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Verfahren zur Detektion des kritischen Durchflusszustandes

05.11.2015

Düsen und Blenden werden im Bereich der Durchflussmessung von Gasen eingesetzt. Oberhalb eines geeigneten Druckverhältnisses zwischen Eingangs- und Ausgangsdruck an der Düse stellt sich ein kritischer Zustand ein, bei dem der  Volumenstrom unabhängig vom Druck hinter der Düse  ist. Durch die neue PTB-Sensorik kann dieser Zustand detektiert werden, um den Energieaufwand für die Differenzdruckerzeugung entscheidend zu minimieren.

 

 

Technische Beschreibung
Für die Kalibrierung von Durchflussmessgeräten sind kritische Düsen ein am Markt etabliertes langzeitstabiles Transfernormal. Dabei wird der Durchfluss durch eine geeignete Düse ge-messen, indem solange der Druck am Eingang erhöht wird, bis sich der kritische Betriebszustand der Düse einstellt. Ziel ist es hier den Betriebszustand mit minimalem Energieaufwand zu erreichen.

Die PTB Erfindung realisiert dieses bei gasförmigen Medien durch eine zusätzliche Sensorik, die den Einfluss der kritischen Strömung auf die Ausbreitung von Schall- und Lichtwellen in der Düse ausnutzt. Die Schall und Lichtwellen, werden entlang der Strömungsrichtung auf einen Detektor geleitet und das Signal ausgewertet, um den kritischen Zustand zu detektieren.

Wirtschschaftliche Bedeutung
Kritische Düsen erlauben die sehr genaue und reproduzierbare Messung von Durchflussmengen. Sie sind in Messgeräten in Kalibrielaboratorien im Einsatz. Unzureichende Anströmung und andere Störeinflüsse führen aber bei geringen Differenzdrücken zum unerwarteten Abbruch der Kritikalität und damit zur Verfälschung des Messergebnisses. Dem wird bisher konstruktiv dadurch entgegengewirkt, dass eine verlässliche „Kritikalität“ des Messaufbaus durch höhere Drücke mit überdimensionierten Pumpen und dem notwendigen erhöhten Energieeinsatz gewährleistet wird.

Entwicklungsstand
Eine Patentanmeldung ist anhängig. Lizenzen für die Nutzung dieser neuen Methode sind verfügbar.

 

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