Durchflussmesser Luft

Gast #2280604
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Hallo,

ich muss bei einer Anwendung einen Luftdurchfluss von ca. 300 l/h durch 
einen Schlauch mit ca. 114mm Durchmesser sicherstellen.
Daz brauche ich einen Durchflussmesser.
Es gibt ja verschiedene Verfahren (Differenzdruck, Ultraschall, 
Schwebekörper, thermische Massendurflussmeser), aber welches eignet 
sich?
Bzw. wo liegen Vor- und Nachteile?
300l/h ist ja nicht viel.

Am liebsten wäre mir ein einstellbarer Sensor, der bei Erreichen oder 
Überschreiten des eingestellten Wertes einen Digitalausgang setzt.

Ich möchte dieses Signal dann als Freigabe benutzen.

Ansonsten muss ich mir selber eine kleine Schaltung zur Auswertung 
aufbauen.

Kennt jemand solche Sensoren?

Gruß
Bernd
Gast #2280766
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selbst  eine feder würde bei diesem langsamen Luftstrom zu Boden 
gehen...

wie wäre es mit einem Luftballon, der 80%  des Rohrquerschnitts abdeckt, 
plus  Ultraschallentfernumgsmesser.

Das Rohr  muss halt  da wo der Luftballon schwebt sich kegelförmig 
erweitern (nach oben hin) um verschiedene Gasmengen messen zu koennen.

Problem: Kalibration des Aufbaus.
Gast #2280906
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Uwe schrieb:
> Ist zuwenig schlimm oder zuviel, oder beides und was ist schlimmer ?

Zuwenig heisst der Ballon sinkt  zu Boden und weg  isser.

Zuviel heisst der Messbereich der Anordnung wird überschritten und der
ballon wird  weggebasen : weg isser  (ggf.  Gitter einbauen).

Der untere Messbereich wird logischerweise definiert durch
unterer Rohrquerschnitt == Ballonquerschnitt.

Der obere Messbereich : schwierig, hängt  aber auch mit dem oberen 
Rohrdurchmesser zusammen.
#2280969
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Bernd,

zum Selbstbasteln ist das nix ;-). Suche im Web 'mal nach "Schwebekörper 
Durchflussmesser", da bekommst Du die beste Übersicht über mögliche 
Geräte. Z.B. hier

http://www.krohne.com/UEbersicht_Durchflussmesstechnik_de.16670.0.html

Mögliche Messgeräte für Deinen Messbereich, auch mit Grenzwertgeber (die 
heissen bei diesen Geräten "Initiator") findest Du in der Typenreihe 
DK46 bis DK800

http://www.krohne-downloadcenter.com/dlc/TD_DK46-800_de_110328_4000171104_R04.pdf

Wichtig für die Auswahl des Gerätes ist der Druck, Temperatur, Staub- 
bzw. Ölbeladung, Taupunkt des Messgases.

Ciao,

mare_crisium
(Firma: Lurch Hobby Tec) #2281091
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Hallo

Messblende wäre schon der richtige Ansatz, wenn der Druckverlust nicht 
stört.
Eine Lochblende ist relativ einfach zu fertigen und als Auswerteeinheit
ein Schrägrohrmanometer. ( empfindlicheres U-Rohr ) Gibt es zur 
Filterüberwachung in der Klimatechnik, dient da aber nur zur Anzeige, 
selten mit Grenzwertschalter.
Gleichfalls Lüftungstechnik einstellbare Druckschalter im Pa Bereich. 
Dann ist auch das Signal möglich. Die beiden Teile werden meist parallel 
verbaut.
Kalibrierung und Genauigkeit eher schwierig und aufwendig. Ein gut - 
schlecht
Entscheid aber möglich, je nach der Nutzung den Grenzwert annähern.

Anderer Ansatz Venturidüse, aber bei dem geringen Durchsatz eher 
problematisch, da wäre eine deutliche Enschnürung notwendig. Vorteil 
kurzzeitige Erhöhung der Fließgeschwindigkeit ohne übermäßigen 
Druckverlust
und die nach einer Blende auftretenden Strömungsstörungen. Bei der 
Blende sind auch die Ein - Auslaufstrecken zu beachten.
Auch möglich Messsonde ( Pitot-Rohr ), mal bei Wikipedia googlx schauen.
Geringe Beeinflussung des Medienstroms, auch als Geschwindigkeitsmessung 
bei Flugzeugen verwendet, aber ein Mindestdiffernzdruck nötig.

Gruss
Murkel
Gast #2281492
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Hallo,

wow so viel Resonanz. Damit habe ich gar nicht gerechnet.
Danke erstmal.

Es scheint ja nicht so einfach wie gedacht zu sein, also hier noch 
weitere Infos.

Es soll eine Mischkammer einer Maschine belüftet werden.
Den Durchfluss habe ich falsch angegeben, die 300 l/h beziehen sich auf 
die Kammer nicht auf den Schlauch. Dabei kommt es nicht so genau. Es war 
einfach die Idee ein Vielfaches des Kammervolumens (ca. 30L) pro Stunde 
auszutauschen.
Also wird vermutlich im Schlauch ein höherer Durchfluss vorhanden sein.
Die Luft soll von einem Lüfter über einen Schlauch in die Kammer 
gedrückt werden. Dabei war die Idee, den Schlauch nach dem Lüfter 
aufzuteilen und die Luft über zwei Schläuche kleineren Querschnitts in 
die Kammer zu leiten.
Auf der anderen Seite sollen zwei Schläuche abgehen, die sich wieder zu 
einem Schlauch des genannten Querschnitts (114mm) vereinigen und zur 
Abluft gehen. In dem zusammengeführten Schlauch soll nun gemessen 
werden.
Hier muss dann wohl mit einem umgerechneten Wert für die 
Luftstromüberwachung gearbeitet werden.

Ob die Abluft auch noch eine Saugwirkung hat, weiß ich momentan nicht.

Dabei ist nur wichtig, dass der gewünschte Luftaustausch gegeben ist und 
überwacht wird. Ein höherer Luftstrom ist im Prinzip kein Problem, da 
der Lüfter vorne ja entsprechend dimensioniert ist, wird das Maximum eh 
begrenzt sein. Eigentlich ist gewünscht den Lüfter ungeregelt zu 
betreiben, also Einschalten und fertig.

Erschwerend kommt aber hinzu, dass die Kammer nicht gedichtet ist, es 
also quasi Leckströme geben kann. Schwerwiegender dürfte aber die 
Rotation des Mischguts in der Kammer sein. Hier wird vermutlich eine 
sich drehende Luftsäule entstehen, gegen die der Luftaustausch ankommen 
muss.

Beim Einschalten findet noch keine Rotation statt, diese soll erst 
gestartet werden wenn der gewünschte Durchfluss vorhanden ist. Dann 
startet die Rotation, die sicherlich die Verhältnisse ändern wird.
Der gewünschte minimale Durchfluss soll aber erhalten bleiben. Im 
Prinzip darf es auch mehr sein, nur nicht weniger. Die Frage ist, wie 
groß ist der Unterschied mit und ohne Rotation. Evtl. muss der gemessene 
Durchfluss zur Freigabe der Rotation höher sein, damit der gewünschte 
Durchfluss ohne Regelung des Lüfters auch bei Rotation in der Kammer 
sichergestellt werden kann. Wenn man auf zwei unterschiedliche 
Durchflussmengen prüfen müsste, wird es mit einem einfachen 
Freigabesignal ohne extra Auswertung vermutlich schwierig.
Ich habe eigentlich nur einen Relaisausgang zum Einschalten des Lüfters 
und einen Digitaleingang zur Freigab übrig. Im zweifelsfall muss ich mir 
den Sensorwert über CAN holen, dann kann ich auch Analogsignale 
auswerten und auf verschiedene Grenzwerte prüfen.

Das ganze soll keine Bastellösung sein. Möglichst ein fertiger Sensor.

Ich hoffe die Anwendung ist jetzt klarer geworden.
Ein Stichwort, dass ich gefunden habe ist Flowswitch.
Vielleicht kann man jetzt aber auch mehr dazu sagen.

Gruß
Bernd
Gast #2281540
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Wenn ich einen Luftaustausch von 300 l/h in der Kammer haben will, muss 
diese Luftmenge ja auch durch den Abluftschlauch. Es ändert sich also 
mit dem kleineren Querschnitt die Strömungsgeschwindigkeit.
Wenn die Strömungsgeschwindigkeit zu klein für die gängigen Sensoren 
ist, könnte der Querschnitt des Abluftschlauchs auch verkleinert werden, 
um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Aber die Frage ist ja, ob ein "passiver" Abluftschlauch überhaupt 
reicht.
Evtl. müsste ich bei der Abluft auch ansaugen, aber dann kann ich ja 
über den Durchfluss nicht mehr sicherstellen, dass die Luft auch aus der 
Kammer kommt und nicht einfach der Schlauch abgefallen ist und der 
Lüfter nur Umgebungsluft ansaugt.
Gast #2282162
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Der Sensor von Conrad sieht interessant aus.
Den könnte man auch erstmal nehmen um sich den Prozess anzusehen.
Umsetzung auf Digitalausgang kann man dann später machen, wenn man weiß, 
dass es funktioniert.
#2283010
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Hallo Bernd,

ich arbeite seit Jahren an Anwendungen für die Messung von Gasströmen
mit kaloriemetrischen Sensoren, allerdings nicht mit fertigen
Messaufbauten, sondern mit den Sensoren an sich.
Ich messe die Strömung in 19mm Röhren und kann Dir sagen,
der Nullpunkt ist die kniffligste Geschichte, weil da 
Konvektionsströmungen
der stehenden Luft schon ins Messergebnis mit ein gehen.
0,1m/s ist schon sehr hart am Limit, 0,00816 m/s gehen im Drift unter.
Die kommerziellen Sensoren, die nach diesem Prinzip arbeiten
(Vögtlin, Sensorion, Honneywell etc.)
haben alle einen Querschnitt im einstelligen Millimeterbereich.
1-5m/s sind problemlos messbar.
In meiner Anwendung arbeite ich mit 16-Bit ADC für den 
Ist-Soll-Vergleich
und für den Heizkreis des Sensors auf 15-Bit-PWM mit 400Hz.
Gast #2283145
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Danke.
Der Sensor von Sensirion geht auch auf einen Querschnitt von 3/8 Inch 
(9,525mm). Da hätte ich dann eine Strömungsgeschwindigkeit von 1,1695 
m/s.
Ist halt die Frage, ob der angedachte Aufbau mit den genannten Störungen 
das überhaupt leisten kann. Vermutlich entweicht dann die Luft durch die 
ganzen Ritzen. Also das bestärkt mich in der Auffassung, dass ein 
Testaufbau her muss.
Gast #2283234
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Ohne jetzt Werbug für den großen blauen F machen zu wollen.
Such doch mal nach "Durchflusssensoren SFE3".
Der misst dir locker die 5 l/min die du angestrebt hast oder auch 
weniger, ist recht fix, hat Analog / Digital Ausgang + Anzeige.
Kostet halt was. Ansonsten Blende mit 2 billigen Drucksensoren und 
rechnen.
#2283331
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Bernd schrieb:
> Arc Net schrieb:
>> Hitzdrahtanemometer bei 0.0001 m/s (z.B. microflowSens)
>> http://www.ist-ag.com/eh/ist-ag/en/home.nsf/conten...
>
> Klingt interessant, aber ich kenne den Preis auch noch nicht.

http://www.delta-r.de/Flow/microflowSens/microflowsens.html

> Hat damit schon mal jemand gearbeitet?
> Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, wie man das reproduzierbar
> einbauen soll.

Es gibt auch ein Eval-Kit...

Fhutdhb Ufzjjuz schrieb:
> Ja, Versuch macht kluch :o)
>
> ich drücke die Daumen. 1m/s geht kaloriemetrisch schon recht gut.

auch deutlich weniger als 1 m/s...
1 m/s sind 3.6 km/h und das ist verdammt viel im Vergleich zu dem, was 
z.B. in Büros an sein sollte:
Luftgeschwindigkeit bei 20 °C - 22 °C <= 0.13 m/s, bei 23 °C <= 0.15 
m/s, bei 24 °C <= 0.16 m/s (in Wohnräumen sollte sie < 0.1 m/s)

1) http://lasi.osha.de/docs/lv16.pdf
bzw. DIN 1946,  DIN EN ISO 7730
Gast #2283425
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MAXI schrieb:
> Such doch mal nach "Durchflusssensoren SFE3".
> Der misst dir locker die 5 l/min die du angestrebt hast oder auch
> weniger, ist recht fix, hat Analog / Digital Ausgang + Anzeige.

Auch interessant. Aber da steht nix von Digitalausgang bzw Anzeige.
Da steht nur Analogausgang 1-5 V
#2283445
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Arc Net schrieb:
> Bernd schrieb:
> http://www.delta-r.de/Flow/microflowSens/microflowsens.html
>
> Es gibt auch ein Eval-Kit...
>
> auch deutlich weniger als 1 m/s...
> 1 m/s sind 3.6 km/h und das ist verdammt viel im Vergleich zu dem, was
> z.B. in Büros an sein sollte:
> Luftgeschwindigkeit bei 20 °C - 22 °C <= 0.13 m/s, bei 23 °C <= 0.15
> m/s, bei 24 °C <= 0.16 m/s (in Wohnräumen sollte sie < 0.1 m/s)
>
> 1) http://lasi.osha.de/docs/lv16.pdf
> bzw. DIN 1946,  DIN EN ISO 7730

ja, weniger geht auch, wird aber immer kniffliger je näher Du Dich an 0 
annäherst ... was das jetzt mit dem Büro zu tun hat versteh ich nicht, 
es ging um die Messung in einem Rohr mit Durchmesser 114mm und 300L/h 
Luft ...
Gast #2283528
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Sieh dir doch mal die Luftmengenmesser aus dem Auto an. Die gehen mit 
Ultraschall und messen dazu noch Temperatur und Luftfeuchte.
Bei meinem Auto wurde er gerade getauscht, aber wie man den auslesen 
kann, weiß ich auch nicht. Er hat zwar nur 50mm Durchmesser, die gibt es 
sicher auch größer.
Als Bsp.:
http://cgi.ebay.de/Luftmassenmesser-LANCIA-Lybra-SW-Modell-839BX-/180697783852?pt=DE_Autoteile&hash=item2a126d5e2c
Gast #2283544
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Also in meinem Auto geht der nicht mit Ultraschall, da ist auch ein 
Hitzedrahtsensor drin. Den habe ich nämlich auch letztens getauscht.
Von der Bauform her interessant, aber die Ansteuerung ist vermutlich 
wohl eher nicht so gut dokumentiert. Ich weiß aber jetzt auch nicht die 
Luftmenge, die da durch geht...

Ich danke euch für die vielen Vorschläge.
Es geht jetzt wohl erst mal eher um die Randbedingungen in der Maschine 
selber und was dann tatsächlich noch im Abluftschlauch ankommt.
Bei einer kleinen Stückzahl ist es am Ende billiger einen fertigen 
Sensor zu kaufen als, da selber groß zu Basteln und dann nur Probleme zu 
haben.
Im Prinzip sind meine Anforderungen ja nicht sehr groß.
Ich brauchte erstmal ein bisschen Input.

Gruß
Bernd
Gast #2283751
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Bernd schrieb:
> Ob die Abluft auch noch eine Saugwirkung hat, weiß ich momentan nicht.

Wie das? Würde, da die "Druckquelle" vor der Kammer ist, nur durch 
dramatische Abkühlung in oder eher hinter der Kammer funktionieren 
(Kamineffekt).

Bernd schrieb:
> Erschwerend kommt aber hinzu, dass die Kammer nicht gedichtet ist, es
> also quasi Leckströme geben kann. Schwerwiegender dürfte aber die
> Rotation des Mischguts in der Kammer sein. Hier wird vermutlich eine
> sich drehende Luftsäule entstehen, gegen die der Luftaustausch ankommen
> muss.

Mit diesen neuen Informationen würde ich sagen: Ohne exakte und 
reproduzierbare Prozeßbeschreibung wirst du das nicht "professionell" 
hinkriegen. Wie genau bist du denn eigentlich auf 30-fachen Luftwechsel 
gekommen? Hört sich ziemlich nach Pi x größtem Daumen an. Auch schon 
nicht gut, da die Prozeßreaktionen ja bekkannt sein müssen, wenn man 
etwas dimensionieren will. Da du ja als einziger hier weißt, welchen 
Einfluß bzw. Folgen deine Luftmischung bzw. Nichtmischung hat (du dir 
aber selber schon Sorgen darüber machst): Welchen Einfluß hat es auf den 
Prozeß, wenn nicht konstante Frischluftmassen auftreten? Und noch 
schlimmer, wenn selbst bei konstanten Frischluftströmen variable Anteile 
der Frischluft z.B. wegen dem Rotationsprozeß gar nicht am Prozeß 
teilnehmen? Dazu noch die vorgenannte, unbekannte Massenbilanz (evtl. 
pfeift hier und da was weg).
Gast #2284399
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Lutz schrieb:
> Bernd schrieb:
>> Ob die Abluft auch noch eine Saugwirkung hat, weiß ich momentan nicht.
>
> Wie das? Würde, da die "Druckquelle" vor der Kammer ist, nur durch
> dramatische Abkühlung in oder eher hinter der Kammer funktionieren
> (Kamineffekt).

Ich meinte den Anschluss an eine Abluftanlage. Da gibt es ja evtl. auch 
irgendwo noch Ventilatoren bzw. Unterdruck...


Lutz schrieb:
> Bernd schrieb:
>> Erschwerend kommt aber hinzu, dass die Kammer nicht gedichtet ist, es
>> also quasi Leckströme geben kann. Schwerwiegender dürfte aber die
>> Rotation des Mischguts in der Kammer sein. Hier wird vermutlich eine
>> sich drehende Luftsäule entstehen, gegen die der Luftaustausch ankommen
>> muss.
>
> Mit diesen neuen Informationen würde ich sagen: Ohne exakte und
> reproduzierbare Prozeßbeschreibung wirst du das nicht "professionell"
> hinkriegen. Wie genau bist du denn eigentlich auf 30-fachen Luftwechsel
> gekommen? Hört sich ziemlich nach Pi x größtem Daumen an. Auch schon
> nicht gut, da die Prozeßreaktionen ja bekkannt sein müssen, wenn man
> etwas dimensionieren will. Da du ja als einziger hier weißt, welchen
> Einfluß bzw. Folgen deine Luftmischung bzw. Nichtmischung hat (du dir
> aber selber schon Sorgen darüber machst): Welchen Einfluß hat es auf den
> Prozeß, wenn nicht konstante Frischluftmassen auftreten? Und noch
> schlimmer, wenn selbst bei konstanten Frischluftströmen variable Anteile
> der Frischluft z.B. wegen dem Rotationsprozeß gar nicht am Prozeß
> teilnehmen? Dazu noch die vorgenannte, unbekannte Massenbilanz (evtl.
> pfeift hier und da was weg).

Die Luft ist keine Prozessgröße des Mischprozesses! Es werden Feststoffe 
gemischt.
Es geht eigentlich mehr um eine Belüftung im Sinne von "keine 
unangenehmen Gerüche" wenn man den Deckel öffnet.
Ein Versagen der Lüftung wäre auch nicht mit dramatischen Folgen 
verbunden, aber es soll eben trotzdem nach Möglichkeit eine Überwachung 
der Belüftung gegeben sein. Der Volumenstrom ist eine Schätzgröße, das 
dürfte für diese Anwendung aber eigentlich kein Problem sein. Wie 
gesagt, es kommt nicht so genau. Nur sollte man eben sehen können, ob 
ein Luftaustausch stattfindet. Wenn das sowieso nicht funktioniert, kann 
man es auch gleich weg lassen. Das Ausprobieren kostet auch Geld, 
deswegen vorher ein bisschen Diskussion, um Ideen und Input zu sammeln.
Einige Probleme sind jetzt klarer geworden. Es hilft trotzdem nur 
ausprobieren.
Gast #2284888
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>Es geht eigentlich mehr um eine Belüftung im Sinne von "keine
>unangenehmen Gerüche" wenn man den Deckel öffnet.
dann wäre es doch besser, wenn du einen Unterdruck erzeugst, wobei der 
Unterdruck so groß ist, dass "keine unangenehmen Gerüche" austreten 
können
MfG
Gast #2286028
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Bernd schrieb:
> Es geht eigentlich mehr um eine Belüftung im Sinne von "keine
> unangenehmen Gerüche" wenn man den Deckel öffnet.

Nun ja, da auch das jetzt bekannt ist: Es ist ja gegen jede Logik, dann 
Überdruck in das System zu bringen. Zumal es auch noch undicht ist. Es 
würde so immer etwas rauskommen.

Also wird einfach nur etwas Abluft/Unterdruck erzeugt. Und wenn das 
Versagen tatsächlich so unwichtig wie beschrieben ist, halte ich eine 
Strömungsüberwachung für absolut überzogen (bei Zuluft hätte sie zudem 
auch kaum Aussagekraft, ega wo gemessen wird). Da kann man einfach eine 
Laufüberwachung des Lüfters nehmen und daraus ableiten, daß die Abluft 
funktioniert. Bei dem "Risiko" wohl absolut ausreichend und zulässig. 
Bei 30 l Kammervolumen würde es hier auch locker ein 12V-Lüfter für 3 
Euro tun, welcher als Vorteil auch schon gleich den Anschluß für die 
Laufüberwachung rausgeführt hat.

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