Ein Massendurchflussmesser ist ein Gerät, das verwendet wird, um den Durchfluss einer Flüssigkeit oder eines Gases zu messen, die in einer bestimmten Zeit durch ein Rohr strömt. Massenfluss in diesem Sinne bezieht sich auf das Gewicht und nicht auf das Volumen des Stoffes. Die Massendurchflussmessung wird in einer Vielzahl von wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen verwendet und wird mit einer von zwei gängigen Arten von Massendurchflussmessern erreicht: dem Trägheits- oder Coriolis-Messgerät und dem thermischen Massendurchflussmesser.
Massendurchfluss, nicht zu verwechseln mit Volumendurchfluss, ist eine Messung der Flüssigkeits- oder Gasmasse über einen festen Punkt hinaus in einem bestimmten Zeitrahmen. Die Standardmaßeinheit für den Massendurchfluss ist Pfund pro Sekunde oder Kilogramm pro Sekunde und nicht Gallonen oder Liter pro Sekunde. Diese Messungen werden mit einem von zwei verschiedenen Arten von Massendurchflussmessern durchgeführt. Die erste nutzt ein natürliches Phänomen, das als Coriolis-Effekt bekannt ist, um den Massenfluss zu messen. Der zweite Typ nutzt die Prinzipien der Wärmeübertragung.
Der Coriolis- oder Trägheitsmassendurchflussmesser verwendet ein Fluid, das durch eine Anordnung von Rohren fließt, die einer induzierten halbkreisförmigen Vibrationskraft ausgesetzt sind. Der resultierende Coriolis-Effekt führt zu einer Phasenverschiebung der Schwingung in verschiedenen Teilen der Röhrenanordnung. Das Ausmaß dieser Phasenverschiebung ist direkt proportional zum Massenstrom des Fluids im Rohr. An der Röhre angebrachte Sensoren messen die Amplitude, Frequenz und Phasenverschiebung dieser Schwingungen. Der Massenstrom der Flüssigkeit wird dann aus den Sensormesswerten extrapoliert.
Die zweite gängige Art von Massendurchflussmessern, die thermische Variante, nutzt das Prinzip der Wärmeübertragung unter kontrollierten Bedingungen zur Berechnung von Durchflussmengen. Gas oder Flüssigkeit wird durch ein Rohr geleitet, wo es einer Wärmequelle ausgesetzt wird. Wenn die Fluidmoleküle die Wärmequelle passieren, absorbieren sie Wärmeenergie und kühlen dadurch die Quelle. Je größer die Flüssigkeitsmasse, die die Wärmequelle passiert, desto größer ist der Kühleffekt.
Die Geschwindigkeit, mit der die molekulare Energieübertragung stattfindet, ist eine bekannte Konstante, und das Ausmaß der Abkühlung ist eine messbare Variable. Diese beiden Faktoren werden verwendet, um die Anzahl der Moleküle zu berechnen, die in einem bestimmten Zeitraum die Wärmequelle passiert haben. Aus diesem Ergebnis wird der exakte Massenstrom berechnet. Aus den Wärmeübertragungsergebnissen kann auch ein detailliertes Wärmeprofil des Fluids und dessen Fließverhalten gelernt werden.