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Präzise Durchflusssensoren für Ihre Anwendung

Durchflussmesser ermitteln den Massen- oder Volumendurchfluss eines Gases oder einer Flüssigkeit – also die Menge eines Mediums, die in einem bestimmten Zeitraum durch einen Querschnitt strömt. Moderne Durchflussmessgeräte erfüllen dabei komplexe Anforderungen: Sie sind messgenau, einfach in verschiedene Steuerungs- und Überwachungssysteme integrierbar und entsprechen allen branchenspezifischen Normen.

Bürkert bietet Ihnen ein breites Portfolio mechanischer und elektronischer Durchflussmesser – basierend auf verschiedenen Funktionsprinzipien – beispielsweise magnetisch induktive Durchflussmesser (MID) oder Surface Acoustic Waves (SAW). Ob einfache mechanische Verfahren oder komplexe Multiparameter-Messungen – bei uns erhalten Sie maßgeschneiderte Lösungen für Ihre Anwendungen, vom einzelnen Tropfen bis zur großen Durchflussmenge. 

Das leisten Durchflussmesser

Ein Durchflussmesser liefert Messwerte, mit denen sich die Menge eines durchströmenden Fluids bestimmen lässt. Solche Fluide können Gase oder Flüssigkeiten mit verschiedenen Eigenschaften sein. Bei Medien mit einer konstanten Dichte – wie zum Beispiel Wasser – empfiehlt sich die Angabe des Volumendurchflusses. Das Durchflussmessgerät misst dann die Menge je Zeiteinheit bei Flüssigkeiten in Litern, bei Gasen in Kubikmetern. 

Verändert sich die Dichte durch äußere Einflüsse wie Druck- oder Temperaturunterschiede, ist es sinnvoller, den Massendurchfluss zu messen. Der Massendurchfluss beschreibt wie viel Masse des Mediums in einer bestimmten Zeit durch das System strömt und wird beispielsweise in Kilogramm pro Sekunde gemessen.

Wie funktionieren Durchflussmesser?

Durchflussmesser erfassen physikalische Eigenschaften eines Mediums und berechnen daraus die Durchflussmenge. 

Aufbau von Durchflussmessern

Moderne Durchflussmesser bestehen aus einem Sensor, der physikalische Werte des strömenden Mediums erfasst und in elektrische Signale umwandelt, sowie einem Transmitter, der diese Informationen verarbeitet. Sie werden in eine Armatur oder ein Fitting integriert, das sie direkt in die Rohrleitung einbindet.  

Funktionsweise und verschiedene Messverfahren

Der Transmitter wandelt die gelieferten Signale – wie zum Beispiel elektrische Spannung – in ein Standardsignal um. Dieses gibt der Durchflussmesser digital oder analog über Schnittstellen aus, je nach Gerätetyp. Durchflussmesser basieren auf verschiedenen Messprinzipien. Manche nutzen magnetisch-induktive Technologie, andere Geräte arbeiten mit akustischen Oberflächenwellen oder als Ultraschall-Durchflussmesser.  

Anwendungsbereiche der Durchflussmesser

Der Durchfluss von Flüssigkeiten, Gasen oder Dampf wird immer dann gemessen, wenn die Menge des strömenden Mediums überwacht oder gesteuert werden muss. In der Wasserwirtschaft etwa misst der Durchflussmesser Wasser in Rohrleitungen, offenen Gerinnen oder Aufbereitungsanlagen und ermittelt so präzise den Verbrauch, die Fördermengen oder die Verluste. 

In vielen Industrieprozessen messen Durchflussmessgeräte vor und nach bestimmten Prozessschritten den Durchfluss der jeweiligen Medien. So lassen sich Ströme in geschlossenen Systemen kontinuierlich überwachen und das korrekte Dosieren, Abfüllen und Mischen von Flüssigkeiten oder Gasen wird sichergestellt. Durchflussmesser spielen eine zentrale Rolle für die Prozesssicherheit, Effizienz und Qualitätssicherung.  

Beispiele gefällig? Hier folgen nur einige der gängigen Aufgaben und Anwendungsbereiche, die Durchflussmesser zur Kontrolle und Steuerung nutzen: 

Typische Aufgaben von Durchflussmessgeräten

  • Überwachen: Statusinformationen liefern, etwa beim Umfüllen von Flüssigkeiten von einem Tank in einen anderen 
  • Regeln: zum Beispiel in Heiz- und Kühlanwendungen bei Wärmetauschern im Brauprozess oder in der Molkerei 
  • Füllen und Dosieren: bei der Abfüllung von Infusionsbeuteln 
  • Mischen: beispielsweise Sirup und Wasser bei der Herstellung von Softdrinks 

Durchflussmesser werden in verschiedenen Industrien wie Pharma und Medizintechnik, Lebensmitteln und Getränke sowie Kosmetik eingesetzt. Auch für die Infrastruktur sind sie von großer Bedeutung, etwa bei der kommunalen Trinkwasseraufbereitung oder der Durchflussmessung in Kläranlagen. 

Den richtigen Durchflussmesser finden? Wir helfen Ihnen dabei!

Welches Verfahren ist für Sie das Richtige? Mit unserem Leitfaden und der Checkliste zur Durchflussmessung von Flüssigkeiten finden Sie es in 4 Schritten heraus. 

 

Unser Portfolio bietet zuverlässige und effiziente Durchflussmessgeräte für nahezu alle Anwendungsbereiche in industriellen Prozessen. Hier eine Übersicht über Vorteile und Anwendungsbereiche verschiedener Messprinzipien. 

FLOWave – Messung mit akustischen Oberflächenwellen (SAW)

SAW-Durchflussmesser arbeiten mit akustischen Oberflächenwellen, die sich entlang einer Oberfläche ausbreiten – ähnlich wie seismische Bewegungen bei einem Erdbeben.  Unser FLOWave ist der erste Durchflusssensor, der sich dieses Messprinzip zu nutze macht, um bei geringem Platzbedarf äußerst präzise zu messen. 

Mehr über FLOWave erfahren

Vorteile von SAW-Durchflussmessgeräten

+ Hygienisch, da berührungslose Messung 
+ Verschleißfrei, denn die Messung erfolgt ohne bewegliche Teile  
+ Weder Druckabfall noch Druckverlust, da der Durchflussmesser keine Verengungen aufweist 
+ Kompakt im Vergleich zu Coriolis-Durchflussmessern, deshalb auch in Maschinen und Anlagen mit begrenztem Platz nutzbar 
+ Robust und störungsfrei auch bei Anlagenvibrationen sowie bei magnetischen oder elektrischen Effekten  
+ Messerfolg ist unabhängig von der elektrischen Leitfähigkeit des Mediums 

Mehrwert durch Multiparameter-Messung: Mit SAW-Durchflussmessern erfassen Sie mehrere Parameter mit einem einzigen Gerät und erkennen dank Sonderfunktionen Gasblasen und feste Teile ebenso wie den Wechsel zwischen Medien. 

Idealer Einsatzbereich für SAW-Durchflussmesser: hygienesensible Branchen

Die SAW-Technologie erlaubt eine berührungslose Messung und eignet sich deshalb speziell für Branchen wie Pharma und Biotech oder Nahrungsmittel und Getränke, wo Reinheit und Hygiene eine entscheidende Rolle spielen. In der Pharmaindustrie werden beispielsweise WFI-Loops zur Herstellung von Wasser für Injektionszwecke (engl. Water For Injection) damit ausgestattet. Diese Loops bieten in einem geschlossenen Rohrsystem eine aufwändige Aufbereitungstechnik für das darin zirkulierende Wasser. FLOWave Durchflussmesser sichern hier ein Höchstmaß an Sterilität. In der Lebensmittelindustrie überwachen Sie mit SAW-Technologie wasserähnliche Flüssigkeiten, beispielsweise CIP-Anwendungen oder andere Reinigungsflüssigkeiten, damit die Hygiene stets sichergestellt ist.

Magnetisch induktiver Durchflussmesser (MID)

Der induktive Durchflussmesser (kurz als MID oder IDM bezeichnet) basiert auf dem Prinzip der Faradayschen Induktion. Fließt eine leitfähige Flüssigkeit durch ein Magnetfeld, wird eine Spannung entlang zweier Elektroden erzeugt, die im rechten Winkel zur Fließrichtung stehen. Diese Spannung wird gemessen und in ein Standardsignal umgerechnet. Anhand dessen lässt sich wiederum der Durchflusswert ermitteln. Das Magnetfeld erzeugen die Spulen des Durchflussmessers innerhalb der Rohrleitung selbst.

Zu den Magnetisch Induktiven Durchflussmessern
Electromagnetic Flow Measurement Principle

Bürkert bietet zwei Optionen, die sich für verschiedene Rohrdurchmesser eignen: 

  1. Die Inline-Variante („Full Bore“) eignet sich für Rohre mit geringem Durchmesser, das Magnetfeld erstreckt sich hier über den vollständigen Rohrquerschnitt. 
  2. Die Insertion-Variante kann in großen Rohren eingesetzt werden, denn hier wird nur in einem Teilbereich des Mediums ein Magnetfeld erzeugt. Die dort ermittelten Werte werden anschließend auf den gesamten Rohrdurchmesser hochgerechnet. 

Vorteile der Durchflussmesser mit magnetisch-induktiver Technik

+ Langlebig und wartungsarm, da keine beweglichen Teile im Messrohr vorhanden sind 
+ Kostengünstig und nachträglich einbaubar (Insertion) 
+ Hohe Messstabilität und wenig empfindlich gegenüber den Einlassbedingungen (Inline) 

Typischer Einsatzbereich der MID-Durchflussmessgeräte: leitfähige Flüssigkeiten

Durchflussmesser mit magnetisch-induktiver Messweise lassen sich in vielen Bereichen der Industrie und Infrastruktur nutzen: von der Wasserwirtschaft bis zur chemisch-pharmazeutischen Industrie und der Lebensmittelherstellung. Voraussetzung für genaue Messergebnisse ist allerdings eine Mindestleitfähigkeit der zu messenden Medien von 5 μS/cm – also 5 Mikrosiemens pro Zentimeter – und eine gewisse Konstanz in der Leitfähigkeit. Da Teile des Durchflussmessers mit dem Medium in Kontakt kommen, ist die Wahl eines verträglichen Materials zu berücksichtigen. 

Flügelrad Durchflussmesser

Das Flügelrad zählt zu den mechanischen Durchflussmessern. Ein Flügelrad innerhalb einer Rohrleitung dreht sich durch die Fließbewegung der Flüssigkeit. Ein Sensorelement erfasst dabei die Drehzahl des Flügelrads optisch oder magnetisch und übermittelt ein entsprechendes Frequenzsignal an den Transmitter. Daraus errechnet dieser die Durchflussmenge anhand eines spezifischen, von der Rohrnennweite abhängigen Umrechnungsfaktors. Das Ergebnis gibt der Durchflussmesser digital oder analog aus. 

Zu den Flügelrad Durchflussmessern
Paddle Wheel Flow Measurement Principle

Je nach Bauform ist das Flügelrad in das „Fitting“ integriert, also das Verbindungsstück zwischen Rohrleitungen (Inline), oder wird bei Bedarf in einem Bestandteil des Transmitters untergebracht und kann so auch nachträglich in bereits vorhandene Rohrleitungen eingebaut werden (Insertion). 

Vorteile des Flügelrad Durchflussmessers

+ Vergleichsweise klein und leicht und so auch für kompakte Anlagen und Maschinen verwendbar 
+ Geringer Energieverbrauch 
+ Kostengünstige Technologie 
+ Leitfähigkeit des Mediums ist keine Voraussetzung für Messgenauigkeit  

Wichtig: Verschiedene Faktoren können bei diesem mechanischen Durchflussmesser die Messgenauigkeit beeinträchtigen. So ist zum Beispiel eine gewisse Mindestmenge an Durchfluss erforderlich, damit das Flügelrad in Bewegung gesetzt wird. Da sie bewegliche Teile enthalten, sind Flügelrad-Durchflussmesser nicht wartungs- und verschleißfrei. Beim Einbau in das Rohrsystem sind zudem Ein- und Auslaufstrecken zu berücksichtigen.  

Typischer Einsatzbereich: Wasser Durchflussmesser

Das Gerät eignet sich vor allem für feststoffarme, niedrigviskose und höchstens schwach aggressive Medien. Daher wird es häufig als Durchflussmesser für Wasser verwendet, sowohl in der Wasseraufbereitung oder zum Bewässern als auch zum Kühlen von Maschinen in industriellen Prozessen. 

Ovalrad Durchflussmesser

Der Ovalrad Durchflussmesser misst den Volumenstrom von Flüssigkeiten, indem zwei miteinander verzahnte ovale Räder je Umdrehung ein genau definiertes Volumen des durchströmenden Mediums weitertransportieren. Ein Sensor erfasst die Zahl dieser Umdrehungen und übermittelt entsprechende Impulse an den Transmitter, der daraus die Durchflussmenge errechnet. Den ermittelten Wert gibt der Durchflussmesser digital oder analog aus. 

Zu den Ovalrad Durchflussmessern
Oval Gear Flow measurement Principle

Vorteile des Ovalrad Durchflussmessers

+ Sehr genaue Messungen, unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit  
+ Benötigt keine geraden Ein- und Auslaufstrecken – kompakt einbaubar 
+ Robust und langlebig 

Typischer Einsatzbereich: Idealer Durchflussmesser für viskose Medien

Da dieser mechanische Durchflussmesser auf dem Verdrängungsprinzip basiert, misst er Fett, Öl, Honig, Klebstoff und andere dickflüssige Medien besonders effizient. Die Messergebnisse sind äußerst präzise – wenn die Durchflussmenge und die Viskosität ausreichend sind und Luftblasen vermieden werden. 

Ultraschall Durchflussmesser

Es gibt zwei Methoden, die mit Ultraschallsignalen arbeiten, und jede eignet sich für einen anderen Anwendungsbereich:

  • Laufzeitdifferenzverfahren: Hierbei senden zwei Sensoren Ultraschallsignale mit und gegen die Strömungsrichtung, wobei der Schall mit der Strömung schneller fließt als gegen die Strömung. Aus dieser Laufzeitdifferenz lässt sich die Fließgeschwindigkeit errechnen und unter Berücksichtigung des Rohrdurchmessers schließlich der Volumenstrom.  
  • Doppler-Verfahren: Beim Doppler-Verfahren hingegen wird der Durchfluss anhand der Frequenzänderung berechnet, die Ultraschallwellen erfahren, wenn sie an Partikeln oder Gasblasen im Medium reflektiert werden. 

Häufiger eingesetzt wird das Laufzeitdifferenzverfahren.

Zu den Ultraschall Durchflussmessern
Ultrasonic Flow Measurement Principle

Vorteile der Ultraschall Durchflussmesser

+ Wartungsarme Technik, denn sie kommt ohne bewegliche Teile aus  
+ Geeignet für leitfähige und nicht leitfähige Medien  

Typische Einsatzbereiche für Ultraschall Durchflussmesser

Das Laufzeitdifferenzverfahren eignet sich am besten für reine, homogene Flüssigkeiten und wird zur Bewässerung, zum Brauchwasserdurchfluss oder zum Heizen und Kühlen in der Metallindustrie eingesetzt. Wie präzise das Messergebnis ist, hängt dabei auch von den Flüssigkeitseigenschaften ab. 

Soll der Durchfluss eher verschmutzter, blasen- oder partikelhaltiger Flüssigkeiten gemessen werden, ist die Verwendung des Doppler-Verfahrens sinnvoll, da die Messung anhand eben dieser vorhandenen Schwebstoffe bzw. Blasen erfolgt. 

Thermischer Massendurchflussmesser

Diese Durchflussmesstechnik misst den Massendurchfluss von Gasen anhand von Temperaturdifferenzen. Die Funktionsweise beruht darauf, dass ein beheizter Sensor im Leitungssystem das vorbeiströmende Gas erwärmt. Vor und nach der Heizquelle erfassen Fühler die jeweilige Temperatur des Mediums. Dabei gilt: Je schneller die Strömung, desto mehr Wärme nimmt das Gas auf. Aus der gemessenen Temperaturdifferenz beider Fühler lässt sich der tatsächliche Massendurchfluss errechnen. 

Zu den thermischen Massendurchflussmessern

Vorteile des thermischen Massendurchflussmessers

+ Massendurchfluss ist präzise messbar, unabhängig von Druck- oder Temperaturschwankungen  
+ Sehr schnelle Reaktionszeiten durch geringe Masse der Sensoren  
+ Wartungsarm, da keine beweglichen Teile involviert 
+ Kompakt gebaut, einfacher Gerätetausch bei integriertem Konfigurationsspeicher 

Einsatzbereich für thermische Massendurchflussmesser: Gas in verschiedenen Anwendungen

Die thermisch arbeitenden Durchflussmessgeräte messen reine und gemischte Gase präzise und schnell. Sie sind vielfältig im Einsatz, bei der Prozessgasüberwachung im industriellen Kontext ebenso wie bei der Druckluftverbrauchsanalyse oder in Gasverteilungssystemen (z. B. für Stickstoff, Sauerstoff oder CO₂). Auch in Biotechnologie und Labortechnik oder Abgas- und Umweltmesstechnik sind thermische Massendurchflussmesser dank ihrer kompakten Bauweise in vielen Anwendungen einsetzbar. 

Massendurchflussmesser mit Coriolis-Technologie

Dieser elektronische Durchflussmesser misst nicht das Volumen, sondern den Massendurchfluss eines Mediums – unabhängig von Dichte, Temperatur oder Druckschwankungen. Er nutzt hierfür den Coriolis-Effekt, bei dem zwei gebogene Messrohre in Schwingung versetzt werden. Die Schwingung bleibt so lange symmetrisch, bis das Medium hindurchfließt. Dieses verändert die Schwingbewegung und Sensoren erfassen die Verschiebung der Bewegung. Je mehr Masse durchfließt, desto stärker ausgeprägt ist diese sogenannte „Phasenverschiebung“. 

Zu den Massendurchflussmessern mit Coriolis
Coriolis Flow Measurement Principle

Vorteile der Durchflussmesser mit Coriolis-Technologie

+ Sehr genaue Messung, große Messspanne 
+ Äußerst stabil, auch über lange Zeit keine Nullpunktabgleiche notwendig 
+ Hochbeständige Materialien selbst im Kontakt mit aggressiven Medien 
+ Vielfältiger Anwendungsbereich 

Durchflussmesser mit Coriolis-Technologie reagieren naturgemäß empfindlich auf Vibrationen, ein exakter und spannungsfreier Einbau ist maßgeblich für genaue Messresultate. 

Typische Einsatzbereiche für Massendurchflussmesser mit Coriolis-Technologie: kleine Flüssigkeitsmengen

Sie möchten kleine Flüssigkeitsmengen präzise messen, regeln und noch weitere Werte erfassen, wie etwa die Dichte oder Temperatur des Mediums? Dann ist der Massendurchflussmesser mit Coriolis-Technologie eine gute Option. Genutzt wird er häufig in Anwendungen der Chemie- und Pharmaindustrie, der Batterie- und Halbleiterfertigung, der Lebensmitteltechnik und im Labor – also überall, wo es um die Kontrolle und exakte Dosierung von Kleinmengen geht. 

Was zeichnet Bürkert Durchflussmesser aus?

Für jedes Szenario gibt es den optimalen Durchflussmesser und die Entscheidung für das richtige Modell kann entscheidend für die Präzision und Effizienz Ihrer Prozesse sein. Bei Bürkert finden Sie für nahezu alle Anwendungen eine passgenaue und dabei ganzheitliche Lösung, denn unsere Auswahl verschiedener Messtechnologien bedient hinsichtlich Messgenauigkeit, Aus- und Eingangssignale und Einsatzbereich viele individuelle Anforderungen. 

Unsere Experten beraten Sie gerne bei allen Fragen rund um die Auswahl von Durchflussmessern. Jetzt Kontakt aufnehmen.