Kalorimetrische Strömungssensoren

Wie funktionieren kalorimetrische Strömungssensoren?

Die Funktionsweise von kalorimetrischen Strömungsmessern basiert auf dem thermischen Prinzip. Das Prinzip basiert darauf, dass eine strömende Flüssigkeit oder ein strömendes Gas Wärme mitführt, wodurch sich die Temperatur verändert. Die Messung erfolgt über zwei Temperatursensoren, die in einem bestimmten Abstand entlang der Strömungsrichtung positioniert sind. Ein Sensor dient als Heizelement, während der andere die Temperaturveränderung misst.

Ein Heizelement erwärmt das Medium lokal. Zwei Temperatursensoren messen die Temperaturdifferenz des Mediums vor und nach dem Heizelement. Ohne Strömung bleibt die Temperaturdifferenz konstant. Wenn das Medium fließt, wird die von der Heizquelle zugeführte Wärme mit der Strömung transportiert, wodurch sich die Temperaturverteilung ändert. Je schneller die Strömung, desto mehr Wärme wird abtransportiert. Aus der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Messpunkten, lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Durchfluss ableiten.

In welchen Branchen werden kalorimetrische Durchflussmesser eingesetzt?

Kalorimetrische Durchflusssensoren sind in vielen Industriezweigen unverzichtbar. Sie kommen insbesondere in folgenden Branchen zum Einsatz:

Chemie- und Pharmaindustrie: In der chemischen Industrie sind exakte Messungen von Gas- und Flüssigkeitsströmen essenziell, um chemische Reaktionen zu kontrollieren und Prozesse sicher zu gestalten. Auch in der Pharmaindustrie sind sie wichtig, um die Produktion von Medikamenten mit höchster Präzision zu überwachen.

Lebensmittel- und Getränkeindustrie: Hier werden sie zur Steuerung von Produktionsprozessen eingesetzt, beispielsweise in der Herstellung von Getränken, Milchprodukten oder Saucen, wo die Konsistenz und die genaue Dosierung der Zutaten entscheidend sind.

Umwelttechnik und Wasseraufbereitung: In Kläranlagen und Wasserversorgungssystemen spielen sie eine wichtige Rolle, um den Wasserfluss zu regulieren und die Qualität der Aufbereitung zu gewährleisten.

Automobilindustrie: In Kraftstoffsystemen, Kühlsystemen und Abgasreinigungssystemen sind kalorimetrische Sensoren oft im Einsatz, um Strömungen zu überwachen.

Forschung und Labortechnik: In der wissenschaftlichen Forschung sind sie aufgrund ihrer hohen Genauigkeit und Empfindlichkeit weit verbreitet.

In welchen Branchen werden kalorimetrische Durchflussmesser eingesetzt?

Kalorimetrische Durchflusssensoren werden in vielen praktischen Anwendungen genutzt, darunter:

• Gasflussmessung in industriellen Prozessen
• Flüssigkeitsflusskontrolle in Produktionsanlagen
• Durchflussmessung in Heiz- und Kühlsystemen
• Messung von Luftströmen in Lüftungssystemen
• Leckageübewachung in Rohrleitungssystemen

Einige Beispielapplikationen für den Einsatz von kalorimetrischen Strömungssensoren in den verschiedenen Branchen werden im Folgenden erläutert.

Industrie & Automatisierung

Anwendungen:

• Druckluftüberwachung: In Produktionsanlagen wird Druckluft als Energiequelle genutzt. Kalorimetrische Sensoren messen den Luftverbrauch und helfen, Leckagen zu erkennen.
• Kühlwasserkreisläufe: In Maschinen und Industrieanlagen sorgen sie für die Überwachung von Kühlflüssigkeiten, um Überhitzung zu verhindern.
• Schmierstoffüberwachung: Sicherstellung der richtigen Schmierstoffversorgung in Maschinen, um Verschleiß zu reduzieren.

Beispiel:
In einer Automobilfertigungslinie messen kalorimetrische Sensoren den Druckluftverbrauch an Robotern, um Leckagen zu detektieren und Energiekosten zu senken.

Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Anwendungen:

• Überwachung von Reinigungsprozessen (CIP – Cleaning in Place): Kontrolle des Reinigungsmittelflusses für Hygienevorschriften.
• Stickstoff-/CO₂-Flusskontrolle: Sicherstellung einer konstanten Gaszufuhr bei Verpackungsprozessen zur Verlängerung der Haltbarkeit.
• Überwachung von Prozesswasser: Messung des Durchflusses in Brauereien oder Molkereien zur Prozessoptimierung.

Beispiel:
In einer Brauerei wird der CO₂-Fluss beim Abfüllen von Bier kontrolliert, um eine gleichmäßige Karbonisierung sicherzustellen.

Chemische und Pharmazeutische Industrie

Anwendungen:

• Dosierung von Flüssigkeiten und Gasen: Kontrolle von chemischen Reagenzien zur präzisen Dosierung.
• Reinraumtechnik: Messung des Luftstroms, um sterile Bedingungen zu gewährleisten.
• Sicherheitsüberwachung: Detektion von Gasströmungen in explosionsgefährdeten Bereichen.

Beispiel:
In einer Pharmafabrik wird die Strömung von Wasser für Injektionszwecke (WFI – Water for Injection) gemessen, um die Qualität der Produktion sicherzustellen.

Medizintechnik

Anwendungen:

• Beatmungsgeräte: Messung der Luftströmung zur Steuerung der Beatmung.
• Anästhesie-Systeme: Kontrolle des Gasflusses in Narkosegeräten.
• Blutanalysegeräte: Überwachung von Flüssigkeitsströmungen in Laborsystemen.

Beispiel:
Ein kalorimetrischer Sensor misst die Sauerstoffzufuhr in einem Beatmungsgerät, um eine optimale Versorgung des Patienten sicherzustellen.

Umwelt- und Klimatechnik

Anwendungen:

• Luftstrommessung in Lüftungsanlagen: Steuerung der Luftzufuhr in Gebäuden und Reinräumen.
• Messung von Gasemissionen: Überwachung von Schadstoffen in industriellen Abluftsystemen.
• Überwachung von Wasseraufbereitungsanlagen: Kontrolle der Durchflussrate in Filtrationssystemen.

Beispiel:
In einer modernen Klimaanlage eines Bürogebäudes sorgt ein kalorimetrischer Sensor für die präzise Steuerung der Frischluftzufuhr.

Für welche Medien ist die Verwendung von kalorimetrischen Durchflusssensoren geeignet?

Kalorimetrische Sensoren können in vielen verschiedenen Medien eingesetzt werden, darunter:

• Gase wie Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder Wasserstoff
• Flüssigkeiten wie Wasser, Öl, Kraftstoffe oder Chemikalien
• Korrosive oder aggressive Substanzen

Da sie keine beweglichen Teile haben, sind sie besonders resistent gegen Ablagerungen und chemische Einflüsse.

Vorteile und Nachteile von kalorimetrischen Durchflusssensoren im Vergleich zu anderen Messprinzipien

Kalorimeter und andere Messprinzipien zur Strömungs- und Durchflussmessung im Vergleich

• Mechanische Durchflussmesser sind oft kostengünstiger, aber wartungsintensiver.
• Ultraschallsensoren bieten berührungslose Messungen, sind jedoch oft teurer.
• Differenzdrucksensoren erfordern eine Druckabnahme und sind nicht für alle Medien geeignet.

Kalorimetrische Strömungssensoren bieten eine präzise, wartungsarme und vielseitige Lösung zur Durchflussmessung von Gasen und Flüssigkeiten. Ihre Vorteile machen sie besonders attraktiv für anspruchsvolle Anwendungen in der Industrie, Forschung und Umwelttechnik. Trotz ihrer höheren Anschaffungskosten sind sie aufgrund ihrer Langlebigkeit und Genauigkeit eine wertvolle Investition. Benötigen Sie Hilfestellung um den richtigen Strömungssensor für Ihre Applikation zu finden? Lesen Sie hier mehr oder kontaktieren Sie unseren Support. Wir beraten Sie gerne!