Messprinzip der Laminar–Durchflussmesser

Bei der Durchflussmessung ist prinzipiell zu unterscheiden zwischen Massendurchfluss qm [kg/s] und Volumendurchfluss qv [m³/s]. Beide Größen sind über die Dichte r des Mediums verbunden, qm = r×qv. Die Laminar-Durchflussmesser benutzen den Druckverlust Dp in einer laminaren Rohr- oder Spaltströmung als Maß für den Volumendurchfluss qv. Dieses Prinzip ermöglicht auch die Messung des Durchflusses in beide Richtungen.

Da die dynamische Viskosität h der Gase nicht vom Druck abhängt, ist mit den Laminar Durchflussmessern eine vom Betriebsdruck unabhängige Volumendurchflussmessung möglich. Voraussetzung hierfür sind: Aufrechterhaltung der laminaren Durchströmung, d.h. eine obere Druck-, bzw. Durchsatzgrenze darf nicht überschritten werden. Die untere Grenze der Empfindlichkeit wird jedoch nur durch die Genauigkeit des verwendeten Druckmessgerätes bestimmt.

Bei der Auslegung von Laminar-Durchflussmessern ist zwischen dem Anlaufbereich der Strömung und dem Bereich des ausgebildeten Laminarprofils zu unterscheiden. Eine lineare Gerätefunktion kann nur erreicht werden, wenn die Einlauflänge vor der Messstrecke hinreichend lang ist. Bei der Entwicklung der Laminar-Durchflussmesser wurde daher streng darauf geachtet, alle störenden strömungsmechanischen Einflüsse zu vermeiden ( z.B. Anlaufeffekte, Transition).

Um die Verschmutzungsgefahr zu minimieren wird ein zylindrischer Ringspalt mit Spalthöhen von 0,5 bzw. 1 mm benutzt. Laminar-Durchflussmesser besitzen keine bewegten Teile und sind deshalb nicht störanfällig. Die Laminar-Durchflussmesser werden individuell kalibriert, wobei im Messbereich zwischen 1% - 100% die Abweichung von der Linearität unter 1% bezogen auf den Messwert liegt. Jeder Laminar-Durchflussmesser besitzt einen Kalibrierfaktor, der z.B. für Luft bei der Normtemperatur von 20°C ermittelt wird. Beim Einsatz für andere Gase oder andere Temperaturen ist ein Umrechnungsfaktor für die unterschiedliche dynamische Viskosität zu benutzen.