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Das Hydrodynamische Prüffeld - Nutzung für verbesserte Gerätecharakterisierungen

Kategorien:
  • Grundlagen der Metrologie
03.11.2005

Mit einer hohen Temperaturstabilität und der Möglichkeit, die Temperatur des Durchflussmediums über einen weiten Bereich einzustellen, bietet das Hydrodynamische Prüffeld als hoch genaue Durchfluss-Normalmesseinrichtung qualitativ neue Möglichkeiten für genauere Messgerätekalibrierungen und verringert die Messunsicherheit bei Anschluss- und Vergleichsmessungen.

Wie in anderen messtechnischen Anwendungen, gibt es auch bei der Durchflussmessung strömender Medien neben der betreffenden Messgröße weitere Größen (Einflussgrößen bzw. Prozessparameter), die den angezeigten Messwert beeinflussen. In Abhängigkeit vom jeweiligen Sensorprinzip, das zur Umsetzung der Durchflussmessgröße genutzt wird, sind dies das Strömungsprofil (Geschwindigkeitsverteilung im Messrohrquerschnitt), die Temperatur und der Prozessdruck des strömenden Mediums in der Messleitung.

Um die Beeinflussung des jeweiligen Durchflussgerätes in Bezug auf die Medientemperatur und den Prozessdruck in der Messleitung quantitativ zu bestimmen, verfügt die Durchfluss-Normalmesseinrichtung (s. Bild 1) über entsprechende Einrichtungen zur Temperaturverstellung und über hoch genaue Mess- und Regeleinrichtungen, die während einer Messung hohe Temperaturstabilität gewährleistet. Letzteres ist unter anderem eine wesentliche Voraussetzung für Messungen mit einer geringen Messunsicherheit.

Durchflussmessturbine, eingebaut zur Messung in einer der beiden Messstrecken des HDP

Bild 1: Durchflussmessturbine, eingebaut zur Messung in einer der beiden Messstrecken des HDP

Damit besteht die Möglichkeit bei Anschlussmessungen (Rückführung auf die nationalen Normale der PTB) für industrielle Prüf- und Kalibriereinrichtungen die entsprechenden Messungen unter anwendungsrelevanten Messguttemperaturen durchzuführen. So wird der systematische Einfluss der dabei verwendeten Transfer-Messgeräte reduziert; dies bedeutet eine Verbesserung der Messunsicherheit sowohl für die betreffende Messeinrichtung als auch für die dort durchgeführten Kalibrierungen.

Darüber hinaus bietet das Hydrodynamische Prüffeld der PTB die nahezu einzigartige Möglichkeit, die Temperatur über einen vergleichsweise weiten Bereich auf Sollwerte einzustellen, sodass nicht nur eine punktuelle Anpassung bezüglich einer bestimmten Messtemperatur möglich ist, sondern auch der Einfluss der Medientemperatur auf die messtechnischen Eigenschaften von Durchflussmessgeräten (wie zum Beispiel die Fehlerkurve) untersucht werden kann.

Bild 2 zeigt das Verhalten einer Durchflussmessturbine der Nennweite DN150 innerhalb des Temperaturbereichs zwischen 10°C und 35°C. Diese einzigartigen Eigenschaften des Hydrodynamischen Prüffeldes öffnen für Messungen und Untersuchungen zur Verbesserung der Temperaturcharakteristik von Durchflussmessgeräten für Flüssigkeiten ein sehr breites Anwendungsfeld.

Messungen, bei denen diese Möglichkeiten genutzt werden, dienen unter anderem auch der Auswertung internationaler Vergleichsmessungen.

Gemessene Temperaturcharakteristik einer Durchflussmessturbine der Nennweite DN150

Bild 2: Gemessene Temperaturcharakteristik einer Durchflussmessturbine der Nennweite DN150

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