Aufsteckbares Ultraschall-Wärmemessgerät

Ein Ultraschall-Wärmemessgerät mit Klemmbefestigung dient der Wärmemessung. Es basiert auf dem Prinzip der Laufzeitdifferenz von Ultraschallwellen in einem Fluid. In einem Wärmetauschersystem fließt heißes Wasser (oder ein anderes wärmetransportierendes Fluid) durch ein Rohr. Der Ultraschallwandler wird außerhalb des Rohrs angebracht (daher die Bezeichnung „äußere Klemmbefestigung“). Ein Wandler sendet das Ultraschallsignal aus, der andere empfängt es.
Abhängig von der Strömungsrichtung des Fluids variiert die Laufzeit der Ultraschallwelle stromaufwärts und stromabwärts. Durch Messung dieser Laufzeitdifferenz, kombiniert mit dem Innendurchmesser des Rohrs, der Ultraschallgeschwindigkeit im Fluid und weiteren Parametern, lässt sich der Volumenstrom des Fluids berechnen. Anschließend wird die Wärmemenge mithilfe der Wärmeberechnungsformel berechnet (wobei die Wärmemenge, der Massenstrom, die spezifische Wärmekapazität und die Temperaturdifferenz ist).
Vorteil
Einfache Installation: Da es sich um eine externe Klemmmontage handelt, muss die Rohrleitung nicht durchtrennt werden und es entstehen keine Schäden an der bestehenden Rohrleitung, wenn das Rohrleitungssystem für die Wärmemessung angepasst wird. Beispielsweise kann bei älteren Zentralheizungsanlagen ein externer Ultraschall-Wärmemengenzähler problemlos am Heizungsrohr installiert werden, wenn ein Wärmemengenzähler nachgerüstet werden soll.
Hohe Genauigkeit: Unter optimalen Betriebsbedingungen lässt sich die Laufzeitdifferenz von Ultraschall präzise messen, woraus sich Durchflussrate und Wärmemenge des Fluids exakt berechnen lassen. Die Messgenauigkeit erfüllt die Anforderungen der meisten industriellen und zivilen Wärmemessanwendungen.
Geringe Wartungskosten: Da keine Teile direkt mit dem Medium in Berührung kommen, werden Beschädigungen des Instruments durch Korrosion, Ablagerungen und andere Probleme minimiert. Sollten der externe Messumformer oder andere Teile ausfallen, lassen sie sich relativ einfach austauschen; aufwendige Demontagearbeiten an der Rohrleitung oder ähnliches entfallen.
Mangel
Hohe Anforderungen an die Rohrleitung: Material und Oberflächenbeschaffenheit beeinflussen die Ausbreitung von Ultraschallwellen. Beispielsweise führt eine zu dicke Rohrwand oder eine unebene Oberfläche mit starkem Rostbefall zu einer erheblichen Dämpfung des Ultraschallsignals und beeinträchtigt die Messgenauigkeit.
Die Kalibrierung ist komplex: Ihre Messgenauigkeit wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie z. B. der Art des Fluids (Dichte, Viskosität usw.), der Maßgenauigkeit des Rohrs usw. Daher müssen bei der Kalibrierung mehr Faktoren berücksichtigt werden, und der Kalibrierungsprozess ist relativ komplex und erfordert professionelle Ausrüstung und technisches Personal.
Anwendungsszenario
Zentralheizungssystem: In städtischen Zentralheizungsanlagen wird der Wärmeverbrauch jedes einzelnen Haushalts gemessen, um eine angemessene Abrechnung der Heizkosten zu ermöglichen. Durch die Installation eines externen Ultraschall-Wärmemengenzählers mit Clip-Funktion lässt sich der tatsächliche Wärmeverbrauch jedes Nutzers präzise erfassen, wodurch Energieeinsparungen und Emissionsreduzierungen des Heizsystems gefördert werden können.
Industrielle Wärmeaustauschprozesse: In der chemischen, pharmazeutischen und anderen Industriezweigen gibt es eine Vielzahl von Wärmeaustauschprozessen. Extern angebrachte Ultraschall-Wärmemessgeräte können zur Überwachung des Wärmeaustauschs von Wärmeaustauschanlagen eingesetzt werden, um den Produktionsprozess zu optimieren und die Energieeffizienz zu verbessern. Beispielsweise können im Wärmekreislauf eines chemischen Reaktors die Wärmezufuhr und -abgabe in Echtzeit überwacht werden, um Daten für die Steuerung des Reaktionsprozesses bereitzustellen.