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AquaProbe FEA100/FEA200
Elektromagnetische Durchflussmesser – Eintauchsonde zur Durchflussmessung
Der Punkt der Mittleren Geschwindigkeit befindet sich in einem stark gekrümmten Bereich der Kurve (die
Geschwindigkeit in diesem Bereich ändert sich mit dem Abstand von der Rohrwand erheblich), wodurch
die Sonde mit extrem hoher Genauigkeit positioniert werden muss, damit die korrekte Geschwindigkeit
berechnet wird. Wenn die Sonde exakt auf 72,5 mm eingeführt wird, misst sie die mittlere Geschwindigkeit
von 1, 722 m/s, woraus sich durch Multiplizieren mit der Querschnittsfläche ein Strömungsvolumen von
487 l/s errechnet. Wird die Sonde auf 74 mm statt auf 72,5 mm eingeführt, wird eine Geschwindigkeit von
1,85 m/s statt der erwarteten 1,722 m/s gemessen. Durch Multiplizieren dieses Messwerts mit der
Querschnittsfläche ergibt sich ein Momentandurchfluss von 523 l/sec – also ein Fehler von 7,4 %.
In der Praxis kann das exakte Positionieren einer Sonde große Schwierigkeiten bereiten, daher ist diese Art
von Fehlern oft anzutreffen. Bei anderen Sonden als AquaProbe, bei allen erdenklichen Größenordnungen
an Drücken in der Leitung, wird meist das Einsetzen der Sonde innerhalb eines Bereichs von +/-10 mm um
die vorgesehene Position in Kauf genommen. Bei Verwenden der obigen Berechnung ergibt sich dadurch
ein Fehler von ca. 15 %. Dieser Fehler kann anhand des folgenden Verfahrens drastisch verringert werden.
Wie aus Abb. A.1 ersichtlich, ist das Profil in der Mitte des Rohres, nahe der Mittellinie, relativ eben, d. h. die
Strömungsgeschwindigkeit ändert sich mit dem Abstand zur Rohrwand nur gering. Daher sind beim
Messen der Geschwindigkeit auf der Mittellinie die Fehler aufgrund von Ungenauigkeiten bei der
Positionierung (d. h. wenn die Sonde nicht exakt auf die erforderliche Position eingebracht wird) sehr klein;
daher entscheiden sich die meisten Anwender möglichst für eine Messposition auf der Mittellinie. Wie oben
erläutert, erhalten wir bei diesem Vorgehen jedoch die falschen Antworten. Glücklicherweise gibt es eine
mathematische Beziehung zwischen der Geschwindigkeit auf der Mittellinie und der mittleren
Geschwindigkeit im Rohrinneren – den Profilfaktor (Fp). Der Wert für Fp kann anhand einer Gleichung
(siehe unten) berechnet oder einem Diagramm entnommen werden – siehe Abb. A.2.
Fp wird wie folgt berechnet:
F
=
1
Hierbei gilt:
Y
=
r
---------------------------------------
b
n
und:
n
1.66
=
und:
R
e
,
,
,
,
,
,
Abb. A.2 Profilfaktor in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit für Rohrdurchmesser von 200 mm bis 2.000 mm
28
1
-- -
n
r Y
–
–
b
------------------ -
r
n
2
2n
2n
1
1
+
+
log
R
e
D
=
---------- -
= Rohrdurchmesser
D
= Dichte des Mediums
= Mittlere Geschwindigkeit des Mediums
v
= Viskosität des Mediums
Rohrnennweite in Zoll
Rohrnennweite in mm
Anhang A
OI/FEA100/200-DE Rev. C.1
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