m|ars

Strömungswiderstandsmessgerät

Die Messung des Strömungswiderstands mit m|ars ermöglicht eine komfortable Bestimmung des Strömungswiderstands bei quasistatischer Luftströmung. Der Strömungswiderstand bei quasistatischer Luftströmung beschreibt das Verhalten der Probe bei sehr geringen Luftgeschwindigkeiten, wie sie bei Schallwellen typisch auftreten.

Typische Anwendungen von Strömungswiderstandsmessungen:

  • Produktentwicklung von Schallabsorbern:
    Anhand des Strömungswiderstands kann die Eignung von Materialien wie z. B. Geweben, Fasern und Schäumen zur Schallabsorption abgeschätzt und akustisch optimiert werden.
  • Qualitätssicherung in der Produktion von Schallabsorbern:
    Der Strömungswiderstand ist eine schnell messbare Größe, die sensibel auf akustisch relevante Produktionsschwankungen reagiert.
  • Ermittlung von Kenndaten für numerische Simulationen:
    Fast alle numerischen Modelle von porösen Absorbern enthalten den Strömungswiderstand als wesentlichen Eingangsparameter.

m|ars nutzt für die Messung des Strömungswiderstands das in der Norm ISO 9053-1:2018 beschriebene Luftgleichstromverfahren. Dabei wird durch die Probe ein konstanter Volumenstrom geführt. Gleichzeitig wird die Drücküberhöhung vor der Probe gegenüber dem atmosphärischen Druck hinter der Probe gemessen. Das Verhältnis von Drucküberhöhung und Strömungsgeschwindigkeit ergibt den Strömungswiderstand, der bei den meisten porösen Materialen unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit ist. Nach ISO 9053 bezeichnet man den durch die Probenfläche geteilten Strömungswiderstand als spezifischen Strömungswiderstand. Als Einzahlangabe wird der auf eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,5 mm/s extra- bzw. interpolierten Strömungswiderstand angegeben. Diese Strömungsgeschwindigkeit entspricht der Schallschnelle einer ebenen Schallwelle bei einem Schalldruckpegel von ca. 80 dB.

Für die Untersuchung verschiedener Proben können auf dem Druckzylinder unterschiedliche Probenhalter montiert werden: Dünne Proben wie Stoffe oder Filze werden auf einen kreisrunden Flansch geklemmt, dicke, flexible Proben können mit einem speziellen zylinderförmigen Probenhalter auf eine vorgegebene Dicke gepresst werden. Ein Satz unterschiedlich langer  zylinderförmiger Probenhalter erleichtert Einbau und Abdichtung von Proben verschiedener Dicke.

Technische Daten

  • Volumenstrom regelbar zwischen 0,1 lN/min und 6 lN/min
  • Differenzdruck messbar zwischen 0,02 Pa und 10 Pa
  • Messbarer spezifischer Strömungswiderstand zwischen 40 Pa s/m und 20.000 Pa s/m bei einer Durchströmungsgeschwindigkeit von 0,5 mm/s

Der Messbereich für den spezifischen Strömungswiderstand ergibt sich aus den Messbereichen des Differenzdrucksensors (0,02 Pa … 10 Pa) und des Volumenstromreglers (0,1 lN/min … 6 lN/min), sowie der normativen Empfehlung, bis zu einer Durchströmungsgeschwindigkeit von 0,5 mm/s hinab zu messen. Für den spezifischen Strömungswiderstand ergibt sich daraus eine untere Grenze von ca. 40 Pa s/m und eine obere Grenze von ca. 20.000 Pa s/m. Werden geringere oder höhere Durchströmungsgeschwindigkeit als 0,5 mm/s zugelassen, ist der verfügbare Messbereich von der durchströmten Probenquerschnittsfläche abhängig. In den Abbildungen sind die Messbereiche bespielhaft für einen kreisförmigen und quadratischen Probenquerschnitt dargestellt. Praktisch können Strömungswiderstände ab ca. 10 Pa s/m bestimmt werden.

Lieferumfang

  • Druckzylinder zur Montage verschiedener Probenhalter
  • Probenhalter zur Messung dünner, gepresster oder dicker Proben mit einem Innendurchmesser von 100 mm
  • Optional: zusätzliche Probenhalter mit quadratischem Querschnitt nach Kundenwunsch (z. B. 150 mm x 150 mm oder 200 mm x 200 mm)
  • Messeinheit mit integriertem Druckminderer, Volumenstromregler, Differenzdruckmesser, Luftdrucksensor, sowie Messfühler zur Messung der Temperatur und Feuchte im Druckzylinder; alle Komponenten mit Werkskalibrierung an rückführbar DKD oder gleichwertig kalibrierten Referenzmessgeräten
  • Lochschablone zur Vorbereitung flacher Proben
  • 2 Referenz-Strömungswiderstände

Voraussetzungen zum Betrieb der Messvorrichtung

  • Trockene und ölfreie Druckluftversorgung mit einem Überdruck von mindestens 1 bar und maximal 15 bar, Anschluss mit Schnellkupplung NW 7,2
  • Aufstellungsort mit Luftdruckschwankungen, die deutlich geringer als der zur Nutzung vorgesehene minimale Differenzdruck sind

Die mitgelieferte Software m|ars ist komfortabel und einfach zu bedienen und ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

  • Intuitive Bedienung der Nutzeroberfläche, angepasst an den Messablauf
  • Individuelle Konfiguration und zentrale Speicherung der Voreinstellungen für schnelle und automatisierte Messdurchführung inkl. automatischer Messbereichsbestimmung
  • Ausgabe eines individuellen Prüfberichts mit tabellarischer und grafischer Darstellung der Messdaten und Ergebnisse für verschiedene Sprachen
  • Englisch- oder deutschsprachige Programmoberfläche
  • Softwarelizenz für eine unbegrenzte Zahl von Arbeitsplatzrechnern

Für die Nutzung der Software ist ein Personal-Computer mit dem Betriebssystem Windows Version 10 mit einem freien USB-Port (Version 2.0 oder höher) erforderlich.

Download

m|ars Broschüre