Bei der Montage eines Strömungssensors gilt es einiges zu beachten: Ganz gleich, ob es sich um ein Kompaktgerät mit fest verbundener Elektronik oder um einen abgesetzten Fühler mit separater Auswerteeinheit handelt.
In diesem Beitrag erläutern wir, worauf es bei der Montage eines Strömungsfühlers ankommt, um optimale Messergebnisse zu erzielen. Im Fokus stehen dabei kalorimetrische Strömungssensoren zur Überwachung und Messung von Gasströmungen.
Platzierung des Strömungssensors im Luftkanal
Für ein genaues Messergebnis sollte eine laminare Strömung angestrebt werden. Dies bedeutet, dass die Luft gleichmäßig und ohne Verwirbelungen am Sensor vorbeiströmen sollte. Quellen für Turbulenzen wie Biegungen, Ventilatoren, Lüftungsklappen oder Verengungen sollten daher vermieden werden. Diese Elemente können die Strömung stören und so die Messergebnisse verfälschen. In neuen Anlagen lassen sich solche Störquellen leicht vermeiden, indem der Sensor an einem geraden Abschnitt des Kanals installiert wird. Bei bestehenden Anlagen sollte im Bedarfsfall überlegt werden, ob eine Umplatzierung des Sensors sinnvoll ist.
Die optimale Eintauchtiefe eines Strömungsfühlers
Ein Strömungssensor sollte immer in der Rohr- bzw. Kanalmitte installiert werden. Durch diese zentrale Platzierung wird die zuvor erwähnte laminare Strömung gemessen. Entscheidend ist dabei die korrekte Platzierung der Sensorspitze. Im Zweifelsfall ist es ratsam, einen etwas längeren Sensor zu wählen. Das hintere Ende des Sensors darf problemlos aus dem Rohr oder Kanal herausragen, solange die Sensorspitze ihren korrekten Platz erreicht. Indem sie einen etwas längeren Sensor wählen, haben Sie etwas Spielraum zur Ausrichtung des Sensors, sollte die Strömung aufgrund einer Biegung, einer Klappe oder eines anderen Hindernisses im Rohr einmal nicht idealtypisch in der Rohrmitte verlaufen.
Einbaulage des Sensors: Stehende oder hängende Einbaulage?
Der Sensor funktioniert grundsätzlich Einbaulage-unabhängig. Dennoch gilt es bei der Einbaulage einiges zu beachten.
Sollte es in Ihrer Anwendung zur Bildung von Wasserdampf kommen, empfiehlt sich eine aufrechte Positionierung des Sensors mit der Sensorspitze nach oben gerichtet. Sollte sich Wasserdampf bilden, so kann dieser am Sensor langsam herunterlaufen. Der Sensor nimmt hiervon keinen Schaden. Bei einer hängenden Montage mit der Sensorspitze nach unten kann es zum Abtropfen des Wasserdampfes kommen. Diese schnelle Temperaturänderung kann vom Sensor fälschlicherweise als Strömung interpretiert werden.
Darüber hinaus spielt es eine Rolle, ob der Sensor in einem waagerechten oder senkrechten Rohrabschnitt installiert wird. Hintergrund ist hierbei die Thermik, also das Aufsteigen warmer Luftmassen. Wenn der Sensor in einem senkrechten Rohrabschnitt installiert wird, kann es zum Auftrieb von Luft kommen, die vom Sensor entsprechend registriert wird. Dies spielt insbesondere in Anwendungen, bei denen kleine Luftströmungen überwacht bzw. gemessen werden sollen sowie in Anwendungen, in denen erwärmte Luft zirkuliert. Wenn möglich, sollten Sie den Sensor daher immer in waagerechten Rohrabschnitten installieren oder den Schaltpunkt so einstellen, dass kleine durch Thermik entstehende Strömung nicht zum Auslösen des Wächters führen.
Die Bedeutung von Einlaufstrecken und Auslaufstrecken
Für jeden Strömungssensor werden spezifische Einlaufstrecken und Auslaufstrecken angegeben, die eingehalten werden sollten, um optimale Messergebnisse zu erzielen. Die Einlaufstrecke bezieht sich auf den geraden Abschnitt des Kanals vor dem Sensor, während die Auslaufstrecke den Abschnitt hinter dem Sensor beschreibt. Typischerweise liegt die Länge der Einlaufstrecke zwischen 5 und 10 Rohrdurchmessern, während die Auslaufstrecke meist zwischen 3 und 5 Rohrdurchmessern beträgt. Diese Abstände gewährleisten, dass die Strömung des Mediums ausreichend stabilisiert ist, bevor es den Sensor erreicht bzw. verlassen hat.
Abweichungen von den idealen Einbauvorgaben: Was tun, wenn Einlaufstrecken und Auslaufstrecken nicht eingehalten werden können?
In vielen Projekten lassen sich die idealen Einlauf- und Auslaufstrecken nicht einhalten. Dies betrifft vor allem Bestandsanlagen oder komplexe mechanische Systeme.
Die Kernfrage hierbei ist, welche Messaufgabe erfüllt werden soll. Bei einfachen Schaltpunktüberwachungen – etwa um sicherzustellen, dass eine Mindestluftmenge in einen Raum zugeführt wird oder ein Lüfter in einer Abluftanlage funktioniert – kann oft mit kürzeren Strecken gearbeitet werden. Die Messgenauigkeit ist in diesem Fall weniger kritisch. Handelt es sich jedoch um die exakte Messung der Luftgeschwindigkeit oder des Volumenstroms, sollten möglichst alle Herstellerangaben beachtet werden, da die Genauigkeit hier von Bedeutung ist.
Moderne Volumenstrommessgeräte wie der RLSW®9 bieten zudem die Möglichkeit, einen Kalibrierfaktor zu hinterlegen. Sollte es aufgrund der Einbaulage zu einer Abweichung des Messergebnisses kommen, kann dieser Effekt mit diesem Effekt mit dem Kalibrierfaktor entgegengewirkt werden, um Messungenauigkeiten zu vermeiden.
Strömungsmessung direkt am Ventilator - ist das möglich?
In einigen Anwendungen stehen für die Überwachung von Strömungen keine Rohre oder Kanäle zur Verfügung. Typische Anwendungen sind hier Gefahrstoffcontainer, Kühlcontainer, Batteriespeicher oder Pumpstationen. Wenngleich die Messbedingungen nicht ideal sind, ist die reine Überwachung, ob ein Ventilator ordnungsgemäß läuft problemlos möglich.
Weitere Informationen zu häufigen Fehlern bei der Strömungsüberwachung finden Sie übrigens auch in unserem Whitepaper: Die 6 häufigsten Fehler der Strömungsüberwachung und wie man sie vermeidet.
Montageoptionen: Einschraubadapter, Montageflansch oder direktes Einschrauben
Für die Montage eines Strömungssensors stehen unterschiedliche Optionen zur Verfügung. Vom direkten Einschrauben des Sensors mittels Gewinde, über die Verwendung eines Einschraubadapters bis zur Nutzung eines Montageflansches
Einschraubadapter
Einschraubadapter funktionieren wie eine Kabelverschraubung. Einmal im Luftkanal montiert, lässt sich der Strömungssensor einfach Einspannen und mit dem Schraubgewinde fest positionieren. Auf diese Weise können Sie die Eintauchtiefe des Sensors unkompliziert anpassen und den Sensor einfach inspizieren und warten. Es gibt unterschiedliche Arten von Einschraubadaptern, darunter Standardvarianten, ATEX-zertifizierte Ausführungen für explosionsgefährdete Bereiche und spezielle Adapter für Umgebungen mit hohen Temperaturen bis zu 600°C.
Die Installation dieser Adapter ist relativ einfach und erfordert keine umfangreichen Modifikationen am Luftkanal. Beachten Sie allerdings, dass Sie für die Montage des Adapters Zugang zur Innenseite des Luftkanals benötigen. In Bestandsanlagen kann dies nicht immer gegeben sein.
Montageflansch
Ein Montageflansch bietet eine stabile und sichere Befestigung, insbesondere bei größeren Rohrdurchmessern. Verschiedene Flanschgrößen und -formen ermöglichen eine optimale Anpassung an die spezifischen Bedingungen des Luftkanals. Diese Art der Befestigung bietet zudem eine hohe Stabilität und kann in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Für Luftkanäle und große Rohre empfiehlt sich ein starrer Montageflansch, wohingegen kleine Rohre ein flexibler Flansch, der sich an die Biegung des Rohres anschmiegt.
Direktes Einschrauben
Das direkte Einschrauben des Sensors ist eine kosteneffiziente Methode, die sich besonders für OEM-Anwendungen eignet. Diese Methode vereinfacht zudem die Wartung des Sensors, da keine zusätzlichen Befestigungselemente vorhanden sind. Direktverschraubungen sind besonders in Anwendungen geeignet, bei denen keine hohen mechanischen Belastungen zu erwarten sind. Beachten Sie zudem, dass sich das Sensorkabel flexibel drehen lassen muss. Zudem haben Sie auch keinen Spielraum bei der Positionierung des Sensors: die Eintauchtiefe lässt sich hier nachträglich nicht verändern.
Zusammenfassung
Die genaue Einhaltung der Montagevorgaben für Strömungssensoren gewährleistet präzise Messergebnisse und eine lange Lebensdauer des Sensors. Ob zentrale Positionierung im Rohr, das Vermeiden von Turbulenzen oder die Auswahl der passenden Montageoption – jedes Detail trägt zur optimalen Funktionsweise des Messgeräts bei. Wenn Sie die idealen Ein- und Auslaufstrecken nicht einhalten können, sollten Sie die Messaufgabe genau analysieren und gegebenenfalls Kompromisse eingehen.
Für weitere Informationen oder spezifische Fragen zu unseren Strömungssensoren kontaktieren Sie gerne unser Expertenteam.
