Signallinearisierung einer Messturbine

Bestimmung des K-faktors zur Signallinearisierung

Die Genauigkeit einer Messturbine wird insbesondere im unteren Messbereich wesentlich durch ihren K-Faktor bestimmt. Dieser verändert sich in Abhängigkeit von der Frequenz der Messturbine. Um diese Abweichung zu kompensieren empfehlen wir eine elektronische Auswerteinheit, die das Signal der Messturbine linearisiert.

linearisierung turbine

Bestimmung des K-Faktors einer Messturbine

Zunächst durchströmt das Medium die Turbine und setzt den Rotor in Bewegung. Mit Hilfe des Abgriffs wird die Rotordrehzahl bestimmt und als alternierendes Spannungssignal ausgegeben, dessen Frequenz bestimmt wird. Für Turbinendurchflussmesser ergibt sich der nebenstehend dargestellte Zusammenhang zwischen dem gemessenen Durchfluss und der Anzahl der Pulse, die vom Abgriff pro Volumeneinheit Durchsatz registriert werden (K-Faktor). Der K-Faktor ist charakteristisch für jede Messturbine. Er wird im Rahmen des Kalibriervorgangs bestimmt.

Um über den gewünschten Messbereich eine optimale Messgenauigkeit zu erreichen ist eine möglichst exakte Bestimmung des K-Faktors der Messturbine nötig. Daher werden im Rahmen der Erstkalibrierung und jeder Folgekalibrierung 10 Wertepaare über den gesamten Messbereich ermittelt. Sie dienen der elektronischen Auswerteeinheit als Datenquelle für die Berechnung der Kurve des K-Faktors.

Die Bestimmung der K-Faktors und anschließende Linearisierung findet Verwendung bei Messanwendungen mit relativ konstanter Viskosität.

Ermittlung der UVC – Kurve zur Kompensation der Viskositätsabhängigkeit

Die Turbine ist aufgrund ihres Messprinzips ein viskositätsabhängiger Sensor. Da die Viskosität eines Mediums von der Temperatur abhängig ist und insbesondere im mobilen Fahrversuch breite Temperaturspannen von typisch -40 bis + 125°C auftreten, muss die Veränderung der Viskosität mit Temperatur je nach Medium gegebenenfalls kompensiert werden.

Um diese Kompensation vornehmen zu können, wird zunächst ermittelt, wie sich der Viskositäts-Temperaturverlauf des verwendeten Medium darstellt. Daraus erstellen wir für Sie eine Empfehlung für die Kalibrierung der Messturbine. Eine solche Kalibrierung lautet zum Beispiel jeweils 10 Punkte bei 12 und 60 mm2/s.

Die bei der Kalibrierung aufgenommenen Werte werden nun in eine grafische Darstellung gebracht. Die Form dieser Darstellung hat sich als günstig erwiesen um eine Kurve zu generieren, die für alle Viskositätswerte und Frequenzwerte der Turbine gleichsam gültig ist. Der Rechtswert entspricht dabei Frequenz in Hz pro Viskosität in mm2/s, die Hochwertachse entspricht Pulse pro Liter.

Diese Kurve wird anschließend optimiert beziehungsweise geglättet und in eine Elektronik mit Möglichkeit zur Temperaturkompensation hinterlegt. Diese Elektronik erfasst neben den Messwerten des Turbinenabgriffs auch die Messwerte eines PT100. Mit Hilfe dieser Daten und der hinterlegten Kurve wird die Viskositätsabweichung herausgerechnet.

messturbine lv320