Um das Ganze nicht unnötig zu verkomplizieren und weil die Zeit/Fluss- Kennlinie der Messstrecke nicht bekannt (es könnte ein begrenztes Wachstum der Flussrate innerhalb des Pulses vorliegen mit Verzögerungszeit aber wer weiss das schon, ich sitz da nicht vor) ist. Bau eine Drossel ein, welche die Druck-Fluss- Schwankungen des Magnetventil- Ausgangs ausnivelliert (eine Rohrwickel aus dünnem Edelstahlrohr) und dahinter schließt du den Schlauch (da ist es dann auch egal was für ein Schlauch das ist) mit dem Flowmeter an. Und wenn sich dann noch immer die von dir beschriebenen Effekte einstellen wird es wohl am Schaltventil liegen.
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Wer kennt sich mit thermischen Durchflusssensoren/Durchflussmessung aus? Ich möchte den (mittleren) Luftfluss durch einen Schlauch messen. Der Fluss entsteht, indem ein Schaltventil den Ausgang einer Luftdruckquelle (2bar) mit dem Schlauch abwechselnd verbindet und wieder trennt. Das andere Ende des Schlauch ist offen, dort herrscht also atmospherischer Druck. Die Schaltfrequenz des Ventil liegt irgendwo zwischen ca. 1 Hz und 130 Hz, sagen wir 70 Hz. Meine Frage: Kann ein thermischer Durchflussmesser einen solchen pulsierenden Luftfluss überhaupt zuverlässig messen? Lässt es das Messprinzip zu? Oder muss die Luftströmung einigermaßen stationär sein? Und wie wirken sich Turbulenzen auf die Messung aus?
Ich gehe so vor, dass ich pro Sekunde 20 Messwerte erfasse und dann über eine Messdauer von 3s daraus den Mittelwert bilde.
Wie lang und wie dick ist der Schlauch und welche Messwerte erfasst du bisher?
Hallo, schon jetzt vielen Dank für die Beschäftigung mit der Sache!
Der Schlauch an dem Ventilausgang ist ca. 1m lang und hat einen Innendurchmesser von ca. 1,5 cm. Er besteht aus einem weichen Kunststoff (niedrige Shorehärte) und hat eine Wandstärke von etwa 2mm.
Messwerte… Dazu muss ich sagen, dass der Aufbau etwas komplizierter ist als oben von mir beschrieben. Tatsächlich habe ich ein kleines pneumatisches System aufgebaut; an der Ausgangsseite des Ventils ändert das aber nichts. Dort ist der Schlauch mit eingebautem Flowmeter. Eingangsseitig ist eben ein Schlauchsystem vorhanden, das von der Druckquelle gespeist wird. Die bisherigen Werte zeigen folgenden Verlauf: Der Fluss steigt zunächst mit zunehmender Schaltfrequenz. Er erreicht irgendwo zwischen 60 und 80 Hz ein Maximum und fällt dann wieder mit weiter zunehmender Frequenz. Das Maximum liegt bei ca. 60 Normlitern/min. Genaue Werte habe ich gerade nicht zur Hand. Plausibel finde ich die Werte nicht und vermute eine Fehlmessung. Nur dass ich deren Ursache nicht verstehe…
Das ist mir immer noch unklar. Hast du den Sensor des Flowmeters in den Schlauch eingebaut oder befindet sich das Flowmeter mit Sensor am Ende des Schlauchs? Wenn das Flowmeter eine Abtastrate von 20 Messungen pro Sekunde hat könntest du mal versuchen, die Zeitkonstante der Anordnung aufzuzeichnen in dem du das Ventil relativ langsam schaltest z.b. mit 1 Hz.
Nebenbei: Ein weicher Kunststoffschlauch dürfte eher ungeeignet sein.
Das Flowmeter ist am Ende des Schlauchs. Klar, die Zeitkonstante könnte ich näherungsweise ermitteln. Aber was würde das bringen? Inwiefern hängt die Gültigkeit der Flussmessung davon ab?
Ich gehe natürlich davon aus, dass der pulsierende Fluss an der Messstelle einen begrenzten Anstieg hat. Je höher die Schaltfrequenz und je länger der Schlauch, desto stärker wird der zeitliche Verlauf des Flusses an der Messstelle von der Rechteckform abweichen; die Pulsation nimmt ab. Man kann die Pulsation auch ausnivellieren, indem man einen Pufferbehälter vor dem Flowmeter in die Leitung einbaut. Am Ausgang des Puffers sollte dann ein geglätteter, bei ausreichender Puffergröße näherungsweise konstanter Fluss vorliegen, dessen Messung kein Problem ist. Wie die von dir vorgeschlagene Drossel ist das eine praktische Lösung des konkreten Problems. Allerdings ist ja meine Frage, ob oder in welchen Grenzen ein thermischer Masseflussmesser einen pulsierenden Fluss korrekt messen kann. Ich dachte dabei so an Werte strömungstechnischer Kennzahlen, die einen Gültigkeitsbereich festlegen. Und wie wirken sich Verwirbelungen aus? Damit bin ich noch nicht weiter.
Sei’s drum. Besten Dank trotzdem.
Wenn du –wie selbst geschrieben- eine Abtastrate von 20 Hz
hast, sollte ein pulsierender Fluss auch innerhalb gewisser Grenzen messbar sein. Genaues kann man nur v. Ort festellen. (Messungen mit und ohne Drossel usw. ) Bevor ich dir antwortete habe ich mir sogar diverse Gerätebeschreibungen durchgelesen um zu verifizieren, dass solche Abtastraten realisierbar sind.
Sie sind es.