Durchfluss-Rechner 4–20 mA

Bei Blenden- (und den meisten anderen DP-)Durchflussmessungen ist der Differenzdruck proportional zum Quadrat des Durchflusses: Δp ~ Q². Der Messumformer misst Δp linear und sendet es linear als 4–20 mA, das Signal ist also linear zu Q², nicht zu Q. Die Rückrechnung auf den Volumenstrom erfordert daher eine Wurzel: Q = Q_max · √((I-4)/16). Eine lineare Umrechnung würde den Durchfluss bei niedrigen Werten deutlich unterschätzen und im mittleren Bereich überschätzen — sichtbar oben als Abweichung zwischen der gepunkteten und der gestrichelten Kurve.

Bei kleinem Δp (unterer Messbereich) ist die Messung mit relativ großem Rauschen und Sensorungenauigkeit belastet. Die Wurzelskala verstärkt dies zusätzlich — eine kleine absolute Änderung von Δp nahe null verursacht eine große relative Änderung des berechneten Durchflusses. Deshalb wird ein Low-Flow-Cut-off definiert: eine Schwelle (typisch 3–10 % von Q_max), unterhalb der der berechnete Durchfluss nicht mehr als zuverlässig gilt und der Messumformer ihn als Null anzeigt.

Die Cut-off-Schwelle wird in % des Durchflusses angegeben, aber die mA-Skala ist linear zu Δp = (Q/Q_max)², daher muss beim Umrechnen in mA quadriert werden: I_cutoff = 4 + 16 · (cutoff% / 100)². Unterhalb dieses Stroms zeigt der Messumformer Nullfluss an — im Diagramm sichtbar als vertikaler Sprung der durchgezogenen Kurve genau bei I_cutoff.