{"id":12103,"date":"2017-11-30T16:05:09","date_gmt":"2017-11-30T15:05:09","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/de\/?p=12103"},"modified":"2022-09-08T09:53:08","modified_gmt":"2022-09-08T07:53:08","slug":"auswirkungen-der-temperaturbedingten-dichteaenderung-auf-die-hydrostatische-fuellstandsmessung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/de\/know-how\/auswirkungen-der-temperaturbedingten-dichteaenderung-auf-die-hydrostatische-fuellstandsmessung\/","title":{"rendered":"Auswirkungen der temperaturbedingten Dichte\u00e4nderung auf die hydrostatische F\u00fcllstandsmessung"},"content":{"rendered":"

Hydrostatische Drucksensoren gewinnen durch ihre einfache Anwendung und schnelle Inbetriebnahme weiterhin an Popularit\u00e4t in der kontinuierlichen F\u00fcllstandsmessung. Aber \u201eW<\/span>as versteht man unter dem hydrostatischen Druck?\u201c, \u201eWie funktioniert die hydrostatische F\u00fcllstandsmessung?\u201c und \u201eWie kann man mit diesem Messprinzip den F\u00fcllstand zuverl\u00e4ssig messen?\u201c<\/em><\/strong><\/h2>\n

\nWas versteht man unter der hydrostatischen F\u00fcllstandsmessung und welche Auswirkung hat die temperaturbedingte Dichte\u00e4nderung darauf?<\/h2>\n

Hydrostatische Drucksensoren dienen der Messung des F\u00fcllstandes oder der F\u00fcllh\u00f6he einer Fl\u00fcssigkeit. Die hydrostatische Druckmessung eignet sich f\u00fcr die F\u00fcllstandsmessung aufgrund der hydrostatischen Wirkung str\u00f6mungsfreier Fluide. Dieses physikalische Prinzip beschreibt die Wirkung der Gewichtskraft einer ruhenden, sprich str\u00f6mungsfreien Fl\u00fcssigkeit auf einen Messpunkt.<\/p>\n

Die Funktionsweise der hydrostatischen F\u00fcllstandsmessung basiert auf folgendem Prinzip: Eine Fl\u00fcssigkeit bewirkt durch ihre spezifische Dichte und die Schwerkraft eine entsprechend der F\u00fcllh\u00f6he ansteigende Gewichtskraft. Diese proportional zur F\u00fcllh\u00f6he ansteigende Gewichtskraft nennt man Fl\u00fcssigkeitss\u00e4ule. W\u00e4hlt man also einen hydrostatischen Drucksensor, z. B. eine Pegelsonde\/Tauchsonde Typ LF-1<\/a> zur Messung des F\u00fcllstandes, so misst dieser die h\u00f6henabh\u00e4ngig auf ihn wirkende Gewichtskraft der Fl\u00fcssigkeitss\u00e4ule als hydrostatischen Druck. Aus dem gemessenen hydrostatischen Druck und der Dichte des F\u00fcllgutes kann nun die F\u00fcllh\u00f6he des Beh\u00e4lters berechnet werden.<\/p>\n

Die hydrostatische F\u00fcllstandsmessung erfreut sich seit Jahren einer hohen Beliebtheit und stellt die mit Abstand h\u00e4ufigste Form der elektrischen F\u00fcllstandsmessung dar. Sie zeichnet sich vor allem durch ihre hohe Zuverl\u00e4ssigkeit und den sehr geringen Installationsaufwand aus. Dennoch m\u00fcssen einige Faktoren beachtet werden, um eine m\u00f6glichst pr\u00e4zise F\u00fcllstandmessung zu erhalten.<\/p>\n

Einfluss von Temperaturschwankungen<\/h2>\n

Bei der hydrostatischen F\u00fcllstandsmessung wirken ich Temperaturschwankungen im Medium auf die Genauigkeit des Messergebnisses aus. Doch warum ist das so und wie kann man den Temperatureinfluss auf die hydrostatische F\u00fcllstandsmessung minimieren?
\nIm Blogbeitrag \u201eHydrostatische F\u00fcllstandsmessung in offenen Geometrien und Beh\u00e4ltern<\/a>\u201c wird die Berechnung der F\u00fcllstandsh\u00f6he n\u00e4her erl\u00e4utert. Die hydrostatische F\u00fcllstandsmessung ist nicht von der Beh\u00e4lterform abh\u00e4ngig und l\u00e4sst sich mit der Formel h = p \/ (\u03c1 * g) berechnen.<\/p>\n

h: F\u00fcllstandsh\u00f6he
\np: Hydrostatischer Druck
\n\u03c1: Mediendichte
\ng: Fallbeschleunigung
\nm: Masse
\nV: Volumen<\/p>\n

Die Mediendichte \u03c1 = m \/ V unterliegt jedoch dem Einfluss der Temperatur. Der Grund daf\u00fcr ist die physikalische Gesetzm\u00e4\u00dfigkeit, dass sich ein Volumen bei Temperaturerh\u00f6hung unter konstantem Druck ausdehnt. Das hei\u00dft, mit steigender Temperatur schrumpft die Mediendichte und umgekehrt. Da der hydrostatische Druck p in offenen Beh\u00e4ltern dabei konstant bleibt, hat der Einfluss der Temperatur eine negative Auswirkung auf das Messergebnis. Deshalb ist der gemessene hydrostatische Druck einer Fl\u00fcssigkeit immer in Korrelation zur Medientemperatur zu setzen.<\/p>\n

Fallbeispiel: Abweichungen der Genauigkeit ohne Temperaturkompensation<\/h2>\n

Die Dichte von Wasser betr\u00e4gt bei Raumtemperatur (20 \u00b0C) 998,20 kg\/m\u00b3. Wird nun derselbe Dichtewert f\u00fcr die Berechnung bei 80 \u00b0C warmem Wasser angenommen, so tritt ein Messfehler von 2,7 % auf, da die Dichte von 80 \u00b0C warmem Wasser nur 971,79 kg\/m\u00b3 betr\u00e4gt (vgl. Titelbild). Bei \u00d6len und Kraftstoffen f\u00e4llt die temperaturbedingte Dichte\u00e4nderung noch gr\u00f6\u00dfer aus und so ist bei einem Motoren\u00f6l im gleichen Rechenbeispiel eine Messabweichung von ca. 4,5 % zu erwarten. <\/p>\n

M\u00f6chte man lediglich den F\u00fcllstand \u00fcberwachen und die Genauigkeit spielt eine untergeordnete Rolle, so ist eine Temperaturkompensation durch Korrektur der Dichte (vgl.\u00a0Titelbild) nicht notwendig. Auch ist diese nicht n\u00f6tig, wenn keine oder nur geringe Temperaturschwankungen im Prozess herrschen. Wird aber eine pr\u00e4zise hydrostatische F\u00fcllstandsmessung bei schwankenden Medientemperaturen gefordert, ist eine Kompensation der temperaturbedingten Dichte\u00e4nderung zwingend erforderlich. Mit der Kenntnis \u00fcber die aktuelle Medientemperatur kann die tats\u00e4chliche Dichte zur Berechnung der F\u00fcllstandsh\u00f6he herangezogen werden. Ein temperaturbedingter Messfehler ist somit ausgeschlossen.<\/p>\n

Hinweis<\/strong>
\nAls f\u00fchrender Hersteller von hydrostatischen F\u00fcllstandssensoren bietet WIKA eine gro\u00dfe Auswahl an Pegelsonden<\/a>, auch mit integrierter Temperaturmessung. Gerne ber\u00e4t Sie Ihr Ansprechpartner<\/a> zur Auswahl der geeigneten Produktl\u00f6sung.<\/p>\n

Lesen Sie auch unsere Beitr\u00e4ge:
\n<\/strong>Hydrostatische F\u00fcllstandsmessung in offenen Geometrien und Beh\u00e4ltern \u2013 Berechnung der F\u00fcllh\u00f6he<\/a>
\nHydrostatische F\u00fcllstandsmessung in geschlossenen Geometrien \u2013 Berechnung der F\u00fcllh\u00f6he<\/a>
\nWas ist eigentlich eine Pegelsonde\/ Tauchsonde?<\/a><\/p>\n

\nWeitere Informationen<\/strong> zu diesem Thema finden Sie auch auf unserer
\nInformationsplattform \u201cHydrostatische F\u00fcllstandsmessung\u201d <\/a>(in englischer Sprache)
\n\"pi_hydrostatic_level_measurement_small_54342\"<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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