In der Praxis der Differenzdrucküberwachung fällt auf, dass der Ausgang eines Differenzdrucktransmitters manchmal in ein 4–20-mA-Signal mit der Quadratwurzel umgewandelt werden muss. Solche Anwendungen finden sich häufig in industriellen Durchflussmesssystemen, die das Differenzdruckprinzip nutzen, einem der beliebtesten Verfahren zur Durchflussüberwachung. Nach einer kurzen Betrachtung der DP-Durchflussmessung können wir die Rolle des Differenzdrucktransmitters bei der Unterstützung des Durchflussmesserbetriebs verstehen.
Durchflussmesser spielen eine wichtige Rolle bei der Überwachung der Flüssigkeitsrate in komplexen industriellen Rohrleitungsnetzen, indem sie zeitnahe und präzise Durchflussmessungen liefern, die zu einem effektiven Materialmanagement und zur Betriebssicherheit beitragen. Der Differenzdruckansatz ist eine der wichtigsten Durchflussmesstechnologien, zu der auch verschiedene Durchflussmesser gehören. Sie unterscheiden sich in ihrer Struktur, haben aber ähnliche Betriebsziele: die Schaffung eines Druckspalts für die Durchflussberechnung, der auf dem Grundprinzip vonBernoulli-Gleichung: Die Gesamtenergie, bestehend aus kinetischer und potenzieller Energie im Flüssigkeitsstrom, bleibt unabhängig von den Bedingungen konstant. Daher ist das Hauptelement dieser DP-Durchflussmesser im Wesentlichen eine Drosselvorrichtung (Blende, Venturirohr, Pitotrohr, V-Kegel usw.), die eine Strömungsbeschleunigung im lokalen Abschnitt erzeugt, was zu einem Abfall des hydrostatischen Drucks der Flüssigkeit führt.
Hier kommt der Differenzdrucktransmitter ins Spiel. Die Primärelemente sind rein mechanische Geräte, die im Prozess physikalisch einen Druckunterschied erzeugen, aber keines von ihnen ist in der Lage, den Wert und das Ausgangssignal direkt zu messen. Sie benötigen daher einen Assistenten, der den Differenzdruck zwischen Vor- und Nachlauf erfasst und ihn schließlich in ein Ausgangssignal des Durchflussmesswerts umwandelt – eine ideale Aufgabe für einen Differenzdrucktransmitter.
Nachdem die Differenzdruckmessung etabliert ist, stellt sich die Frage, wie Differenzdruck und Volumenstrom zusammenhängen. Basierend auf der Bernoulli-Gleichung und der Kontinuitätsgleichung besteht eine nichtlineare Beziehung zwischen dem erzeugten Differenzdruck (ΔP) und dem tatsächlichen Flüssigkeitsdurchfluss (Q):
Q=K√ΔP
Wobei K einen zählerspezifischen Koeffizienten darstellt, der durch Faktoren wie den Typ des Primärelements und verschiedene andere Faktoren (Fluiddichte, Rohrgröße usw.) bestimmt wird. Das Rohsignal des Transmitters (4–20 mA) ist nicht linear zur Durchflussrate und kann deren Trend nicht korrekt darstellen. Das Problem kann durch Integration der Quadratwurzel (SRE) gelöst werden, die das native ΔP quadriert, wodurch das Signal letztendlich proportional zur Durchflussrate wird.
Wenn der Transmitter die SRE nicht intern ausführen kann, muss die Berechnung von einem externen Durchflussrechner oder Steuerungssystem übernommen werden, was die Komplexität erhöhen und zu potenziellen Fehlerquellen bei der Signalführung führen kann. Moderne Differenzdrucktransmitter verfügen daher in der Regel über eine integrierte Signal-SRE-Funktion in der analogen Schaltung und können 4–20 mA (Quadratwurzel) ausgeben. Darüber hinaus können Differenzdrucktransmitter eine Niedrigdurchflussabschaltung implementieren, um Sensordrift zu minimieren, die bei niedrigem Durchfluss überproportional stark auftreten kann. Diese Softwarefunktion erzwingt den Ausgang auf 4 mA (0 % Durchfluss), wenn der berechnete Durchfluss unter einen definierten Schwellenwert fällt, um fehlerhafte Signale und falsche Durchflussakkumulationen zu vermeiden.
Differenzdruck-Durchflussmesssysteme gehören zu den bewährtesten und beliebtesten Durchflussregelungstechnologien. Sie bieten zwar herausragende Vorteile, weisen aber aufgrund ihrer Struktur und ihres Prinzips auch Einschränkungen auf:
+ Standardisiertes Design, bewährte Technologie
+ Robuste und langlebige Konstruktion, keine beweglichen Teile
+ Verbesserte Genauigkeit und Stabilität
- Permanenter Druckverlust
- Enges Turndown-Verhältnis
- Empfindlich gegenüber Änderungen der Flüssigkeitsdichte und anderen Faktoren
Die Auswahl des richtigen Durchflussmessers ist entscheidend für die Effizienz und Genauigkeit der Durchflussmessung. Durch die umfassende Berücksichtigung der Betriebsfaktoren können Anwender fundierte Entscheidungen treffen, die den spezifischen Anforderungen entsprechen.Shanghai Wangyuanbeschäftigt sich seit über 20 Jahren mit der Herstellung und Wartung von Mess- und Regelgeräten, darunter Durchflussmesser, Differenzdrucktransmitter und andere Armaturen zur Durchflussmessung. Bei Fragen oder Wünschen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.
Veröffentlichungszeit: 25. August 2025