Was sind die Gründe für schlechte Messergebnisse bei Ultraschall-Durchflussmessern?

1. Der Einfluss der Länge des geraden Rohrabschnitts stromaufwärts und stromabwärts auf die Messgenauigkeit von Ultraschall-Durchflussmessern. Der Kalibrierkoeffizient K ist eine Funktion der Reynolds-Zahl. Bei einem Übergang von laminarer zu turbulenter Strömung ändert sich der Kalibrierkoeffizient K stark, was zu einer Verringerung der Messgenauigkeit führt. Gemäß den Anwendungsanforderungen sollte der Ultraschall-Durchflussmesser-Wandler im stromaufwärts gelegenen geraden Rohrabschnitt 10D und im stromabwärts gelegenen geraden Rohrabschnitt 5D lang installiert werden. Bei Vorhandensein von Pumpen, Ventilen oder anderen Anlagenteilen stromaufwärts ist ein möglichst großer Abstand zu Turbulenzen, Vibrationen, Wärmequellen, Geräuschquellen und Strahlungsquellen zu beachten. Befinden sich Pumpen, Ventile oder andere Anlagenteile stromaufwärts des Installationsortes des Ultraschall-Durchflussmesser-Wandlers, muss der gerade Rohrabschnitt mehr als 30D lang sein. Die Länge des geraden Rohrabschnitts ist daher der Hauptfaktor für die Gewährleistung der Messgenauigkeit.

2. Einfluss der Rohrleitungsparameter auf die Messgenauigkeit von Ultraschall-Durchflussmessern. Die Genauigkeit der Rohrleitungsparametereinstellung ist eng mit der Messgenauigkeit verknüpft. Weichen die Einstellungen für Material und Größe der Rohrleitung von den tatsächlichen Gegebenheiten ab, entsteht eine Abweichung zwischen der theoretischen und der tatsächlichen Querschnittsfläche des Durchflusses, was zu ungenauen Messergebnissen führt. Darüber hinaus ergibt sich der Abstand zwischen den Schallwandlern des Ultraschall-Durchflussmessers aus der komplexen Berechnung verschiedener Parameter wie Fluid (Schallgeschwindigkeit, dynamische Viskosität), Rohrleitung (Material und Größe) und der Installationsmethode des Wandlers. Abweichungen im Installationsabstand des Wandlers können ebenfalls große Messfehler verursachen. Besonders die Einstellung und der Installationsabstand der inneren Rohrleitungsverformung haben einen maßgeblichen Einfluss auf die Messgenauigkeit. Laut den vorliegenden Daten verursacht ein Längenfehler der Rohrleitung von ±1 % einen Durchflussfehler von ca. ±3 %. Ein Fehler im Installationsabstand von ±1 mm hingegen reduziert den Durchflussfehler auf ±1 %. Es zeigt sich, dass nur bei korrekter Einstellung der Rohrleitungsparameter der Ultraschall-Durchflussmesser genau installiert und der Einfluss der Rohrleitungsparameter auf die Messgenauigkeit reduziert werden kann.

3. Der Einfluss der Einbauposition des Ultraschall-Durchflussmessers auf die Messgenauigkeit. Es gibt zwei Einbauarten: Reflexions- und Direktmontage. Bei Direktmontage ist die Schallgeschwindigkeit geringer, wodurch die Signalstärke erhöht werden kann.

4. Einfluss des Koppelmittels auf die Messgenauigkeit. Um einen vollständigen Kontakt mit der Rohrleitung zu gewährleisten, muss beim Einbau des Messumformers eine gleichmäßige Schicht Koppelmittel auf die Rohrleitungsoberfläche aufgetragen werden (übliche Dicke: 2–3 mm). Luftblasen und Granulate im Koppler werden entfernt, damit die Messfläche des Messumformers fest an der Rohrwand anliegt. Durchflussmesser für zirkulierendes Wasser werden meist in Brunnen installiert, wo eine feuchte und mitunter überflutete Umgebung herrscht. Bei Verwendung eines herkömmlichen Koppelmittels tritt dieses nach kurzer Zeit auf und beeinträchtigt die Messgenauigkeit. Daher muss ein spezieller, wasserdichter Koppler ausgewählt und innerhalb der angegebenen Nutzungsdauer (in der Regel 18 Monate) verwendet werden. Um die Messgenauigkeit zu gewährleisten, sollte der Messumformer alle 18 Monate neu installiert und der Koppler ausgetauscht werden.