Messgeräte für Strömung
Der Strömungsmessbereich 0 ...100 m/s kann in drei Teilbereiche unterteilt werden:
- unterer Geschwindigkeitsbereich 0 ... 5 m/s
- mittlerer Geschwindigkeitsbereich 5 ... 40 m/s
-hoher Geschwindigkeitsbereich 40 ... 100 m/s.
Thermische Sonden werden eingesetzt für exakte Messungen im Bereich von 0 ... 5 m/s. Flügelrad-Sonden führen bei Geschwindigkeiten von 5 ... 40 m/s zu optimalen Ergebnissen. Beim Staurohr ist der Messbereich von der verwendeten Differenzdrucksonde abhängig. So kann mit der neuen 100 Pa-Sonde Strömungsgeschwindigkeit schon ab ca. 1 m/s bis 12 m/s exakt gemessen werden. Für den hohen Geschwindigkeitsbereich bringt das Staurohr die optimalen Voraussetzungen mit. Weiteres wichtiges Kriterium für die Auswahl der geeigneten Strömungssonde ist die Temperatur. Thermische Aufnehmer können in der Regel bis ca. +70 °C eingesetzt werden. Flügelrad-Sonden können in speziellen Ausführungen bis max. +350°C verwendet werden. Bei Temperaturen über +350 °C kommen Staurohre zum Einsatz.
Das Funktionsprinzip der thermischen Sonden basiert auf einem beheizten Element, dem durch die auftreffende kältere Strömung Wärme entzogen wird. Mit einer Regelschaltung wird die Temperatur konstant gehalten. Der Regelstrom ist direkt proportional der Strömungsgeschwindigkeit. Beim Einsatz thermischer Strömungssonden in turbulenten Strömungen beeinflussen die aus allen Richtungen auf dem beheizten Körper auftreffenden Strömungen das Messergebnis. In turbulenten Strömungen zeigt ein thermischer Strömungssensor höhere Messwerte an als ein Flügelrad. Dies ist besonders bei Messungen in Kanälen zu beachten. Je nach Ausführung des Kanals ist bereits bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten mit turbulenten Strömungen zu rechnen.
Das Messprinzip der Flügelrad-Sonden basiert auf der Umsetzung einer Drehbewegung in elektrische Signale. Das strömende Medium setzt das Flügelrad in Bewegung. Ein induktiver Näherungsschalter „zählt“ die Umdrehungen des Flügelrades und liefert eine Impulsfolge, die im Messgerät umgesetzt und als Strömungswert angezeigt wird. Große Durchmesser (Ø 60 mm, Ø 100 mm) eignen sich für die Messung von turbulenten Strömungen (z. B. an Austrittsgittern) bei kleineren bis mittleren Geschwindigkeiten. Kleine Durchmesser eignen sich vor allem bei Messungen in Kanälen, wobei der Kanalquerschnitt etwa 100 Mal größer sein sollte als der angeströmte Sondenquerschnitt. Als universell einsetzbar erweist sich die 16-mm-Sonde. Sie ist groß genug, um gute Anlaufeigenschaften zu haben und klein genug, um Geschwindigkeiten bis zu 60 m/s standzuhalten.
Die Staurohr-Öffnung nimmt den Gesamtdruck auf und leitet ihn an Anschluss (a) der Drucksonde weiter. Der reine statische Druck wird über seitliche Schlitze aufgenommen und dem Anschluss (b) weitergeleitet. Der daraus resultierende Differenzdruck ist der strömungsabhängige dynamische Druck. Dieser wird ausgewertet und angezeigt.
Wie thermische Sonden reagiert das Staurohr eher auf turbulente Strömungen als eine Flügelradsonde. Daher ist auch bei der Staurohrmessung auf eine ungestörte Ein- und Auslaufstrecke zu achten!
