SIST EN ISO 5167-1:2022
(Main)Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 1: General principles and requirements (ISO 5167-1:2022)
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 1: General principles and requirements (ISO 5167-1:2022)
This document defines terms and symbols and establishes the general principles for methods of
measurement and computation of the flow rate of fluid flowing in a conduit by means of pressure
differential devices (orifice plates, nozzles, Venturi tubes, cone meters, and wedge meters) when they
are inserted into a circular cross-section conduit running full. This document also specifies the general
requirements for methods of measurement, installation and determination of the uncertainty of the
measurement of flow rate.
ISO 5167 (all parts) is applicable only to flow that remains subsonic throughout the measuring section
and where the fluid can be considered as single-phase. It is not applicable to the measurement of
pulsating flow.
Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt - Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Anforderungen (ISO 5167-1:2022)
Dieses Dokument legt Begriffe und Symbole fest und gibt die allgemeinen Grundsätze für Mess- und Berechnungsverfahren für den Durchfluss von Fluiden in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt mittels Drosselgeräten (Blenden, Düsen und Venturirohre, Konus-Durchflussmesser und Keil-Durchfluss¬messer) an. Dieses Dokument legt auch die allgemeinen Anforderungen an Messverfahren, den Einbau von Drosselgeräten und die Ermittlung der Messunsicherheit der Durchflussmessung fest.
ISO 5167 (alle Teile) ist nur anzuwenden für Strömungen, die über den gesamten Messquerschnitt im Unter¬schallbereich bleiben und bei denen das Fluid als einphasig betrachtet werden kann. ISO 5167 (alle Teile) ist nicht anzuwenden für die Messung von pulsierenden Strömungen.
Mesurage de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en charge de section circulaire - Partie 1: Principes généraux et exigences générales (ISO 5167-1:2022)
Le présent document définit des termes et symboles et établit les principes généraux pour le mesurage et le calcul du débit des fluides dans une conduite au moyen d’appareils déprimogènes (diaphragmes, tuyères, tubes de Venturi, cônes de mesure et débitmètres à coin) insérés dans des conduites en charge de section circulaire. Le présent document spécifie aussi les exigences générales en ce qui concerne les méthodes de mesure, l’installation des appareils et la détermination de l’incertitude de la mesure de débit.
L’ISO 5167 (toutes les parties) est applicable uniquement à un écoulement qui reste subsonique dans tout le tronçon de mesurage et où le fluide peut être considéré comme monophasique. Elle n’est pas applicable au mesurage d’un écoulement pulsé.
Merjenje pretoka fluida na osnovi tlačne razlike, povzročene z napravo, vstavljeno v polno zapolnjen vod s krožnim prerezom – 1. del: Splošna načela in zahteve (ISO 5167-1:2022)
Ta dokument opredeljuje izraze in simbole ter določa splošna načela za metode merjenja in izračunavanja hitrosti pretoka fluida skozi vod na osnovi tlačne razlike, povzročene z napravo (zaslonke, šobe, Venturijeve cevi, stožčasti merilniki in klinasti merilniki),
vstavljeno v polno zapolnjen vod s krožnim prerezom. Ta dokument določa tudi splošne zahteve za
merilne metode, namestitev in določitev negotovosti merjenja pretoka.
Standard ISO 5167 (vsi deli) se uporablja samo za pretok, ki je v celotnem predelu merjenja podzvočen in pri katerem se lahko fluid obravnava kot enofazen. Ne uporablja se za merjenje utripajočega pretoka.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
SIST EN ISO 5167-1:2022
01-september-2022
Nadomešča:
SIST EN ISO 5167-1:2004
Merjenje pretoka fluida na osnovi tlačne razlike, povzročene z napravo, vstavljeno
v polno zapolnjen vod s krožnim prerezom – 1. del: Splošna načela in zahteve (ISO
5167-1:2022)
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full - Part 1: General principles and requirements (ISO
5167-1:2022)
Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit
Kreisquerschnitt - Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Anforderungen (ISO 5167-1:2022)
Mesurage de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des
conduites en charge de section circulaire - Partie 1: Principes généraux et exigences
générales (ISO 5167-1:2022)
Ta slovenski standard je istoveten z: EN ISO 5167-1:2022
ICS:
17.120.10 Pretok v zaprtih vodih Flow in closed conduits
SIST EN ISO 5167-1:2022 de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST EN ISO 5167-1:2022
EN ISO 5167-1
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
June 2022
EUROPÄISCHE NORM
ICS 17.120.10 Supersedes EN ISO 5167-1:2003
English Version
Measurement of fluid flow by means of pressure
differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full - Part 1: General principles and
requirements (ISO 5167-1:2022)
Mesurage de débit des fluides au moyen d'appareils Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in
déprimogènes insérés dans des conduites en charge de voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt -
section circulaire - Partie 1: Principes généraux et Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Anforderungen (ISO
exigences générales (ISO 5167-1:2022) 5167-1:2022)
This European Standard was approved by CEN on 14 June 2022.
CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this
European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references
concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN
member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by
translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management
Centre has the same status as the official versions.
CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia,
Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway,
Poland, Portugal, Republic of North Macedonia, Romania, Serbia, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and
United Kingdom.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
CEN-CENELEC Management Centre: Rue de la Science 23, B-1040 Brussels
© 2022 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved Ref. No. EN ISO 5167-1:2022 E
worldwide for CEN national Members.
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SIST EN ISO 5167-1:2022
EN ISO 5167-1:2022 (E)
Contents Page
European foreword . 3
2
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SIST EN ISO 5167-1:2022
EN ISO 5167-1:2022 (E)
European foreword
This document (EN ISO 5167-1:2022) has been prepared by Technical Committee ISO/TC 30
"Measurement of fluid flow in closed conduits" in collaboration with Technical Committee CEN/SS F05
“Measuring Instruments” the secretariat of which is held by CCMC.
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an
identical text or by endorsement, at the latest by December 2022, and conflicting national standards
shall be withdrawn at the latest by December 2022.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. CEN shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
This document supersedes EN ISO 5167-1:2003.
Any feedback and questions on this document should be directed to the users’ national standards
body/national committee. A complete listing of these bodies can be found on the CEN website.
According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the
following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria,
Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland,
Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Republic of
North Macedonia, Romania, Serbia, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the
United Kingdom.
Endorsement notice
The text of ISO 5167-1:2022 has been approved by CEN as EN ISO 5167-1:2022 without any
modification.
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SIST EN ISO 5167-1:2022
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SIST EN ISO 5167-1:2022
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5167-1
Third edition
2022-06
Measurement of fluid flow by means of
pressure differential devices inserted
in circular cross-section conduits
running full —
Part 1:
General principles and requirements
Mesurage de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes
insérés dans des conduites en charge de section circulaire —
Partie 1: Principes généraux et exigences générales
Reference number
ISO 5167-1:2022(E)
© ISO 2022
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SIST EN ISO 5167-1:2022
ISO 5167-1:2022(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2022
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
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SIST EN ISO 5167-1:2022
ISO 5167-1:2022(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Pressure measurement . 2
3.2 Primary devices . . 2
3.3 Flow . 3
4 Symbols and subscripts . 6
4.1 Symbols . 6
5 Principle of the method of measurement and computation . 7
5.1 Principle of the method of measurement . 7
5.2 Method of determination of the required diameter ratio for the selected standard
primary device . 8
5.3 Computation of flow rate . . 8
5.4 Determination of density, pressure and temperature . 8
5.4.1 General . 8
5.4.2 Density . 9
5.4.3 Static pressure . 9
5.4.4 Temperature . 9
5.5 Differential pressure flow measurement system . 10
5.5.1 General . 10
5.5.2 Primary device . 11
5.5.3 Impulse lines and transmitters .12
5.5.4 Impulse line isolation valves and valve manifolds .12
5.5.5 Flow computer . .12
5.6 Differential pressure flow measurement system design considerations .12
5.6.1 Flow rate turndown and stacked transmitters .12
5.6.2 Meter calibration .12
5.6.3 Permanent pressure loss . 13
5.6.4 Diagnostics and meter verification . 14
5.6.5 Overall uncertainty of differential pressure metering system . 14
6 General requirements for the measurements .14
6.1 Primary device . 14
6.2 Nature of the fluid. 15
6.3 Flow conditions . 15
7 Installation requirements .15
7.1 General . 15
7.2 Minimum upstream and downstream straight lengths . 17
7.3 General requirement for flow conditions at the primary device . 17
7.3.1 Requirement . 17
7.3.2 Swirl-free conditions . 17
7.3.3 Good velocity profile conditions . 17
7.4 Flow conditioners . 17
7.4.1 Compliance testing . 17
7.4.2 Specific test .20
8 Uncertainties on the measurement of flow rate .20
8.1 General . 20
8.2 Definition of uncertainty .20
8.3 Practical computation of the uncertainty . 21
8.3.1 Component uncertainties . 21
iii
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SIST EN ISO 5167-1:2022
ISO 5167-1:2022(E)
8.3.2 Practical working formula . 21
Annex A (informative) Iterative computations .24
Annex B (informative) Examples of values of the pipe wall uniform equivalent roughness, k .26
a
Annex C (informative) Flow conditioners and flow straighteners .27
Annex D (informative) Differential pressure transmitters, flow range and turndown .29
Annex E (informative) Example of uncertainty calculation for a differential pressure device .36
Annex F (informative) Permanent pressure loss example .40
Bibliography .42
iv
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SIST EN ISO 5167-1:2022
ISO 5167-1:2022(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
ISO 5167-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits,
Subcommittee SC 2, Pressure differential devices, in collaboration with the European Committee for
Standardization (CEN) Technical Committee CEN/SS F05, Measuring instruments, in accordance with
the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 5167-1:2003), which has been technically
revised
The main changes are as follows:
— improved consistency between ISO 5167-1 to ISO 5167-6 (some items that were new in ISO 5167-5
and ISO 5167-6 have been moved to this document);
— a primary element has been set as part of a differential pressure metering system;
— a short section on diagnostics and CBM (Condition Based Monitoring) has been included;
— a limitation on the use of the 5 % 2° rule for an acceptable profile has been noted;
— improved text about uncertainty calculation and an example in Annex E has been provided;
— annexes on turndown and permanent pressure loss have been included.
A list of all parts in the ISO 5167 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
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SIST EN ISO 5167-1:2022
ISO 5167-1:2022(E)
Introduction
ISO 5167, consisting of six parts, covers the geometry and method of use (installation and operating
conditions) of orifice plates, nozzles, Venturi tubes, cone meters and wedge meters when they are
inserted in a conduit running full to determine the flow rate of the fluid flowing in the conduit. It also
gives necessary information for calculating the flow rate and its associated uncertainty.
ISO 5167 (all parts) is applicable only to pressure differential devices in which the flow remains
subsonic throughout the measuring section and where the fluid can be considered as single-phase, but
is not applicable to the measurement of pulsating flow. Furthermore, each of these devices can only be
used uncalibrated within specified limits of pipe size and Reynolds number, or alternatively they can be
used across their calibrated range.
ISO 5167 (all parts) deals with devices for which direct calibration experiments have been made,
sufficient in number, spread and quality to enable coherent systems of application to be based on
their results and coefficients to be given with certain predictable limits of uncertainty. ISO 5167 also
provides methodology for bespoke calibration of differential pressure meters.
The devices introduced into the pipe are called primary devices. The term primary device also includes
the pressure tappings. All other instruments or devices required to facilitate the instrument readings
are known as secondary devices, and the flow computer that receives these readings and performs
the algorithms is known as a tertiary device. ISO 5167 covers primary devices; secondary devices (see
ISO 2186) and tertiary devices will be mentioned only occasionally.
Aspects of safety are not dealt with in ISO 5167-1 to ISO 5167-6. It is the responsibility of the user to
ensure that the system meets applicable safety regulations.
Additional documents that may provide assistance include:
— ISO/TR 3313;
— ISO/TR 9464;
— ISO/TR 12767;
— ISO/TR 15377.
vi
© ISO 2022 – All rights reserved
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SIST EN ISO 5167-1:2022
INTERNATIONAL STANDARD ISO 5167-1:2022(E)
Measurement of fluid flow by means of pressure
differential devices inserted in circular cross-section
conduits running full —
Part 1:
General principles and requirements
1 Scope
This document defines terms and symbols and establishes the general principles for methods of
measurement and computation of the flow rate of fluid flowing in a conduit by means of pressure
differential devices (orifice plates, nozzles, Venturi tubes, cone meters, and wedge meters) when they
are inserted into a circular cross-section conduit running full. This document also specifies the general
requirements for methods of measurement, installation and determination of the uncertainty of the
measurement of flow rate.
ISO 5167 (all parts) is applicable only to flow that remains subsonic throughout the measuring section
and where the fluid can be considered as single-phase. It is not applicable to the measurement of
pulsating flow.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4006, Measurement of fluid flow in closed conduits — Vocabulary and symbols
ISO 5167 (all parts), Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full
ISO 5168, Measurement of fluid flow — Procedures for the evaluation of uncertainties
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM: 1995)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms, definitions and symbols given in ISO 4006 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
1
© ISO 2022 – All rights reserved
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SIST EN ISO 5167-1:2022
ISO 5167-1:2022(E)
3.1 Pressure measurement
3.1.1
wall pressure tapping
annular slot or circular hole drilled in the wall of a conduit in such a way that the edge of the hole is
flush with the internal surface of the conduit
Note 1 to entry: The pressure tapping is usually a circular hole but in certain cases may be an annular slot.
3.1.2
static pressure
p
pressure which can be measured by connecting a pressure-measuring device to a wall pressure tapping
(3.1.1)
Note 1 to entry: Only the value of the absolute static pressure is considered in ISO 5167 (all parts).
3.1.3
differential pressure
DP
Δp
difference between the (static) pressures measured at the wall pressure tappings, one of which is on
the upstream side and the other of which is on the downstream side of a primary device [or in the
throat for a throat-tapped nozzle, a Venturi nozzle (3.2.4) or a Venturi tube (3.2.5)], inserted in a straight
pipe through which flow occurs, when any difference in height between the upstream and downstream
tappings has been taken into account
Note 1 to entry: In ISO 5167 (all parts) the term “differential pressure” is used only if the pressure tappings are in
the positions specified for each standard primary device.
3.1.4
pressure ratio
τ
ratio of the absolute (static) pressure at the downstream pressure tapping to the absolute (static)
pressure at the upstream pressure tapping
3.1.5
vena contracta
location in a fluid stream where the diameter of the stream is smallest
3.2 Primary devices
3.2.1
orifice
throat opening of minimum cross-sectional area of a primary device
3.2.2
orifice plate
thin plate in which a circular opening has been machined
Note 1 to entry: Standard orifice plates are described as “thin plate” and “with sharp square edge”, because the
thickness of the plate is small compared with the diameter of the measuring section and because the upstream
edge of the orifice (3.2.1) is sharp and square.
3.2.3
nozzle
device which consists of a convergent inlet connected to a cylindrical section generally called the
“throat”
2
© ISO 2022 – All rights reserved
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SIST EN ISO 5167-1:2022
ISO 5167-1:2022(E)
3.2.4
Venturi nozzle
device which consists of a convergent inlet which is a standardized ISA 1932 nozzle connected to a
cylindrical part called the “throat”, which is itself connected to an expanding section called the
“divergent” which is conical
3.2.5
Venturi tube
device which consists of a convergent inlet which is conical connected to a cylindrical part called the
“throat”, which is itself connected to an expanding section called the “divergent” which is conical
3.2.6
cone meter
device which consists of a cone-shaped restriction held in the centre of the pipe with the nose of the
cone upstream
3.2.7
wedge meter
device which consists of a wedge-shaped restriction
3.2.8
diameter ratio
β
square root of the ratio of the area of the throat of the
primary device to the internal area of the measuring pipe upstream of the primary device
Note 1 to entry: In ISO 5167-2 and ISO 5167-3 the diameter ratio is the ratio of the diameter of the throat of the
primary device to the internal diameter of the measuring pipe upstream of the primary device.
Note 2 to entry: In ISO 5167-4, where the primary device has a cylindrical section upstream, having the same
diameter as that of the pipe, the diameter ratio is the ratio of the throat diameter to the diameter of this cylindrical
section at the plane of the upstream pressure tappings.
3.2.9
carrier ring
device which is used to hold the primary element in the centre of the pipe and may incorporate the
pressure tappings
3.3 Flow
3.3.1
flow rate
rate of flow
q
mass or volume of fluid passing through the primary device per unit time
3.3.1.1
mass flow rate
rate of mass flow
q
m
mass of fluid passing through the primary device per unit time
3.3.1.2
volume flow rate
rate of volume flow
q
V
volume of fluid passing through the primary device per unit time
Note 1 to entry: In the case of volume flow rate, it is necessary to state the pressure and temperature at which the
volume is referenced.
3
© ISO 2022 – All rights reserved
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SIST EN ISO 5167-1:2022
ISO 5167-1:2022(E)
3.3.2
Reynolds number
Re
dimensionless parameter expressing the ratio between the inertia and viscous forces
3.3.2.1
pipe Reynolds number
Re
D
dimensionless parameter expressing the ratio between the inertia
...
SLOVENSKI STANDARD
oSIST prEN ISO 5167-1:2021
01-september-2021
Merjenje pretoka fluida na osnovi tlačne razlike, povzročene z napravo, vstavljeno
v polno zapolnjen vod s krožnim prerezom – 1. del: Splošna načela in zahteve
(ISO/DIS 5167-1:2021)
Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full - Part 1: General principles and requirements
(ISO/DIS 5167-1:2021)
Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit
Kreisquerschnitt - Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Anforderungen (ISO/DIS 5167-
1:2021)
Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des
conduites en charge de section circulaire - Partie 1: Principes généraux et exigences
générales (ISO/DIS 5167-1:2021)
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN ISO 5167-1
ICS:
17.120.10 Pretok v zaprtih vodih Flow in closed conduits
oSIST prEN ISO 5167-1:2021 de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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oSIST prEN ISO 5167-1:2021
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oSIST prEN ISO 5167-1:2021
ENTWURF
EUROPÄISCHE NORM
prEN ISO 5167-1
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
Juli 2021
ICS 17.120.10 Vorgesehen als Ersatz für EN ISO 5167-1:2003
Deutsche Fassung
Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten in voll
durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt - Teil 1:
Allgemeine Grundlagen und Anforderungen (ISO/DIS 5167-
1:2021)
Measurement of fluid flow by means of pressure Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils
differential devices inserted in circular cross-section déprimogènes insérés dans des conduites en charge de
conduits running full - Part 1: General principles and section circulaire - Partie 1: Principes généraux et
requirements (ISO/DIS 5167-1:2021) exigences générales (ISO/DIS 5167-1:2021)
Dieser Europäische Norm-Entwurf wird den CEN-Mitgliedern zur parallelen Umfrage vorgelegt. Er wurde vom Technischen
Komitee CEN/SS F05 erstellt.
Wenn aus diesem Norm-Entwurf eine Europäische Norm wird, sind die CEN-Mitglieder gehalten, die CEN-Geschäftsordnung zu
erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer
nationalen Norm zu geben ist.
Dieser Europäische Norm-Entwurf wurde von CEN in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch) erstellt. Eine
Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine
Landessprache gemacht und dem CEN-CENELEC-Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die
offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland,
Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen,
Österreich, Polen, Portugal, der Republik Nordmazedonien, Rumänien, Schweden, der Schweiz, Serbien, der Slowakei, Slowenien,
Spanien, der Tschechischen Republik, der Türkei, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
Die Empfänger dieses Norm-Entwurfs werden gebeten, mit ihren Kommentaren jegliche relevante Patentrechte, die sie kennen,
mitzuteilen und unterstützende Dokumentationen zur Verfügung zu stellen.
Warnvermerk : Dieses Schriftstück hat noch nicht den Status einer Europäischen Norm. Es wird zur Prüfung und Stellungnahme
vorgelegt. Es kann sich noch ohne Ankündigung ändern und darf nicht als Europäischen Norm in Bezug genommen werden.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
CEN-CENELEC Management-Zentrum: Rue de la Science 23, B-1040 Brüssel
© 2021 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Ref. Nr. prEN ISO 5167-1:2021 D
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN
vorbehalten.
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Inhalt
Seite
Europäisches Vorwort . 4
Vorwort . 5
Einleitung . 6
1 Anwendungsbereich . 8
2 Normative Verweisungen . 8
3 Begriffe . 8
4 Symbole und Indizes . 13
4.1 Symbole . 13
4.2 Indizes . 15
5 Grundlage des Mess- und Berechnungsverfahrens . 15
5.1 Grundlage des Messverfahrens . 15
5.2 Verfahren für die Bestimmung des erforderlichen Durchmesserverhältnisses für das
ausgewählte genormte Primärgerät. 16
5.3 Berechnung des Durchflusses . 16
5.4 Bestimmung von Dichte, Druck und Temperatur . 16
5.4.1 Allgemeines . 16
5.4.2 Dichte . 17
5.4.3 Statischer Druck . 17
5.4.4 Temperatur . 18
5.5 Differenzdruck-Durchflussmesssystem . 18
5.5.1 Allgemeines . 18
5.5.2 Primärgerät . 20
5.5.3 Impulsleitungen und Messaufnehmer . 20
5.5.4 Absperrventile und Ventilblöcke der Impulsleitungen . 20
5.5.5 Mengenumwerter . 20
5.6 Betrachtungen bezüglich der Konstruktion des Differenzdruck-Durchflussmesssystems . 20
5.6.1 Messspanne des Durchflusses und gestapelte Messumformer . 20
5.6.2 Kalibrierung des Durchflussmessers . 21
5.6.3 Bleibender Druckverlust . 21
5.6.4 Diagnostik und Verifizierung des Durchflussmessers . 22
5.6.5 Gesamtunsicherheit eines Differenzdruck-Messsystems . 23
6 Allgemeine Anforderungen an die Messungen . 23
6.1 Primärgerät . 23
6.2 Art des Fluids . 23
6.3 Strömungsbedingungen . 23
7 Anforderungen an den Einbau . 24
7.1 Allgemeines . 24
7.2 Mindestwerte für gerade Rohrlängen im Ein- und Auslauf. 25
7.3 Allgemeine Anforderung an die Strömungsbedingungen am Primärgerät . 26
7.3.1 Anforderung . 26
7.3.2 Drallfreie Bedingungen . 26
7.3.3 Gute Strömungsbedingungen . 26
7.4 Strömungsumformer (siehe auch Anhang C) . 26
7.4.1 Übereinstimmungsprüfung . 26
2
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7.4.2 Besondere Prüfung . 28
8 Unsicherheiten bei der Durchflussmessung . 28
8.1 Festlegung der Unsicherheit . 29
8.2 Praktische Berechnung der Unsicherheit . 29
8.2.1 Messunsicherheitskomponenten . 29
8.2.2 Praktische Arbeitsgleichung . 30
Anhang A (informativ) Iterative Berechnungen . 32
Anhang B (informativ) Beispiele für Werte der gleichmäßigen äquivalenten Rohrrauheit k der
Rohrwand . 35
Anhang C (informativ) Strömungsumformer und Strömungsgleichrichter . 36
C.1 Allgemeines . 36
C.2 Strömungsgleichrichter . 36
C.3 Strömungsumformer. 36
C.4 Übereinstimmungsprüfungen . 37
Anhang D (informativ) Differenzdruck-Messumformer, Durchflussbereich und Messspanne . 38
D.1 Differenzdruck-Messumformer . 38
D.2 Messspanne . 39
D.3 Einflussfaktoren für den Durchflussbereich von Differenzdruck-Messgeräten . 39
D.3.1 Allgemeines . 39
D.3.2 Art des Messgeräts . 39
D.3.3 Durchmesserverhältnis . 39
D.3.4 Strukturelle Unversehrtheit . 40
D.3.5 Bleibender Druckverlust . 40
D.3.6 Strömungsbedingungen . 40
D.3.7 Wirkdruckbereich . 40
D.3.8 Einstellbare Durchflussbereiche . 41
D.4 Vergleich von Durchflussmesser-Messspannen . 42
Anhang E (informativ) Beispiel für Unsicherheit . 44
E.1 Aufbau des Durchflussmessers . 44
E.2 Unsicherheit und Empfindlichkeit von Parametern . 44
E.2.1 Allgemeines . 44
E.2.2 Durchflusskoeffizient C . 44
E.2.3 Expansionszahl ε . 45
E.2.4 Wirkdruck Δp . 45
E.2.5 Blendendurchmesser d . 45
E.2.6 Durchmesser des zulaufseitigen Rohres D . 45
E.2.7 Massendichte ρ . 45
1
E.2.8 Kombinieren der Unsicherheiten . 46
Anhang F (informativ) Beispiel für bleibenden Druckverlust . 47
Literaturhinweise. 49
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Europäisches Vorwort
Dieses Dokument (prEN ISO 5167-1:2021) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 30 „Measurement of
fluid flow in closed conduits“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/SS F05 „Messinstru-
mente“ erarbeitet, dessen Sekretariat von CCMC gehalten wird.
Dieses Dokument ist derzeit zur parallelen Umfrage vorgelegt.
Dieses Dokument wird EN ISO 5167-1:2003 ersetzen.
Anerkennungsnotiz
Der Text von ISO/DIS 5167-1:2021 wurde von CEN als prEN ISO 5167-1:2021 ohne irgendeine Abänderung
genehmigt.
Rückmeldungen oder Fragen zu diesem Dokument sollten an das jeweilige nationale Normungsinstitut des
Anwenders gerichtet werden. Eine vollständige Liste dieser Institute ist auf den Internetseiten von CEN
abrufbar.
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oSIST prEN ISO 5167-1:2021
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Vorwort
ISO (die Internationale Organisation für Normung) ist eine weltweite Vereinigung nationaler Normungs-
institute (ISO-Mitgliedsorganisationen). Die Erstellung von Internationalen Normen wird üblicherweise von
Technischen Komitees von ISO durchgeführt. Jede Mitgliedsorganisation, die Interesse an einem Thema hat,
für welches ein Technisches Komitee gegründet wurde, hat das Recht, in diesem Komitee vertreten zu sein.
Internationale staatliche und nichtstaatliche Organisationen, die in engem Kontakt mit ISO stehen, nehmen
ebenfalls an der Arbeit teil. ISO arbeitet bei allen elektrotechnischen Normungsthemen eng mit der
Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) zusammen.
Die Verfahren, die bei der Entwicklung dieses Dokuments angewendet wurden und die für die weitere Pflege
vorgesehen sind, werden in den ISO/IEC-Direktiven, Teil 1 beschrieben. Es sollten insbesondere die
unterschiedlichen Annahmekriterien für die verschiedenen ISO-Dokumentenarten beachtet werden. Dieses
Dokument wurde in Übereinstimmung mit den Gestaltungsregeln der ISO/IEC-Direktiven, Teil 2 erarbeitet
(siehe www.iso.org/directives).
Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berühren
können. ISO ist nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zu identifizieren.
Details zu allen während der Entwicklung des Dokuments identifizierten Patentrechten finden sich in der
Einleitung und/oder in der ISO-Liste der erhaltenen Patenterklärungen (siehe www.iso.org/patents).
Jeder in diesem Dokument verwendete Handelsname dient nur zur Unterrichtung der Anwender und bedeutet
keine Anerkennung.
Eine Erläuterung der Bedeutung ISO-spezifischer Benennungen und Ausdrücke, die sich auf Konformitäts-
bewertung beziehen, sowie Informationen über die Beachtung der Grundsätze der Welthandelsorganisation
(WTO) zu technischen Handelshemmnissen (TBT, en: Technical Barriers to Trade) durch ISO enthält der
folgende Link: www.iso.org/iso/foreword.html.
ISO 5167-1 wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits,
Unterkomitee SC 2, Pressure differential devices erarbeitet.
Diese dritte Fassung von ISO 5167-1 ersetzt die zweite Fassung (ISO 5167-1:2003), die technisch überarbeitet
wurde.
Die wesentlichen Änderungen im Vergleich zur Vorgängerausgabe sind folgende:
Die Übereinstimmung zwischen Teil 1 bis Teil 6 wurde verbessert (einige Themen, die in Teil 5 und Teil 6 neu
waren, wurden in Teil 1 verschoben).
Ein Primärelement wird als Teil eines Differenzdruck-Durchflussmesssystems eingeführt.
Ein kurzer Absatz zu Diagnostik und CBM (zustandsorientierte Überwachung, en: Condition Based Moni-
toring) ist enthalten.
Eine Begrenzung hinsichtlich der Anwendung der 5%-2°-Regel für ein annehmbares Profil wird angemerkt.
Der Text über die Berechnung der Unsicherheit wurde verbessert und in einem Anhang wird ein Beispiel
bereitgestellt.
Es sind Anhänge zur Messspanne und zum bleibenden Druckverlust enthalten.
Eine Auflistung aller Teile der Normenreihe ISO 5167 kann auf der ISO-Internetseite abgerufen werden.
5
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prEN ISO 5167-1:2021 (D)
Einleitung
ISO 5167 ist in sechs Teile gegliedert und behandelt die Geometrie und Anwendungsverfahren (Einbau- und
Betriebsbedingungen) von Blenden, Düsen, Venturirohren, Konus- und Keil-Durchflussmessern, die in voll
durchströmten Leitungen eingesetzt sind, um den Durchfluss der Fluidströmung in der Leitung zu bestimmen.
Es werden zudem auch notwendige Informationen für die Berechnung des Durchflusses und der damit
verbundenen Unsicherheit gegeben.
ISO 5167 ist nur auf Drosselgeräte anwendbar, in denen die Strömung in allen Messquerschnitten im
Unterschallbereich bleibt und das Fluid als einphasig betrachtet werden kann; sie ist jedoch nicht auf die
Messung von pulsierenden Strömungen anwendbar. Ferner kann jedes dieser Geräte unkalibriert nur
innerhalb festgelegter Grenzen von Rohrweite und Reynoldszahl eingesetzt werden, oder alternativ über
seinen jeweiligen kalibrierten Bereich.
ISO 5167 behandelt Geräte, bei denen direkte Kalibrierversuche in ausreichender Anzahl, Qualität und
ausreichendem Umfang durchgeführt wurden, damit es bei kohärenten Anwendungssystemen möglich ist,
sich auf deren Ergebnisse und Beiwerte zu stützen, die innerhalb bestimmter vorhersagbarer
Unsicherheitsgrenzen anzugeben sind. ISO 5167 stellt auch eine Methodik für maßgeschneiderte Kalibrierung
von Differenzdruck-Durchflussmessern bereit.
Die in das Rohr eingebauten Geräte werden als Primärgeräte bezeichnet. Die Benennung Primärgerät schließt
auch die Druckentnahmen ein. Alle weiteren Messgeräte oder Geräte, die erforderlich sind, um die Messwert-
bestimmung der Messgeräte zu unterstützen, werden als Sekundärgeräte bezeichnet, und der Mengenumwer-
ter, der diese Messwerte empfängt und die Algorithmen durchführt, ist als Tertiärgerät bekannt. ISO 5167
1
behandelt Primärgeräte; Sekundärgeräte und Tertiärgeräte werden nur gelegentlich erwähnt.
ISO 5167 ist in die folgenden sechs Teile untergliedert:
a) ISO 5167-1 enthält allgemeine Begriffe, Symbole, Messprinzipien und Anforderungen sowie Mess-
verfahren und Angaben zur Unsicherheit, die in Verbindung mit ISO 5167, Teil 2 bis Teil 6 zu verwenden
sind.
b) ISO 5167-2 legt Anforderungen an Blenden fest, die mit Eck-Druckentnahmen, D- und D/2-Druckent-
2
nahmen und mit Flansch-Druckentnahmen angewendet werden können.
3
c) ISO 5167-3 legt Anforderungen an ISA 1932-Düsen , Langradiusdüsen und Venturidüsen fest, die sich in
der Form und Lage der Druckentnahmen voneinander unterscheiden. Langradiusdüsen mit Entnahme-
bohrung am Halsteil sind eingeschlossen.
4
d) ISO 5167-4 legt klassische Venturirohre fest.
e) ISO 5167-5 legt Konus-Durchflussmesser fest.
f) ISO 5167-6 legt Keil-Durchflussmesser fest.
1
Siehe ISO 2186:2007, Fluid flow in closed conduits — Connections for pressure signal transmissions between primary
and secondary elements.
2
Blenden mit Vena-Contracta-Druckentnahmen werden in ISO 5167 nicht behandelt.
3
ISA ist die Abkürzung für „International Federation of the National Standardizing Associations“, deren Nachfolger
1946 die ISO wurde.
4
In den USA wird das klassische Venturirohr mitunter „Herschel Venturi tube“ genannt.
6
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prEN ISO 5167-1:2021 (D)
Aspekte der Sicherheit werden in ISO 5167, Teil 1 bis Teil 6 nicht behandelt. Es liegt in der Verantwortung des
Anwenders sicherzustellen, dass das System den zutreffenden Sicherheitsvorschriften entspricht.
Zusätzliche Dokumente, die Unterstützung bieten dürfen, schließen folgende ein:
— ISO/TR 3313, Measurement of fluid flow in closed conduits — Guidelines on the effects of flow pulsations on
flow-measurement instruments
— ISO/TR 9464, Guidelines for the use of ISO 5167:2003
— ISO/TR 12767, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices — Guidelines on the
effect of departure from the specifications and operating conditions given in ISO 5167
— ISO/TR 15377, Measurement of fluid flow by means of pressure-differential devices — Guidelines for the
specification of orifice plates, nozzles and Venturi tubes beyond the scope of ISO 5167
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prEN ISO 5167-1:2021 (D)
1 Anwendungsbereich
Dieser Teil von ISO 5167 legt Begriffe und Symbole fest und gibt die allgemeinen Grundsätze für Mess- und
Berechnungsverfahren für den Durchfluss von Fluiden in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt
mittels Drosselgeräten (Blenden, Düsen und Venturirohre, Konus-Durchflussmesser und Keil-Durchfluss-
messer) an. Dieser Teil von ISO 5167 legt auch die allgemeinen Anforderungen an Messverfahren, den Einbau
von Drosselgeräten und die Ermittlung der Messunsicherheit der Durchflussmessung fest. Er legt ferner die
allgemeinen spezifizierten Grenzen für Rohrweite und Reynolds-Zahl fest, bei denen diese Drosselgeräte
anzuwenden sind.
ISO 5167 (alle Teile) gilt nur für Strömungen, die über den gesamten Messquerschnitt im Unterschallbereich
bleiben und bei denen das Fluid als einphasig betrachtet werden kann. Sie gilt nicht für die Messung von
pulsierenden Strömungen.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden Dokumente werden im Text in solcher Weise in Bezug genommen, dass einige Teile davon oder
ihr gesamter Inhalt Anforderungen des vorliegenden Dokuments darstellen. Bei datierten Verweisungen gilt
nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug
genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen).
ISO 4006, Measurement of fluid flow in closed conduits — Vocabulary and symbols
ISO 5167-2:20xx, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 2: Orifice plates
ISO 5167-3:20xx, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
ISO 5167-4:20xx, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 4: Venturi tubes
ISO 5167-5:20xx, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 5: Cone meters
ISO 5167-6:20xx, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 6: Wedge meters
ISO 5168:2005, Measurement of fluid flow — Procedures for the evaluation of uncertainties
ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
measurement (GUM:1995)
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ISO 4006 und die folgenden Begriffe.
ISO und IEC stellen terminologische Datenbanken für die Verwendung in der Normung unter den folgenden
Adressen bereit:
— ISO Online Browsing Platform: verfügbar unter https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: verfügbar unter http://www.electropedia.org/
Anmerkung 1 zum Begriff: Die folgenden Definitionen beziehen sich nur auf Benennungen, die in einem bestimmten
Sinne angewendet werden oder bei denen es nützlich zu sein scheint, die Bedeutung hervorzuheben.
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oSIST prEN ISO 5167-1:2021
prEN ISO 5167-1:2021 (D)
3.1 Druckmessung
3.1.1
Wand-Druckentnahme
ringförmiger Schlitz oder kreisrunde Bohrung in der Leitungswand, deren Kante mit der Innenwand der
Leitung bündig ist
Anmerkung 1 zum Begriff: Die Druckentnahme ist gewöhnlich eine kreisrunde Bohrung, in bestimmten Fällen kann sie
jedoch auch ein ringförmiger Schlitz sein.
3.1.2
statischer Druck eines Fluids, das durch eine Rohrleitung fließt
p
Druck, der durch Anschluss eines Druckmessgerätes an eine Wand-Druckentnahme gemessen werden kann
Anmerkung 1 zum Begriff: In ISO 5167 (alle Teile) wird nur der Wert des absoluten statischen Drucks betrachtet.
3.1.3
Wirkdruc
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.