Grundfos Vortex Durchflusssensoren für Solaranwendungen MEMS ...

Grundfos Vortex Durchflusssensoren für SolaranwendungenAls Marktführer auf dem Gebiet der Pumpentechnik ist Grundfos bekannt - dass man sichaber seit vielen Jahren mit der Entwicklung und Herstellung von Sensoren für die MessgrößenDurchfluss, Druck, Differenzdruck und Temperatur beschäftigt wird vielen neu sein.MEMS als Basis des SensorchipsGrundfos Direct Sensors steht für Sensoren, die ohne zusätzlichen Aufbau einen direktenKontakt des Mediums mit dem MEMS-Sensorchip zulassen. Dies ermöglicht eineSpezialbeschichtung auf dem Siliziumsensorchip - „Silicoat®“. Selbst bei aggressivenMedien ist ein Einsatz des Sensorchips über lange Zeit gewährleistet.Piezodrucksensor bildet die Grundlage für alle SensorvariantenFür die Druck-, Differenzdruck- und Durchflusssensoren bilden Piezoresistoren in einerWheatstone Messbrücke die Grundlage des Messsystems. Der weiterhin auf dem Sensorchipintegrierte Temperatursensor wird zur Kompensation des Messsignals benötigt, der erfassteTemperaturwert wird aber ebenfalls am Ausgang des Sensors als Messsignal zur Verfügunggestellt. Der direkte Kontakt mit dem Medium ermöglicht eine Ansprechgeschwindigkeit vonkleiner 1 Sekunde für die Durchflusserfassung und kleiner 0,5 Sekunden für die Temperaturerfassungbei einem Einsatzbereich von 0°C bis 100°C.Vortex DurchflusssensorTheodore von Karman erforschte 1912 die Strömungsverhältnisse, die hinter einem durchflüssige oder gasförmige Medien angeströmten Körper entstehen. Dabei entdeckte er einPhänomen, dass seither als Karmansche Wirbelstrasse oder Vortexstreet benannt wird. DieWirbelstrasse besteht aus zwei Reihen von Wirbeln mit entgegengesetztem Drehsinn, die sichabwechselnd links und rechts am Körper ablösen. Bei steigender Strömungsgeschwindigkeiterhöht sich die Frequenz der Verwirbelungen, damit ist die Frequenz der daraus entstehendenDruckpulsationen ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit.Bild 1: Funktionsprinzip Grundfos Vortex DurchflusssensorDer Grundfos Vortex Durchflusssensor besteht aus Messstrecke, Sensorelement und einemdreieckförmigen Verwirbelungselement, an dem sich beidseitig die Wirbel ablösen (Bild 1).Der Sensor erfasst die feinen Druckpulsationen, die sich aus den Verwirbelungen ergeben undformt diese in ein elektrisches Messsignal um. Die Frequenz der Druckpulsationen ist einMaß für die Strömungsgeschwindigkeit und ergibt mit dem definierten Querschnitt derMessstrecke ein durchflussproportionales Messsignal.SensoraufbauDer konstruktive Aufbau des Sensors ermöglicht ein hervorragendes Preis-Leistungsverhältnisund ist somit für den Einsatz in OEM-Anwendungen mit hohen Stückzahlen

geeignet. Ein Druckverlust von nur ca. 100 mbar (bei 50% des Durchflussmessbereichs) wirddurch das Messsystem mit dem integrierten Verwirbelungselement erzeugt. Die verarbeitetenWerkstoffe haben Zulassungen für den Einsatz im Bereich Trinkwasser, können aber auch inallen anderen Anwendungen mit Wasser, Wasser-Glykol-Gemischen, Sole und selbst beiaggressiven Medien wie entsalztem Wasser eingesetzt werden.Einsatzmöglichkeit in der SolartechnikDie Grundfos Vortex-Sensoren der Baureihe VFS „QT“ (Bild 2) bieten für den Einsatz inSolarkreisläufen die Möglichkeit neben der Durchflussmenge auch die Temperatur imMessbereich 0-100°C zu erfassen. Die aufgenommenen Messwerte können sowohl zurSystemoptimierung als auch zur Ermittlung der Wärmemenge dienen. Die VFS-QT-Sensorensind für „low-flow-Anwendungen“ in den Messbereichen 1-12 l/min und 2-40 l/min lieferbarund können sowohl in Wasser-Glykol-Kreisläufen als auch in Trinkwasser-Anwendungeneingesetzt werden.Das Durchfluss-Programm wird durch weitere Vortex-Sensoren in den Messbereichen 5-100,10-200 und 20-400 l/min, ebenfalls kombiniert mit einer Temperaturmessung im Messbereich0-100°C, in unterschiedlichen Nennweiten abgerundet. Diese Sensoren sind in Kunststoffaufgebaut und können ebenfalls in Trinkwasser- und Solaranwendungen eingesetzt werden.Bild 2: Grundfos Vortex Durchflusssensor Baureihe VFS QTDie Besonderheiten der Sensoren auf einen Blick>>> keine bewegten Teile im Medium>>> keine Abnutzung und kein Verschleiß des Messsystems>>> kein mit der Einsatzdauer ansteigender Messfehler>>> „2 in 1 Sensor“ - Durchfluss und Temperatur in einem Sensor>>> Einsatzmöglichkeit in der Wärmemengenzählung>>> Silicoat® Sensorbeschichtung ermöglicht den Einsatz bei aggressiven Medien>>> Einsatzmöglichkeit in Wasser-, Solar- und Solekreisläufen>>> hervorragendes Preis-Leistungsverhältnis>>> geringer DruckverlustWeitere Informationen unter:Email: directsensors@grundfos.com Telefon: +49 (0)211/92969-3520 und -3521