Flowmeters: meetapparatuur voor flowmetingen

Flowmeters: meetapparatuur voor flowmetingen

Voor het meten van flow (debiet) in industriële processen is vanwege de vele omstandigheden een diversiteit aan apparatuur en meettechnieken op de markt. Binnen het assortiment Flow van Istec vindt u dan ook een breed assortiment van diverse leveranciers en verschillende meetmethodes. In dit artikel bespreken we de voor- en nadelen van de diverse meetmethodes om u te helpen in het vinden van de juiste apparatuur voor uw situatie. Uiteraard kunt u ook altijd contact opnemen om advies te krijgen van onze specialisten.

Meest gebruikte meetmethodes

In dit artikel beschrijven we de vijf meest gebruikte meetprincipes voor flowmetingen / debietmetingen en afhankelijk van diverse factoren kan worden bepaald welk type apparatuur geschikt is voor de toepassing. De meest gebruikte typen zijn:

Een aantal belangrijke factoren zijn bijvoorbeeld het type medium (vaste stof / gas / vloeistof) daarnaast spelen de temperatuur, de snelheid, de viscositeit, de druk en meetlocatie een rol bij het kiezen van de juiste apparatuur.

1. Elektromagnetische flowmeters

Een populaire meettechniek voor het meten van flow is middels elektromagnetische flowmeters en worden ook wel Magnetisch Inductieve Doorstromingsmeters genoemd. De flowmeter bestaat uit een buis waarbij aan de bovenkant en onderkant spoelen zijn bevestigd die een pulserend magnetisch veld vormen. Op twee plaatsen tegenover elkaar zijn elektroden aan de binnenkant geplaatst en op een dusdanige manier dat de magnetische veldlijnen loodrecht op elkaar staan.

Deze type meting is alleen geschikt voor het meten van elektrisch geleidende stoffen. Typische soorten flow voor elektromagnetische flowmeters zijn drinkwater, afvalwater, bier, ijswater, water met opgeloste chemicaliën. Gassen en vloeistoffen die niet geleidend zijn zoals lucht, benzine en andere olieproducten zijn dus niet geschikt.

Een groot voordeel van deze sensor is dat het geen bewegende delen heeft en dus niet onderhevig is aan slijtage. Dit type meting heeft een vrije doorlaat waardoor het geen verstoring geeft in de flow en daarbij zijn ook nog eens zeer grote diameters mogelijk. Tot slot kent deze type meting een hoge nauwkeurigheid over een groot meetbereik en is het geschikt voor een hoge druk.

2. Vortex-Flowmeters

Een Vortex-flowmeter maakt gebruik van het Kármán-effect wat inhoud dat de frequentie van de wervelingen voor een bepaalde snelheid staat. De sensor bestaat uit een buis met daarin een bluff-body die de wervelingen veroorzaakt waarna een sensor (piëzo-kristal) de vortexen meet.


Het bluff-body (zwarte onderdeel) creëert wervelingen welke door de sensor (rode onderdeel) worden gedetecteerd.

Voor een Vortex-meter maakt het niet uit of het te meten medium wel of niet geleidend is. De meter is geschikt voor gassen en vloeistoffen tot 10 cP. Zolang de snelheid van het medium hoog genoeg is zodat er duidelijke wervelingen kunnen ontstaan kan een Vortex-flowmeter worden ingezet. Ook dit type flowmeter heeft geen bewegende onderdelen en is dus ideaal voor toepassingen waar lage onderhoudskosten erg belangrijk zijn. Vortex-meters worden vaak op maat gemaakt in verband met specifieke diameters.

3. Ultrasone flowmeters

Er zijn twee soorten meettechnieken die onder de noemer ultrasone flowmeters vallen, namelijk flowmeters die gebruik maken van het Doppler-effect en van looptijdverschilmeting. De laatste meetmethode wordt de laatste 10 jaar steeds vaker gebruikt omdat deze meettechniek nauwkeuriger en breder toe te passen is.

Doppler

Ultrasone flowmeters die gebruik maken van het Doppler-effect kunnen alleen gebruikt worden bij het meten van vloeistoffen. Elke doppler-flowmeter maakt gebruik van twee transducers: een zender (van ultrasoon geluid) en een ontvanger. De zender stuurt een signaal onder een hoek de leiding in. Het signaal wordt gereflecteerd door luchtbelletjes en / of deeltjes in de flow en doordat deze een andere frequentie heeft wordt de snelheid meetbaar. Deze meetmethode kan alleen worden gebruikt bij flowmetingen waarbij het medium deeltjes of gasbelletjes heeft. Heldere vloeistoffen en of zonder deeltjes zijn nauwelijks betrouwbaar te meten.

 

Een sensor die gebruikmaakt van het Doppler-effect is de FlowJam Plus (flow / no Flow detectie). Deze sensor is niet alleen goed in het detecteren van flow / no flow, maar is ook geschikt voor de detectie van verstoppingen. Wanneer de sensor no flow constateert wordt gekeken of dit de buis of leiding vol / leeg is en is via de output verder te verwerken in het proces.

Looptijdverschil

De andere meetwijze van ultrasone flowmeters is het meten van looptijdsverschil. Dit werkt als volgt: wanneer een signaal schuin tegen een stroming in wordt gestuurd zal deze een langere tijd nodig hebben om van  A naar B te komen dan dat het met stroming mee wordt gestuurd.

Sensoren die gebruikmaken van deze methode noemen we ultrasone looptijdverschilmeters. Hoe groter het looptijdverschil, hoe hoger de snelheid van het medium. Voor een looptijdverschilmeter maakt het niet uit of het medium vloeistof of gas is, warm of koud is, wel of niet geleidend en ook de druk (hoog of laag) maakt niet uit.

Draagbare Clamp-on Ultrasone flowmeters

Draagbare Ultrasoon Flowmeting - Fuji Portaflow C

Ultrasone flowmeters, zowel doppler – als looptijdverschilmeters, zijn er ook in draagbare uitvoeringen. Door middel van het aanbrengen van sensoren aan de buitenzijde van het leidingwerk kan de flow gemeten worden (middels clamp-on). Het voordeel hiervan is dat het bestaande leidingwerk intact blijft en er geen obstructies in de flow worden aangebracht.

4. Flowmeting op basis van verschildruk

Een ander veel gebruikte meettechniek voor flowmeting is het meten van drukverschil. Deze meting is erg betrouwbaar en is erg flexibel toe te passen in vele applicaties en industrieën. Flowmeting door middel van drukverschil-meting wordt met name toegepast in leidingen voor het meten van vloeistoffen, gassen en dampen.

Bij een flowmeter op basis van drukverschil is er een gecalibreerde ‘weerstand’ (restrictie) in de stroming aangebracht. Door vlak na de restrictie de druk te meten en deze te vergelijken met een druk ervoor heeft men een druverschil gerelateerd aan de flow. De waarde die hieruit voortkomt wordt omgerekend naar een bepaalde flow.

5. Coriolis massaflowmeter

Voor het meten van de massa van het debiet worden coriolis massaflowmeters gebruikt. Een coriolismeter maakt gebruik van het Corioliseffect en meet de massa per tijdseenheid. Bij dit type flowmeter wordt de leiding waarin het gas of vloeistof stroomt haaks op de bewegingsrichting in trilling gebracht. Door de corioliskracht van het medium wordt er voor gezorgd dat de trilling bij het ingaande deel achter zal blijven op het uitgaande deel. Het tijdsverschil in de trillingen tussen de ingaande en uitgaande deel zal bij een goed ontwikkelde meter rechtevenredig zijn met de stroming.

De frequentie waarop de aandrijver de buizen laat trillen kan variëren van 80 tot 1000 trillingen per seconde. De uitslag van de trilling is dusdanig klein dat deze niet met het blote oog is waar te nemen, maar kan wel worden gevoeld bij aanraking van de gekromde leiding.

Er zijn diverse vormen coriolis flowmeters en afhankelijk van de fabrikant en het te meten medium kan worden bepaald welke vorm geschikt is. Er is niet één vorm de beste coriolis massaflowmeter en ieder type heeft zijn eigen voordelen en nadelen.

Bekijk de vergelijkingstabel in het groot  »
(opent in nieuw tabblad)

Apparatuur voor flowmetingen

Istec heeft een uitgebreid assortiment apparatuur voor flowmetingen van meerdere leveranciers: Fischer, Fuji Electric en SWR. Met ons aanbod flow-instrumentatie is het mogelijk allerlei soorten media zoals vloeistoffen, gassen en vaste stoffen te meten in leidingen of transportbanden. Ongeacht de druk, de temperatuur, de viscositeit en dichtheid: voor iedere type flow hebben we een oplossing.