Schwebekörper Durchflussmesser

Der Schwebekörper-Durchflussmesser ist eine zuverlässige, preiswert und oft verwendete Methode zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen in industriellen Anwendungen. Sie zeichnen sich durch ihre hohe Messgenauigkeit aus und sind für ein breites Spektrum an Durchflussraten geeignet.
Das Messprinzip basiert auf dem Auftrieb eines Schwebekörpers in einem Rohr, der durch den Durchfluss der Flüssigkeit beeinflusst wird. Der Schwebekörper hat in der Regel eine kugelförmige oder zylindrische Form.

Der Grundaufbau eines Schwebekörper Durchflussmesser besteht aus einem konischen, senkrecht montierten Messrohr in dem sich ein „Schwebekörper“ frei auf und ab bewegen kann. Am Schwebekörper greifen 3 Kräfte an.

• F_G=Die Gewichtskraft des Schwebekörpers.
  Diese ist von der Masse des Schwebekörper abhängig. Um bei gleichen Abmessungen des Schwebekörpers unterschiedliche Masse zu erhalten, werden verschiedenste Materialen, wie z.B. Glas, Metall, Kunststoffe, eingesetzt. Bei der Auswahl des Materials ist natürlich die chemische Beständigkeit gegenüber dem Fluid zu berücksichtigen. Eine weitere Gewichtsreduzierung erhält man durch den Einsatz von hohlen Schwebekörpern.
• F_A= Die Auftriebskraft des Schwebekörpers, die von der Masse des durch den Schwebekörper verdrängten Fluids, also dem Volumen des Schwebekörpers und dem Fluid, abhängig ist.
• F_W= Die Widerstandskraft die abhängig ist vom Durchfluss und dem Ringspalt zwischen Messrohr und Schwebekörper.

Sind die nach oben gerichteten Kräfte (F_W und F_A) und die nach unten gerichtete Kraft (F_G) im Gleichgewicht, dann „schwebt“ der Schwebekörper im Messrohr.

F_W = F_G - F _A

Wird der Durchfluss verändert, dann wird dieses Gleichgewicht verändert und der Schwebekörper hebt oder senkt sich. Es wird somit der Ringspalt zwischen Messrohr und Schwebekörper und damit die Kraft (F_W) verändert. Dies geschieht solange, bis das Gleichgewicht wieder hergestellt ist und der Schwebekörper wieder schwebt. Der Stand des Schwebekörpers ist somit ein direktes Maß für den Durchfluss, der auf einer kalibrierten Skala abgelesen werden kann.
Durch Kombination von Messrohren verschiedener Durchmesser mit Schwebekörper von unterschiedlichem Gewicht und Durchmesser, erhält man eine breite Palette an verschiedenen Messbereichen. Besonders im Laborbereich werden oft auch längere Messrohre mit geringem Steigungswinkel eingesetzt, um somit die Auflösung der Skala und die Messgenauigkeit zu erhöhen.