Hvordan måler du masse- eller volumstrømmen av væske, vann, gass eller damp?
Alt du trenger å vite om strømningsmåling.
Våre eksperter forklarer definisjonen, virkemåte og prinsippVi viser deg de ulike typene strømningsmåler, hvordan du installerer dem og hvordan du vedlikeholder dem.
Flowmetre måler væskestrømmen gjennom rør og brukes i de fleste industrielle prosesser. Det finnes flere kategorier av mengdemålere. For å velge den typen som er best egnet for en bestemt applikasjon, er det viktig å ta hensyn til prosessforholdene, ønsket måleområde og nøyaktighet, kravene til renhet i væsken og om den skal brukes til å måle væsker eller gasser.
Hva er definisjonen på en strømningsmåler?
Det skilles mellom volumstrømmålere og massestrømningsmålere. En volumstrømsmåler er et allsidig instrument som måler mengden væske (volum) som passerer gjennom et gitt punkt på en gitt tid. Denne enheten måler volumet og strømningshastigheten til væsken som strømmer gjennom et rør, vanligvis et væske flyter som vanna Gasstrøm og en dampgjennomstrømning.
Noen måleinstrumenter måler massestrøm, dvs. massen av væske som strømmer gjennom et rør i løpet av en gitt tidsperiode. Omregning mellom volumstrøm og massestrøm er mulig når væskens tetthet er kjent og andre egenskaper som trykk og temperatur også er kjent.
Merk: Strømningsmålere og strømningsindikatorer må ikke forveksles, da strømningsindikatorer ikke måler strømningsverdien, men bare indikerer om væske beveger seg gjennom en krets eller ikke.
Hva er enheten for strømningsmåling?
Volumstrømningshastigheten som brukes til å måle væskers og gassers strømning, vanligvis representert ved symbolet Q, uttrykkes vanligvis i m3/h eller l/s.
Massestrømning uttrykkes i gram per sekund (g/s) eller kilogram per time (kg/h). En vanlig feil ved installasjon av gjennomstrømningsmålere er at man forveksler totaltellere med gjennomstrømningsenheter.
Totalmålere måler strømmen som har passert gjennom måleren siden den ble slått på første gang.
Hvordan velger jeg riktig strømningsmåler?
Moderne mengdemålere produseres ved hjelp av en rekke teknologier som utnytter en rekke fysiske fenomener. Forskning og utvelgelse av dem krever verifisering av en rekke parametere.
Gjennomstrømningsmålere for væske- og gassapplikasjoner er ikke de samme, så du må ta hensyn til hva som skal strømme gjennom røret.
Du må for eksempel vite om det er væske, gass (f.eks. luft) eller damp som skal måles.
- Volum- eller massestrømningsmåler
De fleste mengdemålere er i stand til å måle volumstrømmer, men i noen tilfeller kan det være lurt å måle massestrømmer i tillegg.
- Driftsforholdene for væsken
Hva er det maksimale trykket i væsken som skal måles?
Hva er minimums- og maksimumstemperaturen til væsken som skal måles?
En sensors evne til å måle temperatur avhenger av sensortypen.
Noen sensorer er bare egnet til å måle én temperatur, mens andre kan måle et bredt spekter av temperaturer.
Hvilken minimums- og maksimumsgjennomstrømning skal du måle?
Rørstørrelse- Trykkfall
Ved lav gjennomstrømning er trykktapet som oppstår ved installasjon av en gjennomstrømningsmåler en stor kostnadsfaktor.
Å minimere trykktapet betyr å minimere friksjonstapet i rørsystemet.
Et av hovedmålene ved design av gjennomstrømningsmålere er å minimere friksjonstrykkfallet så mye som mulig.
Trykkfallet over en gjennomstrømningsmåler må være minimalt og konstant under ulike driftsforhold.
- Det eksterne miljøet
- Installasjonsbetingelser:
Generelt sett må det også tas hensyn til installasjonsforholdene for fremtidige gjennomstrømningsmålere.
Når et rørnettverk har bøyer, ventiler, diameterendringer og andre uregelmessigheter, oppstår det forstyrrelser i væskestrømmen, og noen måleteknologier er følsomme for disse forstyrrelsene.
For å unngå målefeil forårsaket av disse forstyrrelsene er det nødvendig å plassere en tilstrekkelig lengde rett rør foran strømningsmåleren slik at væskestrømmen ikke forstyrres.
Denne rette rørlengden foran strømningsmåleren uttrykkes som en funksjon av rørdiameteren (DN).
Andre faktorer som må vurderes, er nøyaktigheten og repeterbarheten til gjennomstrømningsmåleren, men også det analoge eller pulsutgangssignalet og kommunikasjonsprotokollen.
- Nøyaktigheten må være stabil, dvs. at variasjonen i målefeil ved endringer i driftsmiljøet ligger innenfor et fast område.
- Strømningsmåleren må ha høy repeterbarhet, dvs. at differansen mellom to påfølgende målinger må ligge innenfor et fast område. Dette sikrer at måleren kan måle samme strømningshastighet under ulike trykkforhold og med varierende innløpsstrømningshastigheter.
- Utgangssignalet er tilgjengelig som 4-20mA, 0-10V, 4-20mA/0-10V, puls, digital HART, MODBUS.
Hvordan fungerer en strømningsmåler, og hva er prinsippet?
Har du noen gang lurt på hvordan en strømningsmåler fungerer? La oss ta en titt på de ulike teknologiene som er populære for måling av væsker, gasser og damp.
Hva er de ulike teknologiene for strømningsmåler?
Elektromagnetiske strømningsmålere består av en transmitter og en sensor som måler strømningen.
Når en væske passerer gjennom et rør, måler den elektromagnetiske strømningssensoren som er plassert eksternt, en indusert spenning som genereres av væsken. Transmitteren måler spenningen som produseres av sensoren og konverterer den til en strømningshastighetsverdi. En elektromagnetisk strømningsmåler måler strømningshastigheten ved hjelp av et par elektroder og en samling spoler. Spolene i den elektromagnetiske strømningsmåleren drives av senderen som et resultat av tilført strøm. Når den er drevet, dannes det et magnetfelt mellom de to spolene. Når røret er fylt og væsken begynner å strømme, skiller magnetfeltets kraft de negativt og positivt ladede partiklene fra væsken.
Faradays lov, beskrevet matematisk som E = k*B*D*V, er et strømningsprinsipp for magnetiske strømningsmålere.
Den induserte spenningen (E) er direkte proporsjonal med hastigheten (V) til væsken som strømmer i magnetfeltet (B).
Elektrodekretsen overfører den induserte spenningen til senderen, som konverterer den til en kvantitativ måling.
Volumet av væsken estimeres ut fra denne kjente hastigheten og rørets overflateareal.
Hvorfor velge en elektromagnetisk strømningsmåler?
- Økonomisk for væsker som vann, avløpsvann, aggressive kjemikalier og slam
- Lite vedlikehold (ikke følsom for partikler, ingen bevegelige deler, ingen hindringer)
- Bredt spekter av bruksområder (beleggmaterialer, elektrodealternativer, rørdiametre)
- Toveis måling
- Svært dynamisk måling (måling av svært små og svært store volumstrømmer)
Strømningsmåler med ultralyd :
Transitttidsdifferansemetoden. Denne metoden er basert på det faktum at overføringshastigheten til et ultralydsignal avhenger av mediets strømningshastighet. En ultralydbølge som beveger seg med strømmen, beveger seg raskere enn en bølge som beveger seg mot strømmen. To transdusere monteres overfor hverandre på rørets yttervegg. Transduserne sender ut hver sin ultralydpuls og registrerer forskjellen i pulsens transittid for å beregne strømningshastigheten.
Hvorfor velge en ultralydstrømningsmåler?
Ikke-påtrengende ultrasoniske clamp-on-flowmålere gir en rekke fordeler:
- Høy måledynamikk
- Ingen prosessavbrudd under installasjonen
- Ingen direkte kontakt med væsken
- Lave installasjonskostnader
- Lite vedlikehold
- Tilgjengelig som bærbar ultralydstrømningsmåler
Differensialtrykksflowmetere og trykkavlastere
Teknologi av differensialtrykksensor (DP) for strømningsmåling ved hjelp av en depressor bruker en variant av Bernoullis prinsipp for å måle væskestrømmen i et rør.
I vår anvendelse av Bernoullis prinsipp heter det at strømningshastigheten øker og trykket avtar når strømmen passerer gjennom en restriksjon i røret. Dette gjør det mulig å bestemme trykkdifferansen over restriksjonen. Kvadratroten av dette differansetrykket er proporsjonal med strømningshastigheten. En differansetrykksmåler (DP) består av to elementer, et primærelement som forårsaker et trykkfall, og et sekundærelement (en trykktransduser) som måler differansetrykket.
Hvorfor velge en differensialtrykksmåler med trykkavlastning?
- Enkel enhet uten bevegelige deler
- Økonomisk
- Installasjon i alle posisjoner
- Bredt spekter av bruksområder og prosesser (gasser, væsker, damp)
Hvordan installerer jeg en strømningsmåler?
Når du installerer gjennomstrømningsmålere, må du huske å installere måleren i en rett rørstrekning for å unngå forstyrrelser forårsaket av bøyer, ventiler og andre hindringer.
Hvordan konfigurerer jeg en strømningsmåler?
Hvis du vil installere en strømningsmåler, må du ta den i bruk.
Igangsetting
Installasjon av instrumentene og tilkobling av rørene kalles idriftsetting.
Dette er en kompleks jobb som krever et team av kvalifiserte personer med lang erfaring.
Denne operasjonen kan utføres av teknikere med opplæring i instrumentering eller av produsentens tekniske tjenester.
Opplæring i mengdemåling
Brukeropplæringen er svært viktig for å kunne konfigurere strømningsmåleren i henhold til forventningene.
Denne opplæringen sikrer at du vet hvordan du leser av flowmeterskjermen og bruker konfigurasjonsmenyen og parametrene.
Du kan stille alle spørsmål du måtte ha.
Hvordan vedlikeholder jeg en strømningsmåler?
Betydningen av effektivt, regelmessig vedlikehold med gjennomstrømningsmålere er at de under normal drift utsettes for en lang rekke forurensninger.
Disse kan være i form av suspenderte faste stoffer som transporteres av mediet som måles (f.eks. smuss i vann) eller væske-/faststoffavleiringer som dannes på den ytre overflaten av strømningsmåleren (f.eks. avleiringer eller korrosive produkter). For å minimere risikoen for tilstopping og sikre nøyaktig måling over lengre perioder, må måleren rengjøres regelmessig.
Ideelt sett bør en strømningsmåler rengjøres en gang i året, eller enda oftere hvis den utsettes for spesielt tøffe forhold.
Rengjøring av in-line gjennomstrømningsmålere forlenger ikke bare levetiden, men sikrer også optimal ytelse til enhver tid. Regelmessig rengjøring forhindrer opphopning av smuss og andre blokkeringer i målerne, eliminerer falske avlesninger og sikrer at du får en nøyaktig måling hver gang du bruker dem.
Ikke-påtrengende gjennomstrømningsmålere har den fordelen at de ikke er i direkte kontakt med væsken og ikke krever vedlikehold.
Kalibrering er viktig fordi det sikrer nøyaktige avlesninger. Hvis en måler ikke er riktig kalibrert, vil den ikke gi pålitelige data som kan brukes til vedlikehold og forbedring av anlegget. Det er også viktig å kalibrere målerne før de tas i bruk, ettersom dårlig kalibrering kan føre til at nøyaktigheten reduseres over tid. Kalibrering sikrer at målingene utføres på et konsistent punkt som gir nøyaktige resultater hver gang.
Den beste måten å sikre utstyrets nøyaktighet på er gjennom kontinuerlig testing, vedlikehold og kalibrering.
En strømningsmåler som er godt vedlikeholdt, vil fungere mer effektivt enn en som ikke er det, noe som betyr lavere driftskostnader for bedriften.
Hvordan tester og kalibrerer man en strømningsmåler?
En gjennomstrømningsmåler må kalibreres regelmessig for å sikre at den fortsetter å gi nøyaktige avlesninger.
Kalibrering er en prosess der man kontrollerer at måleren fungerer som den skal og gir nøyaktige avlesninger.
Kalibrering skal utføres i henhold til produsentens spesifikasjoner, vanligvis en gang i året.
Kalibrering av strømningsmåleren innebærer å sammenligne målerens utgangssignal med et kjent inngangssignal.
Dette kan oppnås ved å bruke en ekstern referanse og sammenligne utdataene med en annen enhet, f.eks. en sekundær strømningsmåler. Kalibrering utføres vanligvis av produsenten eller leverandøren av strømningsmåleutstyret. Men hvis garantiperioden er utløpt eller produsenten eller leverandøren ikke tilbyr kalibreringsservice, kan du sende strømningsmåleren til et spesialfirma for kalibrering.
Hvor brukes gjennomstrømningsmålere?
De ulike kategoriene av strømningsmåler brukes til å måle og kontrollere strømning i en rekke bruksområder, inkludert papirindustriengruvedrift og metallurgi, vann og avløpmatprosesser, kjemikalier og petrokjemikalier, olje og gass.
De kan brukes i et bredt spekter av applikasjoner, fra rene eller forurensede væsker, via svært korrosive eller slipende gasser, til mettet og overhetet damp. Valg av teknologi avhenger av bruksområdet og begrensningene i det industrielle miljøet.
Fuji Electric France kan hjelpe deg med å finne riktig strømningsmåler for din applikasjon.
