Luftmassenmesser Referenzsystem für Motorprüfstände

die präzise Referenz-Luftmassenmessung ist eine der wichtigsten Messgrößen zur Abgasoptimierung moderner Motoren. Gleichzeitig ist die Luftmassensensierung aber auch eine der schwierigsten Messaufgaben, die sie eine Reihe von sehr spezifischen Anforderungen erfüllen muss:

  • Schnelle Messdynamik
  • Große Messbereiche
  • Druck- und Durchflusspulsationen
  • Möglichst geringe Druckverluste
  • Hohe Genauigkeit

Hochpräzise CAN-Bus-Sensoren

deltaflowB basiert auf dem Prinzip der Differenzdruckmessung. Dies hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Messverfahren.

  • Unempfindlichkeit gegenüber Belägen und Verschmutzungen
  • Großer Temperatur- und Druckbereich
  • Hohe Genauigkeit

mit der detlaflowB haben wir das klassische Differenzdruckverfahren für die Messung am Motorprüfstand weiterentwickelt. Gegenüber Standard-dp-Messungen hat die deltaflowB eine ganze Reihe von Vorteilen:

Primärelement:

Bei der deltaflowB verwenden wir kein klassisches Primärelement (Blende, Venturi, Düse), sondern eine neuentwickelte Kombination aus einer Low-Pressure-Loss-Venturi und einer Tragflächensonde. Diese Kombination reduziert den bleibenden Druckverlust auf deutlich unter 10% des gemessenen Differenzdruckes, d.h. selbst beim Auslegungs-Durchfluss ist der Druckverlust <20mbar.

Sensorik: Handelsübliche Druck-, Differenzdruck- und Temperatursensoren sind für die Messdynamik am Prüfstand zu langsam. Das Hauptproblem ist hierbei neben der zu langsamen Messwertübertragung zum Prüfstand die Tatsache, dass Motorpulsationen von Standardsensoren nicht erfasst werden können: Das Ergebnis sind Messwert-Abweichungen abhängig von der Pulsationsstärke und Frequenz (Radizierfehler).

Die CAN-basierten Sensoren von systec Controls messen bis zu 2kHz und verwenden dann hochentwickelte Filterstrategien um Druck- und Durchflusspulsationen zu trennen und präzise Luftmassenströme zu errechnen.

Messwertrechner deltaflowB

Redundante, digitale Auswerteelektronik

Die deltaflowB ist mit einer dreifachen Sensoraufnahme ausgerüstet. Diese Redundanz hat mehrere Vorteile für den Benutzer:

  • Plausibilitätsüberprüfung der 3 x 3 Messwerte (p, dp, T)
  • Automatische Wartungs- und Rekalibriervorschläge
  • Hohe Genauigkeit durch Mittelwertbildung

Da die Sensoraufnahmen in der Venturi an verschiedenen Stellen geschehen, bekommt der Benutzer hierdurch auch eine Aussage über die Strömungsverhältnisse an seinem Messgerät. Stark gestörte Einlaufbedingungen z.B. führen zu einer Abweichung zwischen den drei Sensoren.

Messwertrechner:

Die Sensoren werden via CAN am PC-Messwertrechner ausgewertet und angezeigt. Die komfortable Software zeigt dem Bediener sowohl die Einzelmesswerte als auch die gefilterten Mittelwerte. Der Mess-PC und das Bedienterminal sind als 19" Rackversion ausgeführt. Standardmäßig findet die Anbindung an den Prüfstand über die zweite CAN-Schnittstelle des PC statt, andere Ausgänge sind über zusätzliche I/O-Karten Optional erhältlich.

Vorteile der Referenz-Luftmassenmessung

Thermische Durchflussmesser haben ein Reihe von Nachteilen gegenüber der deltaflowB. Zunächst benötigen thermische Sensoren -da es sich in der Regel um Einpunktmessungen handelt- ideale Strömungsverhältnisse. Um diese herzustellen sind lange Einlaufstrecken und Gleichrichter notwendig, die die niedrigen Druckverluste der thermischen Luftmassensensoren wieder zunichtemachen. Die deltaflowB hat durch die Venturistruktur nur geringe Anforderungen an die Einlaufgegebenheiten. Die deltaflowB wird mit einer Einlaufstrecke von rund 10D geliefert, vor der beliebig angeschlossen werden kann.

Da Pulsationen bei thermischen Durchflussmessern zu starken Messwertfehlern führen, müssen zwischen Motor und Messung Pulsationsdämpfer (Volumina) eingebaut werden. Dies reduziert deren Dynamik. Bei der deltaflowB sind genaue Messwerte auch bei Pulsationen möglich, die Messung ist hochdynamisch und benötigt keine Dämpfer.

Last but not least müssen thermische Durchflussmesser abhängig von den Genauigkeitsanforderungen bis zu viermal Jährlich rekalibirert werden. Dies ist bei der deltaflowB nicht notwendig. Die intelligente Auswertung der deltaflowB vergleicht die redundanten Sensoren und empfiehlt automatisch die Rekalibrierung, typisch alle 2 Jahre.

 
  TECHNISCHE DATEN

Medien Luft, Abgas, Blow-By
Messbereiche 0..4,5bar abs -40..200°C
Größen Ab DN25 (0..160kg/h) bis DN200 (0..12.800kg/h)
Messspanne Bis 1:28 (qmin/qmax)
Genauigkeit Standard: 1%, Pro: 0,5%
Auswertung CAN-Basiert, Mess-PC 19", 3HE Display/Tastatur: 19", Slider,1HE
 
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