Schwebekörper-Durchflussmesser – Durchflussmessung für Flüssigkeiten und Gase

Was sind Durchflussmesser nach dem Schwebekörper-Prinzip?

Schwebekörper-Durchflussmesser nach dem Schwebekörperprinzip werden seit über 100 Jahren erfolgreich in der Industrie eingesetzt.
Sie gelten als kostengünstige, robuste und zuverlässige Lösung zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen in Rohrleitungen.
Dank ihrer einfachen Funktionsweise und hohen Betriebssicherheit sind Schwebekörper-Durchflussmesser auch heute noch in vielen industriellen Anwendungen unverzichtbar.

Funktionsweise

Klassische Schwebekörper-Durchflussmesser bestehen aus einem konischen Messrohr aus Glas oder transparentem Kunststoff.
Im Inneren befindet sich ein frei beweglicher Schwebekörper, der je nach Durchflussmenge im Rohr aufsteigt.
Die aktuelle Durchflussmenge kann direkt und präzise an einer Skala abgelesen werden.

Metallrohr-Schwebekörperdurchflussmesser für anspruchsvolle Anwendungen

Für hohe Betriebsdrücke, hohe Temperaturen oder undurchsichtige Medien kommen Schwebekörper-Durchflussmesser mit konischem Metallmessrohr zum Einsatz.
Hier wird die Position des Schwebekörpers berührungslos über ein Magnetkupplungssystem auf eine Anzeigeeinheit übertragen.
Optional lassen sich diese Geräte mit elektrischen Transmittern ausstatten, beispielsweise für:

• 0(4)-20 mA / 0-10 V Ausgang
• HART
• PROFIBUS
• andere industrielle Bussysteme

So ist eine Fernübertragung der Messwerte problemlos möglich.

Überwachung und Zusatzfunktionen

Zur Überwachung von Durchflussgrenzen können Schwebekörper-Durchflussmesser mit Reed-Kontakten oder Induktivkontakten ausgestattet werden.
Diese ermöglichen eine einfache Grenzwertüberwachung und Integration in bestehende Automatisierungssysteme.

Vorteile

Die Durchflussmessung mit Schwebekörper-Durchflussmesser ist ein bewährtes Messprinzip und bietet zahlreiche Vorteile.

• einfache Installation
• keine externe Stromversorgung erforderlich
• robuste und langlebige Bauweise
• nahezu wartungsfreier Betrieb
• hohe Betriebssicherheit
• hohe Messgenauigkeit und gute Wiederholbarkeit
• preiswert (besonders Geräte aus Kunststoff)

Diese Eigenschaften machen sie zu einem beliebten Durchflussmessgerät in der Chemie, Verfahrenstechnik, Wasser- und Abwassertechnik sowie vielen weiteren Industriezweigen.

Nachteile

• Messung ist abhängig von Dichte, Viskosität, Druck, Temperatur,
  dh. die Geräte müssen für ein Fluid kalibriert werden. Eine Umrechnung für andere Fluide ist möglich.
• Standard Geräte müssen senkrecht mit Durchfluss von unten nach oben montiert werden.
• Geringe Messbereichsspanne (ca. 1:10)
• Nicht für Fluide mit Schmutz oder Feststoffanteil
• Bei transparentem Messrohr nicht für undurchsichtige Fluide geeignet.
• Nur für kleiner Rohrnennweiten (bis ca. DN 150) geeignet

Zukunftssichere Durchflussmesstechnik

Auch wenn im Zuge von Automatisierung und Digitalisierung elektronische Durchflussmessgeräte zunehmend an Bedeutung gewinnen, bleibt der Schwebekörper-Durchflussmesser aufgrund seiner Einfachheit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit ein fester Bestandteil der industriellen Messtechnik – heute und in Zukunft.

Geschichte

Die Geschichte des Schwebekörper-Durchflussmessers geht zurück auf das 18. Jahrhundert, als der Schweizer Mathematiker Daniel Bernoulli die Gesetze der Strömungsmechanik entdeckte.
Diese Gesetze beschreiben, wie Flüssigkeiten und Gase durch Rohre fließen und wie der Druck in einer Strömung verteilt ist.
Bernoulli erkannte, dass die Geschwindigkeit und der Druck einer Flüssigkeit oder eines Gases in einer Rohrleitung proportional zueinander sind.
Erstmals erwähnt wurde die Messung des Durchflusses in einem konischen Rohr mit Schwebekörper, durch den Amerikaner Edmund A. Chameroy, der seine Erfindung 1868 zu einem Patent anmeldete.
In den folgenden 15 Jahren erfolgten weitere Patenanmeldung in England und Deutschland für Bauarten mit konstruktiven Verbesserungen.
Eine entscheidende Entdeckung machte 1908 Karl Küppers (1874–1933) in Aachen.
Beim Bau von Schwebekörpern zur Überwachung von Brennergasen stellte er fest, dass ein rotierender Schwebekörper die Messgenauigkeit und die Zuverlässigkeit der Messung wesentlich verbessert. Diese Entdeckung meldete er im gleichen Jahr beim Reichspatentamt zum Patent mit der Nummer DE21225C (https://patents.google.com/patent/DE215225C/de) an.
Die Rotation des Schwebekörpers wurde durch schräge Kerben am Schwebekörperkopf realisiert.
Felix Meyer erkannte die Bedeutung dieser Erfindung und gründete in Aachen die Deutsche Rotawerke GmbH. Er optimierte die Schwebekörperform, produzierte und vermarktete die Geräte als Rotameter® industriell.
Die Firma zog 1944 nach Wehr in Baden und produziert dort noch heute unter dem Namen Rota-Yokogawa, als Tochterunternehmen der japanischen Firma Yokogawa, Schwebekörper und andere Durchflussmessgeräte.
Rotameter® ist ein geschützter Begriff der Firma Rota-Yokogawa.
Inzwischen werden Schwebekörper Durchflussmesser weltweit von vielen Unternehmen in den verschiedensten Ausführungen produziert und vermarktet.
Geschätztes Marktvolumen weltweit, mehrere hunderttausend Stück pro Jahr.