Für die Durchflussmessung von Druckluft und technischen Gasen stehen verschiedene Messprinzipien zur Verfügung. Neben Vortex-, Differenzdruck-, Ultraschall- und Coriolis-Systemen werden dabei häufig Messturbinen und thermische Massenstromsensoren betrachtet. Beide Verfahren können einen Gasstrom erfassen, unterscheiden sich jedoch grundlegend in ihrem Messprinzip und in den Anforderungen an Medium, Einbau und Auswertung.
Eine Messturbine erfasst zunächst das Gasvolumen unter den tatsächlichen Bedingungen in der Rohrleitung. Ihre Drehzahl beziehungsweise Ausgangsfrequenz hängt von der Strömungsgeschwindigkeit ab. Druck, Temperatur und Gasdichte beeinflussen deshalb insbesondere den nutzbaren Messbereich und die Umrechnung auf einen Normvolumenstrom.
Ein thermischer Massenstromsensor wie der IVA 521 arbeitet dagegen ohne bewegten Rotor. Er erfasst den Gasstrom über die Wärmeübertragung des strömenden Mediums und kann den Verbrauch direkt als normierten Volumenstrom ausgeben. Das ist besonders interessant, wenn der Verbrauch einzelner Maschinen, Produktionslinien oder Kostenstellen dauerhaft überwacht werden soll.
Die Messturbine ist damit nicht grundsätzlich ungeeignet für Gas. Für typische industrielle Druckluft-Verbrauchsmessungen ist ein thermischer Inline-Sensor jedoch häufig einfacher auszulegen, leichter in ein Energiemonitoring zu integrieren und im unteren Durchflussbereich besser nutzbar.
Inhaltsverzeichnis
- Durchflussmessung oder Verbrauchsmessung?
- Wie misst eine Messturbine Gas und Druckluft?
- Wie funktioniert ein thermischer Massenstromsensor?
- Messturbine und thermischer Sensor im Vergleich
- Betriebsvolumen, Normvolumen und Massenstrom
- Mindestdurchfluss und Messbereich
- Gasart, Zusammensetzung und Feuchtigkeit
- Einbau und Strömungsprofil
- Ausgangssignale und Energiemonitoring
- Genauigkeit, Kalibrierung und Plausibilitätsprüfung
- Praxisbeispiel: Verbrauch einer Produktionsmaschine
- Welches Messprinzip passt zur Anwendung?
- Welche Produkte eignen sich?
- Fazit
- Häufige Fragen
Durchflussmessung oder Verbrauchsmessung?
Vor der Auswahl des Messgeräts muss zunächst geklärt werden, welche Information tatsächlich benötigt wird. Der Momentandurchfluss beschreibt, wie viel Gas aktuell durch die Rohrleitung strömt. Der Gesamtverbrauch summiert diese Menge über einen bestimmten Zeitraum. Für einen Prüfstand kann vor allem der schnelle Momentanwert wichtig sein. Für ein Energiemonitoring ist dagegen häufig entscheidend, wie viele Normkubikmeter eine Maschine pro Schicht, Auftrag oder Betriebsstunde verbraucht.
Auch eine Leckageanalyse verfolgt ein anderes Ziel als eine Prozessregelung. Bei der Leckageanalyse sollen kleine, dauerhaft vorhandene Verbräuche außerhalb der Produktionszeit sichtbar werden. Dafür muss der Sensor einen ausreichend niedrigen Mindestdurchfluss zuverlässig erfassen. Bei einer pneumatischen Prüfmaschine kann dagegen eine schnelle Reaktion auf starke Lastwechsel wichtiger sein.
Die Rohrnennweite allein bestimmt daher nicht die passende Messtechnik. Entscheidend sind der kleinste relevante Durchfluss, der maximale Verbrauch, die Gasart, die Qualität der Druckluft und die Frage, ob Betriebsvolumen oder Normvolumen benötigt wird.
Wie misst eine Messturbine Gas und Druckluft?
Eine Messturbine besitzt einen Rotor, der durch den Gasstrom in Drehung versetzt wird. Innerhalb des spezifizierten Messbereichs ist die Drehzahl näherungsweise proportional zum Volumenstrom. Ein Signalaufnehmer erkennt die vorbeilaufenden Rotorschaufeln und erzeugt daraus ein Impuls- oder Frequenzsignal.
Über den sogenannten K-Faktor wird festgelegt, wie viele Impulse einer bestimmten Volumeneinheit entsprechen. Aus der Frequenz lässt sich der Momentandurchfluss berechnen, während die Summe der Impulse das durchgeflossene Gesamtvolumen ergibt. Dieses Prinzip kann auf Prüfständen und bei dynamischen Messungen einen sehr gut aufgelösten Ausgang liefern.
Bei Gasen entsteht jedoch eine besondere Herausforderung: Der Rotor benötigt eine ausreichende Strömungskraft, um Lagerreibung und Massenträgheit zu überwinden. Bei niedriger Gasdichte oder sehr kleinem Durchfluss kann die Turbine deshalb unterhalb ihrer Anlaufgrenze liegen. Es strömt zwar Gas durch die Leitung, der Rotor liefert aber noch kein stabiles Signal.
Der Betriebsdruck spielt dabei eine wichtige Rolle. Druckluft bei 7 bar absolut besitzt eine deutlich höhere Dichte als Luft bei Atmosphärendruck. Eine Turbine kann deshalb unter höherem Druck ein anderes Anlauf- und Messverhalten zeigen. Eine Messturbine für Gas muss daher ausdrücklich für das Medium, den Druckbereich und den erwarteten Volumenstrom ausgelegt und kalibriert sein.
Zusätzlich besitzt eine Turbine bewegliche Teile. Partikel, Kondensat oder Öl können den Rotor und die Lagerung beeinflussen. Für saubere, trockene Gase in einem definierten Messbereich kann das Prinzip sehr gut funktionieren. Für dauerhaftes Druckluftmonitoring an vielen einzelnen Maschinen ist der Wartungs- und Auslegungsaufwand jedoch häufig höher als bei einem thermischen Sensor.
Wie funktioniert ein thermischer Massenstromsensor?
Ein thermischer Massenstromsensor besitzt ein beheiztes Sensorelement und eine Temperaturerfassung. Das vorbeiströmende Gas führt Wärme vom Sensorelement ab. Aus der benötigten Heizleistung beziehungsweise der gemessenen Temperaturdifferenz wird auf den Massenstrom geschlossen.
Da das Verfahren auf der transportierten Gasmasse und nicht ausschließlich auf dem aktuellen Rohrvolumen basiert, kann der Sensor direkt einen normierten Volumenstrom ausgeben. Eine separate Druckmessung ist für diese Ausgabe nicht grundsätzlich notwendig. Das unterscheidet den thermischen Sensor wesentlich von einer reinen Betriebsvolumenmessung.
Der IVA 521 ist als kompakter Inline-Durchflusssensor für Druckluft und weitere geeignete Gase ausgeführt. Sensor und definierter Messblock bilden eine zusammengehörige Messstrecke. Der Sensor zeigt den aktuellen Durchfluss, den aufsummierten Verbrauch und die Gastemperatur an. Durch die kompakte Bauweise eignet er sich besonders für die Messung hinter einer Wartungseinheit oder direkt vor einzelnen Druckluftverbrauchern.
Da keine beweglichen Teile vorhanden sind, gibt es keine mechanische Anlaufgrenze durch einen Rotor und keinen klassischen Lagerverschleiß. Der thermische Sensor ist damit besonders interessant, wenn auch kleine Verbräuche erfasst werden sollen oder eine Messstelle dauerhaft und mit geringem Wartungsaufwand betrieben werden soll.
Messturbine und thermischer Sensor im Vergleich
| Kriterium | Gas-Messturbine | Thermischer Sensor wie IVA 521 |
|---|---|---|
| Messprinzip | Gasstrom treibt einen Rotor an | Wärmeübertragung des strömenden Gases |
| Primäre Messgröße | Betriebsvolumenstrom | Massenstrom beziehungsweise Normvolumenstrom |
| Bewegliche Teile | Rotor und Lagerung | Keine beweglichen Teile |
| Kleine Durchflüsse | Durch mechanischen Mindestdurchfluss begrenzt | Häufig großer nutzbarer Messbereich |
| Einfluss des Betriebsdrucks | Wichtig für Gasdichte, Anlaufverhalten und Normierung | Keine separate Druckmessung für die Normvolumenausgabe erforderlich |
| Verschmutzung | Partikel und Kondensat können Rotor und Lager beeinflussen | Ablagerungen auf dem Sensorelement können die Wärmeübertragung verändern |
| Typisches Ausgangssignal | Impuls oder Frequenz über K-Faktor | 4–20 mA, Impuls und Modbus RTU |
| Typischer Einsatz | Prüfstand, definierter Gasstrom, schnelle Impulsauswertung | Maschinenverbrauch, Kostenstellenmessung und Energiemonitoring |
Die Tabelle zeigt, dass beide Verfahren nicht einfach gegeneinander ausgetauscht werden können. Eine Messturbine kann vorteilhaft sein, wenn ein hochauflösendes Frequenzsignal und eine sehr reproduzierbare Volumenzählung innerhalb eines festen Betriebsbereichs benötigt werden. Der thermische Sensor ist häufig stärker, wenn ein großer Verbrauchsbereich, direkte Normvolumenausgabe und dauerhafte Verbrauchsüberwachung im Vordergrund stehen.
Betriebsvolumen, Normvolumen und Massenstrom
Bei kompressiblen Gasen muss immer angegeben werden, auf welche Bedingungen sich ein Volumenstrom bezieht. Ein Kubikmeter Druckluft in einer Leitung mit 7 bar absolut enthält wesentlich mehr Gasmasse als ein Kubikmeter entspannte Luft bei Atmosphärendruck.
Der Betriebsvolumenstrom beschreibt das tatsächlich durchströmende Volumen bei aktuellem Druck und aktueller Temperatur. Der Normvolumenstrom rechnet diese Menge auf festgelegte Referenzbedingungen um. Je nach Anwendung können diese Bedingungen beispielsweise bei 0 °C und 1,01325 bar absolut oder bei 20 °C und 1.000 mbar liegen.
| Messgröße | Bedeutung | Typische Verwendung |
|---|---|---|
| Betriebsvolumenstrom | Gasvolumen bei aktuellem Druck und aktueller Temperatur | Auslegung von Rohrleitungen und Strömungsgeschwindigkeit |
| Normvolumenstrom | Auf festgelegte Referenzbedingungen umgerechnetes Volumen | Verbrauchsvergleich, Kostenstellen und Energiemonitoring |
| Massenstrom | Tatsächlich transportierte Gasmasse pro Zeit | Prozessbilanzierung und gasunabhängige Mengenbetrachtung |
| Gesamtverbrauch | Über die Zeit aufsummierter Norm- oder Betriebsvolumenstrom | Schicht-, Maschinen- und Jahresverbrauch |
Bei einer Turbine muss der gemessene Betriebsvolumenstrom für eine Normvolumenausgabe zusätzlich mit Druck und Temperatur umgerechnet werden. Dafür müssen die Messwerte möglichst nahe an der Turbine erfasst werden. Wird versehentlich der Überdruck anstelle des Absolutdrucks verwendet, entsteht ein deutlicher Berechnungsfehler.
Der thermische Massenstromsensor kann den Normvolumenstrom direkt aus seinem Messprinzip ableiten. Trotzdem müssen die im Gerät hinterlegten Referenzbedingungen bekannt und dokumentiert sein. Ein Wert in m³/h oder Nm³/h ist nur dann eindeutig, wenn klar ist, auf welche Temperatur und welchen Druck er bezogen wurde.
Mindestdurchfluss und Messbereich richtig bewerten
Der maximale Durchfluss ist häufig bekannt, weil er sich aus dem Verbraucher oder dem Rohrquerschnitt ableiten lässt. Schwieriger ist meist die Bestimmung des kleinsten relevanten Verbrauchs. Gerade für Energiemonitoring und Leckagebewertung ist dieser Wert entscheidend.
Eine zu groß ausgewählte Messturbine kann im unteren Bereich stehen bleiben oder nur unregelmäßige Impulse erzeugen. Der Sensor zeigt dann keinen oder einen zu niedrigen Durchfluss, obwohl tatsächlich Gas verbraucht wird. Ein thermischer Sensor besitzt keine mechanische Anlaufgrenze, benötigt aber ebenfalls eine Mindestströmung und muss so dimensioniert werden, dass der relevante Betriebsbereich innerhalb seiner spezifizierten Kennlinie liegt.
Für eine Maschinenmessung sollte daher nicht nur der maximale Verbrauch bei voller Leistung betrachtet werden. Ebenso wichtig sind Stand-by-Verbrauch, Teillast, Reinigungsvorgänge und mögliche Leckageströme außerhalb der Produktionszeit.
Der gewählte Rohrdurchmesser beeinflusst die Strömungsgeschwindigkeit. Ist der Messblock zu groß, kann die Geschwindigkeit im unteren Verbrauchsbereich zu gering werden. Ist er zu klein, entstehen am oberen Messbereichsende eine hohe Geschwindigkeit und ein unnötiger Druckverlust. Die Auswahl des Inline-Sensors sollte deshalb auf dem tatsächlichen Durchflussbereich und nicht allein auf der vorhandenen Anschlussgröße beruhen.
Gasart, Zusammensetzung und Feuchtigkeit
Thermische Sensoren bewerten den Durchfluss über die Wärmeübertragung des Gases. Diese hängt von der Gasart ab. Luft, Stickstoff, Argon, Kohlendioxid und Sauerstoff besitzen unterschiedliche thermische Eigenschaften. Die richtige Gasart beziehungsweise Gaskonstante muss daher im Sensor eingestellt werden.
Auch bei einer Messturbine beeinflussen Dichte und Viskosität die Kennlinie. Ein mit Luft bestimmter K-Faktor ist nicht automatisch ohne Prüfung auf jedes andere Gas übertragbar. Bei anspruchsvollen Anwendungen sollte die Kalibrierung deshalb mit dem tatsächlichen Gas oder unter ausreichend vergleichbaren Bedingungen erfolgen.
Für beide Messprinzipien ist die Gasqualität wichtig. Wassertröpfchen, Kompressoröl oder größere Partikel können die Messung beeinträchtigen. Bei einer Turbine drohen mechanische Probleme an Rotor und Lager. Bei einem thermischen Sensor können Ablagerungen die Wärmeübertragung verändern und dadurch eine zunehmende Messabweichung verursachen.
Der IVA 521 ist vor allem für saubere Druckluft und geeignete nicht korrosive Gase vorgesehen. Bei dauerhaft nasser Druckluft, aggressiven Gasen, stark schwankenden Gasgemischen oder Ex-Anwendungen muss geprüft werden, ob ein anderes Messprinzip beziehungsweise eine speziell dafür ausgelegte Geräteausführung erforderlich ist.
Einbau und Strömungsprofil
Das Strömungsprofil ist bei fast allen Durchflussmessverfahren ein wichtiger Einflussfaktor. Bögen, Ventile, T-Stücke, Druckregler oder starke Querschnittsänderungen können Drall und ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilungen erzeugen. Ein Sensor misst dann möglicherweise einen Strömungszustand, der nicht repräsentativ für den gesamten Rohrquerschnitt ist.
Bei klassischen Messturbinen werden deshalb häufig gerade Ein- und Auslaufstrecken benötigt. Die genauen Anforderungen hängen von Bauform und Hersteller ab. Besonders kritisch sind teilweise geschlossene Ventile oder Druckregler direkt vor dem Messgerät.
Der IVA 521 besitzt einen integrierten Strömungsgleichrichter im Messblock. Dadurch sind für diese definierte Inline-Messstrecke keine zusätzlichen Einlaufstrecken erforderlich. Das ist besonders vorteilhaft bei der Nachrüstung in kompakten Maschinen, in denen zwischen Wartungseinheit, Ventilinsel und Verbraucher nur wenig Platz vorhanden ist.
Der integrierte Messblock verhindert jedoch nicht jeden Einbaufehler. Strömungsrichtung, Anschlussgröße, zulässiger Betriebsdruck und Einbaulage müssen weiterhin beachtet werden. Außerdem sollte die Messstelle so gewählt werden, dass der Sensor zugänglich bleibt und zur Reinigung oder Rekalibrierung ausgebaut werden kann.
Ausgangssignale und Energiemonitoring
Für eine lokale Kontrolle reicht häufig das integrierte Display. Dort können beispielsweise der aktuelle Durchfluss, der Gesamtverbrauch und die Gastemperatur angezeigt werden. Für eine systematische Verbrauchsauswertung müssen die Werte jedoch an eine SPS, einen Datenlogger oder ein Energiemonitoring-System übertragen werden.
Der 4–20-mA-Ausgang eignet sich vor allem für den aktuellen Durchfluss. Das analoge Signal ist robust und lässt sich in vielen bestehenden Steuerungen einfach integrieren. Messbereich und Skalierung müssen eindeutig im Sensor und in der SPS hinterlegt sein. Zur Prüfung der analogen Messkette kann ein UPS4E Stromschleifen-Kalibrator verwendet werden.
Für die Gesamtverbrauchsmenge ist der Impulsausgang häufig geeigneter. Jeder Impuls entspricht einer definierten Gasmenge. Die Steuerung zählt die Impulse und bildet daraus den aufsummierten Verbrauch. Nach einem Spannungsausfall oder Austausch der Steuerung muss allerdings geklärt sein, wie der Zählerstand gesichert und weitergeführt wird.
Modbus RTU ermöglicht die digitale Übertragung mehrerer Messwerte über eine gemeinsame Schnittstelle. Neben Momentanwert und Gesamtmenge können je nach Konfiguration auch Temperatur, Statusinformationen und weitere Parameter ausgelesen werden. Bei mehreren Maschinen reduziert eine Busanbindung den Verdrahtungsaufwand und erleichtert die zentrale Verbrauchsauswertung.
Genauigkeit, Kalibrierung und Plausibilitätsprüfung
Die Genauigkeit eines Durchflusssensors gilt nur innerhalb des spezifizierten Messbereichs und unter den vorgesehenen Betriebsbedingungen. Unterhalb des Mindestdurchflusses, bei falscher Gasart oder bei starker Verschmutzung kann der angezeigte Wert deutlich unzuverlässiger werden.
Bei der Beurteilung sollte außerdem zwischen Messabweichung vom Messwert und Messabweichung vom Messbereichsendwert unterschieden werden. Ein Endwertanteil wirkt sich besonders im unteren Messbereich relativ stark aus. Für die Bewertung kleiner Stand-by-Verbräuche ist deshalb nicht nur die prozentuale Genauigkeitsangabe bei hohem Durchfluss relevant.
Eine regelmäßige Plausibilitätsprüfung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Messwerte für Kostenstellen, Einsparnachweise oder das Energiemanagement verwendet werden. Veränderungen können durch Ablagerungen, falsche Parametrierung, Umbauten der Rohrleitung oder eine geänderte Gasart entstehen.
Bei der Kalibrierung sollte festgelegt werden, welcher Durchflussbereich tatsächlich geprüft werden muss. Eine Kalibrierung nur nahe dem Messbereichsende sagt wenig über die Qualität der Messung bei kleinen Maschinenverbräuchen aus. Für eine belastbare Verbrauchsbilanz sind mehrere Kalibrierpunkte über den relevanten Betriebsbereich sinnvoll.
Praxisbeispiel: Verbrauch einer Produktionsmaschine überwachen
In einer Produktionshalle soll der Druckluftverbrauch einer automatisierten Montagelinie erfasst werden. Die Maschine arbeitet im normalen Produktionsbetrieb mit stark wechselndem Verbrauch. Während kurzer Stillstandszeiten bleibt ein geringer Grundverbrauch bestehen. Nachts sollte die Maschine nahezu keine Druckluft benötigen.
Eine Messturbine könnte den hohen Betriebsdurchfluss über einen Frequenzausgang sehr dynamisch erfassen. Für die Auswahl müssten jedoch Betriebsdruck, tatsächlicher Betriebsvolumenstrom, Mindestdurchfluss und die Gasdichte genau bestimmt werden. Der geringe Nachtverbrauch könnte unterhalb der zuverlässigen Anlaufgrenze liegen.
Für die Messstelle wird deshalb ein thermischer Inline-Sensor gewählt. Der IVA 521 wird hinter der Wartungseinheit in der Versorgungsleitung der Maschine installiert. Durch den integrierten Messblock und Strömungsgleichrichter kann die Messstelle trotz des begrenzten Bauraums umgesetzt werden.
Der aktuelle Durchfluss wird lokal auf dem Display angezeigt. Der Gesamtverbrauch und der Momentanwert werden über Modbus RTU an das Energiemonitoring übertragen. Dort werden Verbrauch pro Auftrag, Verbrauch pro Betriebsstunde und der Nachtverbrauch ausgewertet.
Nach einigen Wochen zeigt die Auswertung, dass der Verbrauch nach Produktionsende nicht vollständig zurückgeht. Durch abschnittsweises Absperren wird eine undichte Ventilinsel als Ursache gefunden. Nach der Reparatur sinkt der Grundverbrauch deutlich. Die Messstelle dient damit nicht nur der Kostenverteilung, sondern auch der kontinuierlichen Anlagenüberwachung.
Welches Messprinzip passt zur Anwendung?
| Anwendung | Eher Messturbine | Eher IVA 521 beziehungsweise thermischer Sensor |
|---|---|---|
| Schnelles Frequenzsignal auf einem Gasprüfstand | Gut geeignet bei definiertem Messbereich | Ebenfalls möglich, abhängig von Reaktionszeit und Schnittstelle |
| Dauerhafte Verbrauchsmessung an einer Maschine | Höherer Auslegungs- und Wartungsaufwand | Sehr gut geeignet |
| Direkte Ausgabe in Normvolumen | Zusätzliche Druck- und Temperaturkompensation erforderlich | Direkt über das Messprinzip möglich |
| Kleine Stand-by- oder Leckageströme | Mechanische Anlaufgrenze beachten | Häufig vorteilhaft |
| Sehr schmutziges oder nasses Gas | Rotor und Lager kritisch | Sensorelement ebenfalls kritisch; anderes Prinzip prüfen |
| Wenig Platz für Einlaufstrecken | Geräteabhängig problematisch | IVA 521 mit integriertem Strömungsgleichrichter vorteilhaft |
| Energiemonitoring mehrerer Maschinen | Zusätzliche Auswerteelektronik erforderlich | Modbus, Impuls und Analogausgang direkt verfügbar |
Für die konkrete Auswahl werden mindestens Gasart, Druck, Temperatur, Feuchte, kleinster und größter Durchfluss, gewünschte Bezugseinheit, Rohranschluss und Ausgangssignal benötigt. Zusätzlich sollte geklärt werden, ob die Messstelle nur einen Prozesswert liefern oder Grundlage für ein dauerhaftes Verbrauchs- und Kostenmonitoring werden soll.
Welche Produkte eignen sich?
IVA 521 – kompakter Inline-Durchflusssensor
Der IVA 521 ist ein thermischer Inline-Durchflusssensor für Druckluft und weitere geeignete Gasarten. Er eignet sich besonders zur Erfassung einzelner Maschinen und Verbraucher in Druckluft- und Energiemonitoring-Systemen.
Durch den integrierten Messblock ist die Zuordnung zwischen Sensor und Rohrquerschnitt eindeutig. Der integrierte Strömungsgleichrichter reduziert den Platzbedarf, da keine zusätzlichen Einlaufstrecken vorgesehen werden müssen. Je nach Ausführung stehen Gewindegrößen von 1/2″ bis 2″ zur Verfügung.
Das Gerät erfasst den aktuellen Durchfluss, den Gesamtverbrauch und die Temperatur. Für die Einbindung in Steuerungs- und Energiemanagementsysteme stehen unter anderem 4–20 mA, ein galvanisch getrennter Impulsausgang und Modbus RTU zur Verfügung. Optional sind weitere Kommunikationsmöglichkeiten erhältlich.
Verbrauchszähler für Gase und Druckluft
In der Kategorie Verbrauchszähler für Gase und Druckluft finden sich weitere Messsysteme für Maschinenverbrauch, Druckluftverteilung, technische Gase und größere Rohrleitungen.
Für nasse Druckluft, sehr große Durchflüsse, Ex-Bereiche oder besondere Gasgemische können andere thermische, Vortex-, Ultraschall- oder Differenzdrucksysteme geeigneter sein. Die Messprinzipauswahl sollte deshalb immer zur Gasqualität und zur konkreten Messaufgabe passen.
Durchflussmesstechnik
Die übergeordnete Kategorie Durchflussmesstechnik bietet einen Überblick über weitere Verfahren für Flüssigkeiten, Gase und Dampf.
Eine Messturbine bleibt eine interessante Lösung für dynamische Prüfstände, definierte Gasströme und Anwendungen mit Impuls- beziehungsweise Frequenzauswertung. Für die typische Verbrauchsmessung von Druckluft direkt an einer Maschine ist ein kompakter thermischer Sensor wie der IVA 521 jedoch häufig die passendere und einfacher integrierbare Lösung.
Fazit: Für Maschinenverbrauch ist der thermische Inline-Sensor häufig praxisnäher
Messturbinen können auch bei Luft und Gas sinnvoll eingesetzt werden. Sie liefern ein schnelles Impulssignal und ermöglichen eine präzise Volumenzählung, wenn Gasart, Betriebsdruck, Mindestdurchfluss, Lagerung und Kalibrierung genau zur Anwendung passen.
Für die dauerhafte Druckluft-Verbrauchsmessung entstehen jedoch zusätzliche Anforderungen. Betriebsvolumen und Normvolumen müssen unterschieden, kleine Durchflüsse sicher erfasst und bewegliche Teile vor Partikeln, Öl und Kondensat geschützt werden.
Der thermische Massenstromsensor IVA 521 umgeht viele dieser Schwierigkeiten. Er besitzt keine beweglichen Teile, gibt den Normvolumenstrom direkt aus und lässt sich über analoge, digitale und impulsbasierte Signale in ein Energiemonitoring integrieren. Der integrierte Strömungsgleichrichter erleichtert zudem den Einbau bei begrenztem Platz.
Besonders bei der Erfassung einzelner Maschinen, Produktionslinien oder Kostenstellen ist der IVA 521 deshalb häufig geeigneter als eine Gas-Messturbine. Entscheidend bleibt dennoch eine korrekte Auslegung nach Gasart, Durchflussbereich, Rohrgröße und Messziel.
Häufige Fragen zur Druckluft-Durchflussmessung
Kann eine Messturbine Druckluft messen?
Ja, sofern die Messturbine ausdrücklich für Gase ausgelegt ist. Rotor, Lagerung, Signalaufnehmer, Messbereich und Kalibrierung müssen zur Gasart, zum Betriebsdruck und zum Durchflussbereich passen.
Warum ist eine Flüssigkeitsturbine nicht automatisch für Gas geeignet?
Gas besitzt eine wesentlich geringere Dichte als Flüssigkeit. Dadurch verändern sich Antriebskraft, Mindestdurchfluss und Anlaufverhalten des Rotors. Auch Lagerung und Kalibrierung können für Flüssigkeiten ausgelegt sein.
Was ist der wichtigste Unterschied zum IVA 521?
Eine Turbine erfasst den Gasstrom über einen bewegten Rotor und misst zunächst Betriebsvolumen. Der IVA 521 arbeitet thermisch, besitzt keine beweglichen Teile und kann den Normvolumenstrom direkt ausgeben.
Benötigt der IVA 521 einen zusätzlichen Drucksensor?
Für die direkte Ausgabe des Normvolumenstroms ist keine zusätzliche Druckmessung erforderlich. Der zulässige Betriebsdruck muss bei der Geräteauswahl trotzdem berücksichtigt werden.
Was zeigt der IVA 521 an?
Je nach Konfiguration zeigt das integrierte Display den aktuellen Durchfluss, den Gesamtverbrauch und die Gastemperatur an.
Benötigt der IVA 521 Einlaufstrecken?
Der vorgesehene Inline-Messblock besitzt einen integrierten Strömungsgleichrichter. Dadurch sind für diese Ausführung keine zusätzlichen Einlaufstrecken erforderlich.
Kann der IVA 521 kleine Leckagen messen?
Er kann kleine Verbrauchs- und Leckageströme erfassen, sofern sie innerhalb des spezifizierten Messbereichs liegen. Für sehr kleine Einzelleckagen ist ein spezielles Lecksuchgerät häufig besser geeignet.
Wie wird der Gesamtverbrauch übertragen?
Der Gesamtverbrauch kann über den Impulsausgang oder eine digitale Schnittstelle wie Modbus RTU an eine SPS, einen Datenlogger oder ein Energiemonitoring-System übertragen werden.
Wann ist eine Messturbine trotzdem die bessere Wahl?
Eine Messturbine kann vorteilhaft sein, wenn auf einem Prüfstand ein besonders schnelles Frequenzsignal, ein definierter K-Faktor oder eine hochauflösende Impulszählung innerhalb eines klar begrenzten Durchflussbereichs benötigt wird.
Ist der IVA 521 für nasse Druckluft geeignet?
Für dauerhaft nasse oder stark verschmutzte Druckluft sollte eine speziell dafür vorgesehene Messlösung gewählt werden. Kondensat und Ablagerungen können auch thermische Sensorelemente beeinflussen.
Welche Angaben benötigt ICS Schneider für die Auswahl?
Benötigt werden Gasart, minimaler und maximaler Durchfluss, Betriebsdruck, Gastemperatur, Feuchte beziehungsweise Druckluftqualität, Rohranschluss, gewünschte Normbedingungen, Ausgangssignal und Anforderungen an Genauigkeit, Kalibrierung und Datenanbindung.