Installation eines Durchflussmessers

Abbildung 1: Ein SAW-Durchflussmesser (links) und ein Flügelrad-Durchflussmesser (rechts).

Eine korrekte Installation des Durchflussmessers gewährleistet präzise Durchflussmessungen, was in zahlreichen industriellen Anwendungen von grundlegender Bedeutung ist. Dieser Artikel ist ein umfassender Leitfaden zur Installation von Durchflussmessern und konzentriert sich auf die wichtigsten Aspekte und bewährten Verfahren, die eine optimale Leistung und genaue Messwerte sicherstellen. Er behandelt verschiedene Typen von Durchflussmessern (z. B. Ultraschall-, elektromagnetische und Flügelrad-Durchflussmesser).

Inhaltsverzeichnis

• Überlegungen vor der Installation
• Installationsablauf
• Überlegungen nach der Installation
• Installationsbesonderheiten der einzelnen Durchflussmessertypen
• Häufig gestellte Fragen

Überlegungen vor der Installation

Dieser Abschnitt behandelt allgemeine Installationsrichtlinien für viele verschiedene Typen von Durchflussmessern. Bestimmte Durchflussmesser bestimmter Marken können Installationsanforderungen haben, die hier nicht behandelt werden. Lesen Sie vor der Installation immer die Installationsanleitung des jeweiligen Messgeräts sorgfältig durch.

• Rohrbedingungen: Der Durchflussmesser sollte in einem Rohrabschnitt installiert werden, der immer vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist. Vermeiden Sie die Installation an Hochpunkten des Rohrleitungssystems, um Lufteinschlüsse zu verhindern.
• Einbauort: Wählen Sie einen Ort, an dem der Durchflussmesser keinen extremen Temperaturen oder Vibrationen ausgesetzt ist. Achten Sie auf eine gute Zugänglichkeit für Wartung und Ablesung.
• Bei elektromagnetischen Durchflussmessern sind zudem Orte mit magnetischen Störungen zu vermeiden.
• Anforderungen an gerade Rohrstrecken: Um Strömungsstörungen zu vermeiden, installieren Sie den Durchflussmesser in einer geraden Rohrstrecke mit einer Mindestlänge an geradem Rohr vor und hinter dem Messgerät, entsprechend den Empfehlungen des Herstellers. Als Faustregel gilt ein Mindestabstand vom 3-fachen Rohrdurchmesser (3 x DN) stromaufwärts und vom 2-fachen Rohrdurchmesser (2 x DN) stromabwärts zu allen störenden Elementen.

Abbildung 2 zeigt die Strömung durch einen Rohrbogen. Der Bogen erzeugt ein stark asymmetrisches Geschwindigkeitsprofil (Abbildung 2, Markierung A), das durch gerade Rohrstrecken (Abbildung 2, Markierung B) korrigiert werden sollte, bevor das Fluid den Durchflussmesser erreicht. Der Durchflussmesser sollte dort installiert werden, wo das Geschwindigkeitsprofil symmetrisch ist (Abbildung 2, Markierung D).

Abbildung 2: Die Auswirkung eines Rohrbogens auf die Strömung: stark asymmetrisches Geschwindigkeitsprofil (A), gerade Rohrstrecke (B), leicht asymmetrisches Geschwindigkeitsprofil (C) und symmetrisches Geschwindigkeitsprofil (D).

• Strömungsgleichrichter: Strömungsgleichrichter werden eingesetzt, wenn ausreichend lange gerade Rohrstrecken nicht realisierbar sind. Strömungsgleichrichter sind Vorrichtungen, die parallel zur Strömungsrichtung im Rohr angeordnet werden (Abbildung 3). Sie bestehen aus Röhren oder Leitblechen, die die Fluidmoleküle auf geradere Bahnen lenken und so die Strömung stabilisieren, bevor sie den Durchflussmesser erreicht.

Abbildung 3: Wirkung von Strömungsgleichrichtern: asymmetrisches Geschwindigkeitsprofil (A) und symmetrisches Geschwindigkeitsprofil (B).

• Chemische Verträglichkeit: Stellen Sie sicher, dass die Materialien des Durchflussmessers mit dem zu messenden Fluid verträglich sind, um Korrosion oder Zersetzung zu vermeiden. Mehr dazu erfahren Sie in unserem Artikel über die chemische Beständigkeit von Materialien.

Installationsablauf

1. Vorbereitung: Schalten Sie das Rohrleitungssystem ab und sperren Sie es ab. Entleeren und reinigen Sie den Abschnitt, in dem der Durchflussmesser installiert werden soll.
2. Prüfung: Prüfen Sie den Durchflussmesser vor der Installation auf Schäden, die beim Versand oder bei der Handhabung entstanden sein könnten.
3. Umgebung des Einbauorts: Stellen Sie sicher, dass der Einbauort keiner direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist und die Umgebungstemperatur innerhalb des vom Hersteller empfohlenen Bereichs liegt.
   1. Wasserschutz: Wenn das Messgerät die Schutzart IP65 hat, installieren Sie es nicht unter Wasser. Bei Schutzart IP67 darf das Messgerät nicht tiefer als 1 Meter unter Wasser installiert werden. Bei Schutzart IP68 darf das Messgerät nicht tiefer als 5 Meter unter Wasser installiert werden.
4. Positionierung: Stellen Sie sicher, dass der Durchflussmesser in der richtigen Ausrichtung zur Strömungsrichtung installiert wird, die in der Regel durch einen Pfeil auf dem Gehäuse des Messgeräts angegeben ist.
   1. Horizontal: Luftblasen sammeln sich in der Regel am höchsten Punkt. Wenn der Wasserdruck nicht sehr hoch ist und sich das Rohr nicht schnell füllt, ist es am besten, das Messgerät am tiefsten Punkt des Rohrs zu installieren (Abbildung 4).
   2. Vertikal: Bei vertikaler Installation des Durchflussmessers sollte die Strömung nach oben durch das Messgerät verlaufen und nicht nach unten. Eine aufwärts gerichtete Strömung ist stabiler als eine abwärts gerichtete, sodass das Messgerät genauere Messwerte liefert (Abbildung 5).

Abbildung 4: Bei der horizontalen Installation eines Durchflussmessers ist darauf zu achten, dass das Messgerät an einem Tiefpunkt (A) und nicht an einem Hochpunkt (B) installiert wird. So wird verhindert, dass Luftblasen die Messwerte des Geräts beeinträchtigen.

Abbildung 5: Bei der vertikalen Installation eines Durchflussmessers ist darauf zu achten, dass die Strömungsrichtung nach oben durch den Durchflussmesser verläuft und nicht nach unten. Dies sorgt für eine gleichmäßigere Strömung und genauere Messwerte.

5. Montage
   1. Geflanscht: Montieren Sie den Durchflussmesser zwischen den Flanschen und achten Sie dabei auf eine korrekte Ausrichtung zur Rohrleitung. Verwenden Sie Dichtungen zwischen dem Messgerät und den Flanschen, um Leckagen zu vermeiden.
   2. Mit Gewinde: Stellen Sie sicher, dass die Gewinde des Durchflussmessers derselben Norm entsprechen wie das Rohrgewinde (z. B. NP und BSP)
   3. Schmierung:Schmieren Sie die O-Ringe mit einem nicht auf Erdöl basierenden Schmiermittel, um ein leichtes Einsetzen und eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten.
   4. Clamp-on: Befestigen Sie den Durchflussmesser mit Clamp-on-Halterungen am Rohr und achten Sie auf einen festen Sitz, ohne zu stark anzuziehen. Stellen Sie sicher, dass das Messgerät waagerecht ausgerichtet ist und die Sensoren in direktem Kontakt mit der Rohroberfläche stehen, damit die Messwerte genau sind. Verwenden Sie bei Bedarf ein geeignetes Koppelgel, um die akustische Kopplung zwischen Sensor und Rohr zu verbessern.
6. Reduzierstücke: Wenn ein Reduzierstück erforderlich ist, stellen Sie sicher, dass der Innenwinkel 7,5° nicht überschreitet. Um die Mindestlänge zu bestimmen, die erforderlich ist, um den Winkel unter 7,5° zu halten, verwenden Sie die folgende Formel:

   L = (D – d) x 7,63

   L steht für die erforderliche Mindestlänge, D für den größeren Durchmesser und d für den kleineren Durchmesser des Reduzierstücks. Durch die Berechnung dieser Länge kann der Anwender sicherstellen, dass der Innenwinkel des Reduzierstücks innerhalb der empfohlenen Grenze bleibt, wodurch Strömungsstörungen minimiert und genaue Messungen gewährleistet werden.

   Beispiel: Wird ein Durchflusssensor der Größe DN 50 stromabwärts eines 90-mm-Rohrs montiert, muss das Reduzierstück eine Mindestlänge von 305 mm haben, damit der Innenwinkel unter 7,5° bleibt.

7. Anschluss: Ziehen Sie die Flanschschrauben über Kreuz an, um einen gleichmäßigen Anpressdruck zu gewährleisten und Schäden am Durchflussmesser zu vermeiden.
8. Elektrische Verbindungen: Schließen Sie die Stromversorgung und die Ausgangssignalkabel gemäß dem vom Hersteller bereitgestellten Anschlussbild an. Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen fest und wasserdicht sind. Messgeräte können Impuls-, Spannungs- oder Stromausgänge bereitstellen, die sich häufig über einen USB-Anschluss mit einem PC verbinden lassen.
9. Erdung: Verbinden Sie das Erdungskabel des Durchflussmessers mit dem Erdungssystem der Anlage, um elektrische Störungen zu vermeiden und genaue Messwerte sicherzustellen.

Abbildung 6: Steckverbinder eines elektromagnetischen Durchflussmessers

Überlegungen nach der Installation

• Überprüfung: Prüfen Sie die Anschlussstellen auf Leckagen und stellen Sie sicher, dass der Durchflussmesser keinen mechanischen Spannungen durch die Rohrleitung ausgesetzt ist.
• Kalibrierung: Führen Sie eine Nullpunkt-Kalibrierung zuerst bei leerem und anschließend bei vollem Rohr gemäß den Anweisungen des Herstellers durch. Lesen Sie unsere Artikel zur Kalibrierung von elektromagnetischen Durchflussmessern und zur Kalibrierung von Flügelrad-Durchflussmessern, um mehr über diese speziellen Durchflussmessertypen zu erfahren.
• Systemprüfungen: Schalten Sie das System ein und überprüfen Sie, ob der Durchflussmesser ordnungsgemäß arbeitet. Prüfen Sie die Messwerte der Durchflussrate und vergleichen Sie sie mit den erwarteten Werten.
• Dokumentation: Halten Sie die Installationsdetails fest, einschließlich Datum, Einbauort und aller Kalibrierdaten, für spätere Referenz und Wartung.
• Position des Transmitters: Der Transmitter des Durchflussmessers, der die Durchflussdaten überträgt, sollte in geeigneter Position zum Rohr angebracht werden, um eine effiziente und zuverlässige Kommunikation zu gewährleisten.

Installationsbesonderheiten der einzelnen Durchflussmessertypen

• Elektromagnetische Durchflussmesser:
  • Für die Installation eines elektromagnetischen Durchflussmessers ist ein leitfähiges Fluid erforderlich, damit er ordnungsgemäß funktioniert.
  • Muss in einem vollständig mit Flüssigkeit gefüllten Rohrabschnitt installiert werden (nicht geeignet für Gase oder Dampf).
  • Bei nicht leitfähigen Rohren können Erdungsringe erforderlich sein.
• Flügelrad-Durchflussmesser:
  • Das Flügelrad sollte dort installiert werden, wo die Strömung laminar ist und nicht durch Turbulenzen beeinflusst wird.
  • Die Ausrichtung kann entscheidend sein; einige Modelle erfordern eine horizontale Installation, während andere vertikal eingebaut werden können.
• SAW-Durchflussmesser (Surface Acoustic Wave, akustische Oberflächenwelle):
  • Nicht-invasive Installation mit außen am Rohr montierten Sensoren.
  • Erfordern ein bestimmtes Rohrmaterial und eine bestimmte Wandstärke, um eine einwandfreie Signalübertragung zu gewährleisten. Mehr dazu erfahren Sie in unserem Artikel über den Bürkert 8098 Durchflussmesser.
  • Keine Strömungskonditionierung erforderlich, der Einbaubereich sollte jedoch frei von starken Vibrationen und extremen Temperaturen sein.
• Coriolis-Durchflussmesser:
  • Bei der Installation eines Coriolis-Durchflussmessers muss das Messgerät so eingebaut werden, dass sich in den Messrohren keine Luft- oder Gaseinschlüsse ansammeln können.

Abbildung 7: Elektromagnetische Durchflussmesser, die für die Installation vorbereitet werden.

Häufig gestellte Fragen

Was ist bei der Installation eines Flügelrad-Durchflussmessers zu beachten?

Achten Sie auf eine ausreichende Rohrlänge, die richtige Ausrichtung, eine sichere Befestigung und die Kalibrierung gemäß den Anweisungen des Herstellers.

Was wird für die Installation eines Flügelrad-Durchflussmessers benötigt?

Erforderlich sind Werkzeuge, ein geeigneter Rohrabschnitt, Befestigungsmaterial und Kalibrierausrüstung.

Kann ein Flügelrad-Durchflussmesser vertikal installiert werden?

Ja, achten Sie jedoch auf eine aufwärts gerichtete Strömung, um Sedimentablagerungen zu vermeiden.

Wie wähle ich die richtige Größe des Durchflussmessers für meine Anwendung?

Berücksichtigen Sie bei der Wahl der richtigen Größe des Durchflussmessers Faktoren wie die Durchflussrate, den Rohrdurchmesser, die Fluideigenschaften und die Genauigkeitsanforderungen Ihrer Anwendung.

Kann ich einen Durchflussmesser in eine bestehende Rohrleitung einbauen, ohne den Durchfluss zu unterbrechen?

In manchen Fällen ist dies mit Techniken wie dem Anbohren unter Druck (Hot Tapping) oder mit Clamp-on-Durchflussmessern möglich. Es ist jedoch unerlässlich, einen Fachmann zu konsultieren und die spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung zu berücksichtigen.

Wie installiert man einen magnetischen Durchflussmesser?

Installieren Sie einen magnetischen Durchflussmesser in einer geraden Rohrstrecke mit geeigneten Umgebungsbedingungen. Befolgen Sie die spezifischen Anweisungen und Empfehlungen des Herstellers.

Welche Einbaulage hat ein magnetischer Durchflussmesser?

Ein magnetischer Durchflussmesser kann horizontal oder vertikal installiert werden. Bei vertikaler Installation ist darauf zu achten, dass das Medium nach oben durch das Messgerät strömt und nicht nach unten.