Berechnung einer neuen Skala bei Änderung der Betriebsbedingungnen oder des Mediums

Damit ein konisches Rohr mit einem Schwebekörper als Durchflussmessgerät verwendet werden kann, muss das Gerät zunächst kalibriert werden.
Die Kalibrierung erfolgt üblicherweise auf einem Prüfstand durch Vergleichsmessung mit anderen, genaueren Messgeräten; alternativ durch auswiegen oder auslitern der pro Zeiteinheit durchgeflossenen Menge an Fluid.

Die für verschiedene Höhen des Schwebekörperstandes ermittelten Durchflusswerte (Skala) gilt nur für das bei der Kalibrierung verwendete Fluid bei den dabei vorhandenen Betriebsbedingungen.
Sollen die Geräte für andere Fluide (mit andere Dichte und Viskosität) oder andere Betriebsbedingungen (Druck und Temperatur) eingesetzt werden, so muss eine neue Kalibrierung erfolgen.

Die Untersuchungen von G. Ruppel und K.-J. Umpfenbach haben gezeigt, dass es auch möglich ist eine vorhandene Skala auf andere Fluide und/oder Betriebsbedingungen umzurechnen.
Auf dieser Basis haben die verschiedenen Hersteller Berechnungsroutinen ermittelt, die dann in der VDI 3513 Blatt 1 vereinheitlicht wurden.

Beispiel zur Umrechnung einer Skala

Die Berechnungen erfolgen mit Beispielwerten.
Anpassung an ihren Schwebekörper Durchflussmesser.
Alle Werte für den Schwebekörper, Messstoff 1 (alte Skala) und Messstoff 2 (neue Skala) können Sie durch ihre Werte ersetzen und die dazugehörigen Ruppel-Zahlen (Ru) errechnen lassen.
Mit den Ruppel-Zahlen können sie aus ihrem Kennlinienblatt die jeweiligen α-Werte ermitteln.
Nach Eintragen der α-Werte in die Tabelle, werden damit ihre Durchflusswerte [l/h] für die verschiedenen Schwebekörperpositionen errrechnet.
Als Bezug zu den errechneten Durchflusswerte ist das Durchmesserverhältnis (δ) nach DIN aus der Kennlinienkurve vorgesehen.
Sie können als Bezug auch eventuell andere vom Hersteller angegebene Werte für die Höhe des Schwebekörperstandes eintragen.
Bsp.: [mm], [%], [m-Wert], [l/h alte Skala]

Kennlinie oder Tabelle

Hersteller ermitteln durch Versuche für jede Kombination aus Messrohr und Schwebekörper sowie für verschiedene Messstoffe, wie die Ruppel-Zahl (Ru) von der Durchflusskennzahl (α) bei unterschiedlichen Durchmesserverhältnissen (δ) abhängt.
Die Ergebnisse werden in Kennlinienblättern oder Tabellen dokumentiert.
Einige Hersteller liefern diese Kennlinien oder Tabellen direkt mit dem Durchflussmesser aus. Damit können Kunden die für die Berechnung einer neuen Skala notwendigen α-Werte ablesen, passend zur berechneten Ruppel-Zahl und bei verschiedenen Durchmesserverhältnissen (δ).
Der Ringspalt zwischen Schwebekörper und Messkonus ist entscheidend für den Durchfluss:
Je höher der Schwebekörper steigt, desto größer wird der Ringspalt.
Das Durchmesserverhältnis δ wird als dimensionslose Zahl aus dem Höhenstand des Schwebekörpers berechnet und im Kennlinienblatt dargestellt:

d= Durchmesser Innendurchmesser Messkonus [mm]
D= Durchmesser Schwebekörper [mm]

Das Durchmesserverhältnis wird vom Hersteller einer mm-Skala, einer %-Skala oder einer bestehenden Skala zugeordnet. Manche Hersteller verwenden statt des Durchmesserverhältnis, das Öffnungsverhältnis (δ-1) als Maß für den Stand des Schwebekörpers.