoren (links im Bild), welche die Impulse von einem Wandler zum anderen leiten. Ein Impuls wird durch das Medium gesendet, ein Sensor misst die Laufzeit von einem Wandler zum anderen. Dann wird ein Impuls in die entgegengesetzte Richtung gesendet. Der Sensor misst den Zeitunterschied (im Nanosekundenbereich) und berechnet die Durchflussmenge.


ISO Kalibrierzertifikat für Durchflusssensoren SU: ZC0053

Kalorimetrisches Messprinzip

Die Bauformen SA und SI sind mit 2 Messelementen und einer Wärmequelle versehen.
Das Referenzelement, welches 10mm über dem Boden angebracht ist, misst die Mediumtemperatur und dient zur Temperaturkompensation. Die Temperaturdifferenz zum Element am Boden wird durch die dort befindliche Wärmequelle konstant gehalten. Die Leistung, die benötigt wird, um diese Differenz konstant zu halten, ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Eine steigende Strömungsgeschwindigkeit erzeugt eine stärkere Wärmeabfuhr.
 

Der Druckluftzähler SD nutzt das gleiche thermische Prinzip. Eines seiner keramischen Messelemente ist beheizt (Messelement), das andere nicht (Referenzelement). Die Spannungsdifferenz, welche sich bei Wärmeabfuhr durch strömendes Medium ergibt, ist das Maß für die Strömung.

Erfasst wird direkt der Normvolumenstrom (nach ISO 2533).