Come si misura il flusso di massa o di volume di un liquido, acqua, gas o vapore?
Tutto quello che c'è da sapere sulla misura di portata.
I nostri esperti ne spiegano la definizione, funzionamento e principioVi mostreremo i diversi tipi di misuratori di portata, come installarli e come mantenerli.
I flussimetri misurano il flusso dei fluidi attraverso i tubi e sono utilizzati nella maggior parte dei processi industriali. Esistono diverse categorie di flussimetri. Per scegliere il tipo più adatto a una particolare applicazione, è importante considerare le condizioni del processo, la portata e l'accuratezza desiderate, i requisiti di pulizia del fluido e se verrà utilizzato per misurare liquidi o gas.
Qual è la definizione di misuratore di portata?
Si distingue tra misuratori di portata volumetrica e misuratori di portata massica. Il misuratore di portata volumetrica è uno strumento versatile che misura la quantità di fluido (volume) che passa attraverso un determinato punto in un determinato tempo. Questo dispositivo misura il volume e la portata del fluido che scorre attraverso una tubazione, di solito una flusso liquido come l'acquaa flusso di gas e un flusso di vapore.
Alcuni strumenti di misura misurano la portata massica, cioè la massa di fluido che scorre attraverso un tubo in un determinato periodo di tempo. La conversione tra portata volumetrica e portata massica è possibile quando è nota la densità del fluido e altre caratteristiche come la pressione e la temperatura.
Nota: i misuratori di portata e gli indicatori di portata non devono essere confusi, poiché gli indicatori di portata non misurano il valore del flusso, ma indicano semplicemente se il fluido si muove o meno attraverso un circuito.
Qual è l'unità di misura del flusso?
La portata volumetrica utilizzata per misurare il flusso di liquidi e di gas, generalmente rappresentata dal simbolo Q, è normalmente espressa in m3/h o l/s.
La portata massica è espressa in grammi al secondo (g/s) o chilogrammi all'ora (kg/h). Un errore comune nell'installazione dei misuratori di portata è quello di confondere i contatori totali con le unità di flusso.
I contatori totali misurano il flusso che è passato attraverso il contatore dalla sua prima accensione.
Come scegliere il misuratore di portata giusto?
I moderni misuratori di portata sono realizzati con numerose tecnologie che sfruttano una varietà di fenomeni fisici. La loro ricerca e selezione richiede la verifica di una serie di parametri.
I misuratori di portata per applicazioni con liquidi e gas non sono uguali, quindi è necessario considerare il flusso che attraverserà il tubo.
Ad esempio, è necessario sapere se si sta misurando il flusso di liquidi, gas (ad esempio aria) o vapore.
- Misuratore di portata volumetrica o massica
La maggior parte dei flussimetri è in grado di misurare flussi volumetrici, ma in alcuni casi si può desiderare di misurare anche flussi di massa.
- Condizioni di funzionamento del fluido
Qual è la pressione massima del fluido da misurare?
Qual è la temperatura minima e massima del fluido da misurare?
La capacità di un sensore di misurare la temperatura dipende dal suo tipo.
Alcuni sensori sono adatti a misurare una sola temperatura, mentre altri possono misurare un'ampia gamma di temperature.
Quali sono le portate minime e massime da misurare?
Dimensioni del tubo- Perdite di pressione
Per una portata ridotta, le perdite di pressione indotte dall'installazione di un misuratore di portata sono un fattore di costo importante.
Ridurre al minimo le perdite di pressione significa ridurre al minimo le perdite per attrito nelle tubazioni.
Uno dei principali obiettivi della progettazione dei misuratori di portata è quello di ridurre il più possibile le perdite di carico per attrito.
La caduta di pressione attraverso un misuratore di portata deve essere minima e costante in diverse condizioni operative.
- L'ambiente esterno
- Condizioni di installazione:
In generale, è necessario tenere conto anche delle condizioni di installazione dei futuri misuratori di portata.
Quando una rete di tubazioni presenta curve, valvole, variazioni di diametro e altre irregolarità, si verificano disturbi nel flusso del fluido e alcune tecnologie di misura sono sensibili a questi disturbi.
Per evitare gli errori di misura causati da questi disturbi, è necessario posizionare una lunghezza sufficiente di tubo rettilineo davanti al flussimetro, in modo che il flusso del fluido non venga disturbato.
Questa lunghezza di tubo rettilineo davanti al flussimetro è espressa in funzione del diametro del tubo (DN).
Altri fattori da considerare sono l'accuratezza e la ripetibilità del misuratore di portata, ma anche il segnale di uscita analogico o a impulsi e il protocollo di comunicazione.
- L'accuratezza deve essere stabile, cioè la variazione dell'errore di misura al variare dell'ambiente operativo deve rientrare in un intervallo fisso.
- Ilmisuratore di portata deve avere un'elevata ripetibilità, ossia la differenza tra due misurazioni consecutive deve rientrare in un intervallo fisso. Ciò garantisce che il misuratore possa misurare la stessa portata in condizioni di pressione diverse e con portate di ingresso variabili.
- Il segnale di uscita è disponibile come 4-20mA, 0-10V, 4-20mA/0-10V, impulso, HART digitale, MODBUS.
Come funziona un flussometro e qual è il suo principio?
Vi siete mai chiesti come funziona un misuratore di portata? Parliamo delle diverse tecnologie utilizzate per misurare il flusso di liquidi, gas e vapore.
Quali sono le diverse tecnologie dei flussimetri?
I misuratori di portata elettromagnetici sono costituiti da un trasmettitore e da un sensore che misurano il flusso.
Quando un fluido passa attraverso un tubo, il sensore del misuratore di portata elettromagnetico posto all'esterno misura una tensione indotta generata dal liquido. Il trasmettitore misura la tensione prodotta dal sensore e la converte in un valore di portata. Un misuratore di portata elettromagnetico misura la portata utilizzando una coppia di elettrodi e un insieme di bobine. Le bobine del misuratore di portata elettromagnetico sono azionate dal trasmettitore come risultato delle correnti applicate. Una volta alimentato, si forma un campo magnetico tra le due bobine. Quando il tubo viene riempito e il fluido inizia a scorrere, la forza del campo magnetico separa le particelle cariche negativamente e positivamente dal fluido.
La legge di Faraday, descritta matematicamente come E = k*B*D*V, è un principio di flusso per i misuratori di portata magnetici.
La tensione indotta (E) è direttamente proporzionale alla velocità (V) del fluido che scorre nel campo magnetico (B).
Il circuito dell'elettrodo trasmette la tensione indotta al trasmettitore, che la converte in una misura quantitativa.
Il volume del fluido viene stimato in base alla velocità nota e alla superficie del tubo.
Perché scegliere un misuratore di portata elettromagnetico?
- Economico per liquidi come acqua, acque reflue, prodotti chimici aggressivi e fanghi
- Bassa manutenzione (non sensibile alle particelle, senza parti in movimento, senza ostruzioni)
- Ampia gamma di applicazioni (materiali di rivestimento, opzioni di elettrodi, diametri di tubi)
- Misura bidirezionale
- Misura altamente dinamica (misura di flussi di volume molto piccoli e molto grandi)
Misuratori di portata a ultrasuoni :
Metodo della differenza di tempo di transito. Questo metodo si basa sul fatto che la velocità di trasmissione di un segnale a ultrasuoni dipende dalla velocità di flusso del mezzo. Un'onda ultrasonica che viaggia con il flusso viaggia più velocemente di un'onda che viaggia contro il flusso. Due trasduttori sono installati uno di fronte all'altro sulla parete esterna del tubo. I trasduttori emettono ciascuno un impulso ultrasonico e rilevano la differenza del tempo di transito dell'impulso per calcolare la portata.
Perché scegliere un misuratore di portata a ultrasuoni?
I misuratori di portata a ultrasuoni clamp-on non intrusivi offrono una serie di vantaggi:
- Elevata dinamica di misura
- Nessuna interruzione del processo durante l'installazione
- Nessun contatto diretto con il fluido
- Costi di installazione ridotti
- Bassa manutenzione
- Disponibile come misuratore di portata a ultrasuoni portatile
Misuratori di portata e depressurizzatori a pressione differenziale
Tecnologia di sensore di pressione differenziale (DP) per misura del flusso con un depressore utilizza una variante del principio di Bernoulli per misurare il flusso volumetrico di un fluido in un tubo.
Nella nostra applicazione del principio di Bernoulli, si afferma che la velocità del flusso aumenta e la pressione diminuisce quando il flusso passa attraverso una restrizione nel tubo. Questo ci permette di determinare il differenziale di pressione attraverso la restrizione. La radice quadrata di questa pressione differenziale è proporzionale alla portata. Un misuratore di portata a pressione differenziale (DP) è costituito da due elementi: un elemento primario che causa una caduta di pressione e un elemento secondario (un trasduttore di pressione) che misura la pressione differenziale.
Perché scegliere un misuratore di portata a pressione differenziale con depressurizzatore?
- Dispositivo semplice e privo di parti mobili
- Economico
- Installazione in qualsiasi posizione
- Ampia gamma di applicazioni e processi (gas, liquidi, vapore)
Come si installa un flussometro?
Quando si installano i misuratori di portata, ricordarsi di installarli in un tratto rettilineo di tubo per eliminare i disturbi causati da curve, valvole e altre ostruzioni.
Come si configura un misuratore di portata?
Se si desidera installare un flussometro, è necessario metterlo in funzione.
Messa in servizio
L'installazione degli strumenti e il collegamento delle tubazioni sono noti come messa in servizio.
Si tratta di un lavoro complesso che richiede un team di persone qualificate con una grande esperienza.
Questa operazione può essere eseguita da tecnici formati in strumentazione o dai servizi tecnici del produttore.
Formazione sui flussimetri
La fase di formazione dell'utente è molto importante per configurare il flussimetro secondo le aspettative.
Questa formazione assicura che l'utente sappia leggere lo schermo del flussimetro e utilizzare il menu di configurazione e i parametri.
Sarà possibile porre qualsiasi domanda.
Come si effettua la manutenzione di un flussometro?
L'importanza di manutenzione efficiente e regolare dei misuratori di portata è che, durante il normale funzionamento, i misuratori di portata sono esposti a un'ampia varietà di contaminanti.
Questi possono essere sotto forma di solidi in sospensione trasportati dal fluido da misurare (come la sporcizia nell'acqua) o di depositi liquidi/solidi formatisi sulla superficie esterna del flussimetro (come incrostazioni o prodotti corrosivi). Per ridurre al minimo il rischio di intasamento e garantire una misurazione accurata per lunghi periodi, è necessario pulirlo regolarmente.
Idealmente, un misuratore di portata dovrebbe essere pulito una volta all'anno, o anche più frequentemente se è esposto a condizioni particolarmente difficili.
La pulizia dei misuratori di portata in linea non solo ne prolunga la durata, ma garantisce anche prestazioni ottimali in ogni momento. Una pulizia regolare impedisce l'accumulo di sporco e di altre ostruzioni nei misuratori, eliminando le false letture e garantendo una misurazione accurata ogni volta che li si utilizza.
I flussimetri non intrusivi hanno il vantaggio di non essere a diretto contatto con il fluido e di non richiedere alcuna manutenzione.
La calibrazione è importante perché garantisce letture accurate. Se un misuratore non è calibrato correttamente, non fornirà dati affidabili da utilizzare per la manutenzione e il miglioramento dell'impianto. È inoltre importante calibrare i misuratori prima della loro messa in funzione, poiché una calibrazione inadeguata può portare a un calo dell'accuratezza nel tempo. La calibrazione garantisce che le misurazioni vengano effettuate in un punto coerente e che forniscano sempre risultati accurati.
Il modo migliore per garantire l'accuratezza costante della vostra apparecchiatura è quello di effettuare test, manutenzione e calibrazione continui.
Un misuratore di portata ben mantenuto funzionerà in modo più efficiente rispetto a uno che non lo è, il che si traduce in una riduzione dei costi operativi per l'azienda.
Come si testa un misuratore di portata e si calibra un misuratore di portata?
Un misuratore di portata deve essere calibrato regolarmente per garantire che continui a fornire letture accurate.
Lacalibrazione è il processo di verifica del corretto funzionamento del misuratore e della sua precisione di lettura.
La calibrazione deve essere eseguita in conformità alle specifiche del produttore, di solito su base annuale.
La calibrazione del misuratore di portata consiste nel confrontare la sua uscita con un ingresso noto.
La calibrazione viene solitamente effettuata dal produttore o dal fornitore dell'apparecchiatura di misura della portata. Tuttavia, se il periodo di garanzia è scaduto o se il produttore o il fornitore non fornisce un servizio di taratura, è possibile inviare il misuratore di portata a un'azienda specializzata per la taratura.
Dove vengono utilizzati i misuratori di portata?
Le varie categorie di misuratori di portata sono utilizzate per misurare e controllare il flusso in numerose applicazioni, tra cui l'industria della cartaminerario e metallurgia, acqua e acque reflueprocessi alimentari, prodotti chimici e petrolchimici, petrolio e gas.
Sono adatti a un'ampia gamma di applicazioni, dai liquidi puliti o contaminati, ai gas altamente corrosivi o abrasivi, al vapore saturo e surriscaldato. La tecnologia giusta deve essere scelta in base all'applicazione e ai vincoli dell'ambiente industriale.
Fuji Electric France può aiutarvi a trovare il misuratore di portata giusto per la vostra applicazione.
rif. : FSV-L
