Kritische Düsen in Prüfständen für Gaszähler

Das Phänomen, dass eine Düse bei beliebig starkem absaugen nur einen begrenzten Gasstrom durchlässt ist seit 1838 theoretisch nachgewiesen. Sie eignen sich somit auch hervorragend als Normal für die Durchflussmessung von Gaszählern unter festgelegten Rahmenbedingungen.

Es gibt zwei Arten der Düsen, die sich auf die Innenkontur beziehen, toroidale und zylindrische. Die toroidalen Düsen sind unkritischer in der Qualität der Herstellung und sind bei fast gleichen Strömungseigenschaften gegenüber den zylindrischen zu bevorzugen.

Die Durchflussmenge lässt sich sehr genau über die Zeitmessung bestimmen. Auch haben sie keine Zyklen oder sind anfällig für Resonanzschwingungen. Die physikalischen Grundlagen sind ausreichend in der DIN ISO EN 9300 beschrieben und sollen hier nicht näher erläutert werden.

Bis Anfang der 80-iger Jahre waren Düsen nur bis zu einem minimalen Durchfluss von ca. 800 bis 500 l/h gebräuchlich. Hauptsächlich wurden Düsen für größere Durchflüsse genutzt. Bei der PTB nutzte man hauptsächlich Einzeldüsen als Durchflussnormale, bis 1979 ein Großgasprüfstand nur mit Düsen als Normalgräte gebaut wurde. Düsen mit Durchflusswerten von 2 bis 5000 m³/h ließen über Kombinationen ein großes Spektrum an Durchflüssen zu.

Durch ein Entwicklungsprojekt des Energiekombinates Potsdam mit dem ASMW, der messtechnischen Zulassungsbehörde der damaligen DDR, wurden 1983 erstmals Düsen bis zu einem minimalen Durchfluss von 40 l/h in Prüfständen für Haushaltsgaszähler verwendet. Trotz der damaligen sehr einfachen Rechentechnik war somit eine automatische, schnelle und sehr genaue Fehlerbestimmung möglich.

1991 wurde einer dieser Prüfstände unter Leitung von Herrn Fabian umgebaut und durch die PTB zugelassen. Seit dem sind auch Düsen mit kleineren Durchflüssen als Prüfnormal akzeptiert. Daraus entstand auch die PTB-Prüfregel Band 25 „Meßgeräte für Gas – Prüfstände mit kritisch betriebenen Düsen –“ als allgemeine Richtlinie.

Prüfungen mit kritischen Düsen gelten heute als sehr genaues und schnelles Prüfverfahren. Weiterentwicklungen in der erforderlichen Computertechnik und Sensorik machen die Anlagen nicht nur universeller und genauer, sondern auch billiger.

Die Düsen sind das Kernstück der Anlage, arbeiten aber nur genau bei richtiger Anwendung der Technologie und der genauen Erfassung aller notwendigen Messgrößen. Erst alles zusammen gibt die Garantie für geringe Unsicherheiten und akkurate Messungen.