Uw winkelwagen is op dit moment leeg.
Uw winkelwagen is op dit moment leeg.
Vooral in de procesindustrie is stromingsmeting essentieel. Hier is de stroming van vloeistoffen en gassen een van de parameters die het meest gemeten worden. Daarnaast is deze parameter stromingsmeters ook in diverse andere industrieën voor verschillende doeleinden belangrijk - van de controle van secundaire variabelen, zoals bijvoorbeeld verwarming door middel van stromingsregeling van stoom tot verbruiksbewaking en -facturering. Maar wat is een stroming precies? Kort gezegd: stroming kan worden gedefinieerd als volume of massa gedeeld door tijdsduur.
De stroming kan in een formule als volgt worden weergegeven:
Massastroom (Q) = massa (kg) ÷ tijd (s)
Volumestroom (Q) = volume (m³) ÷ tijd (s)
De SI-eenheden voor massa en volumestroom zijn respectievelijk kg/s en m³/s, maar in de praktijk kunnen ook andere eenheden zoals kg/h, ton/h voor massastroom en l/min of m³/h voor volumestroom worden gebruikt.
Als de stromingssnelheid en het dwarsdoorsnede van de pijp bekend is, is het ook mogelijk om met deze formule de volumestroming in een pijp of kanaal te bepalen:
Volumestroming (Q) = stromingssnelheid ∙ dwarsdoorsnede
De startwaarde van deze vergelijking is de volumetrische stroming in SI-eenheden (m³/s).
Als de vloeistofdichtheid bekend en constant is, kan de massastroom verkregen worden door deze te vermenigvuldigen met de volumestroom.
Massastroom (Q) = volumestroom (m³/s) ∙ dichtheid (kg/m³)
De startwaarde van deze vergelijking is de massastroom in de SI-eenheid (kg/s).
In stromingsmeettechniek van gassen hebben de gasdeeltjes zwakkere intermoleculaire bindingen dan vloeistoffen, dus hun dichtheid is onderhevig aan veranderingen die worden veroorzaakt door druk- en temperatuurschommelingen. Voor een directe vergelijking worden de volumestromen vaak gecorrigeerd naar een referentieconditie van temperatuur en druk. De twee meest gebruikte referentieomstandigheden zijn 0°C (32°F) en 1 bar (100 kPa) gedefinieerd door IUPAC en 20°C (68°F) en 1013,24 mbar (101,325 kPa) gedefinieerd door NIST. Er is geen compensatie nodig voor de massastroommeting van gassen, omdat massa onafhankelijk is van temperatuur- en drukveranderingen.
De meeste principes van de stromingsmeettechniek zijn gebaseerd op vloeistofdynamica of op vloeistofeigenschappen zoals thermische, akoestische en elektromagnetische eigenschappen, waarbij stromingssnelheden direct worden gemeten of indirect worden berekend op basis van andere meetwaarden. Vanwege verschillende fysieke eigenschappen tussen vloeistoffen en gassen, worden stromingsmeettechniek voor vloeistoffen en de stroommeettechnologie voor gassen vaak afzonderlijk beschouwd. Afhankelijk van de toepassingseisen wordt onderscheid gemaakt tussen volumestroommeettechniek en massastroommeettechniek. Afhankelijk van de meetprincipes kunnen stromingsmeettechnieken op verschillende manieren worden geïnstalleerd: in-line, plug-in of clamp-on-montage.
Elektromagnetische stromingsmeters, ook magmeters genoemd, werken op basis van de inductiewet van Faraday en worden in verschillende industrieën gebruikt om de volumestroommeting van geleidende vloeistoffen zoals water, chemicaliën of dranken te meten. Het meetlichaam in originele staat veroorzaakt praktisch geen drukverlies en is daarom heel geschikt voor het meten van dichte, viskeuze media. Op basis van het speciale bevochtigde materiaal en ontwerp kan het ook worden voor corrosieve en schurende vloeistoffen gebruikt worden
Elektromagnetische stromingsmeters zijn ontworpen met twee veldspoelen die aan weerszijden van de meetbuis zijn geïnstalleerd en die een magnetisch veld creëren. Terwijl de vloeistof door het veld stroomt, induceert deze een spanning die wordt gemeten door een elektrodepaar. De geïnduceerde spanning is direct evenredig met de stromingssnelheid. Vanwege het toegepaste meetprincipe kunnen magmeters alleen geleidende vloeistoffen meten en zijn ze niet geschikt voor niet-geleidende vloeistoffen zoals oliën, koolwaterstoffen of gedemineraliseerd, zeer zuiver en gedestilleerd water.
Video 1: Overzicht - Elektromagnetische stromingsmeters
De Coriolis-stromingsmeter is een van de meest veelzijdige, geavanceerde en nauwkeurige stromingsmeters op de markt. Hij is gebaseerd op het principe van het Coriolis-effect, dat voor het eerst ontwikkeld werd door de Franse wetenschapper Gaspard-Gustave de Coriolis in 1835. Coriolis-stromingsmeters kunnen de massastroom, dichtheid en temperatuur meten en ook vele andere variabelen meten, zoals volumestroom, concentratie en viscositeit. Ze worden vaak gebruikt in toepassingen die een hoge nauwkeurigheid en betrouwbaarheid vereisen, bijvoorbeeld in doseertoepassingen in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie of in afleveringsmetingen in de chemische en olie- en gasindustrie.
Video 2: Overzicht Coriolis-stromingsmeter
Coriolis-stromingsmeters kunnen afhankelijk van het merk en model een verschillend ontwerp hebben, maar volgen allemaal hetzelfde basisprincipe: een aandrijfspoel activeert de meterbuis met een resonantiefrequentie, terwijl een paar sensoren geïnstalleerd in de in- en uitlaat van de buis de frequentie van de trilbuis meten. Wanneer er geen stroming aanwezig is, trillen beide uiteinden van de buis synchroon. Zodra er stroming in de leiding aanwezig is, dwingt de door de aandrijfspoel veroorzaakte buisbeweging een afwisselende verdraaiing van de buis af en wordt een faseverschuiving in de beweging van beide buisuiteinden door de sensoren gedetecteerd. De massastroom is dus evenredig met het tijdsverschil tussen het responsgedrag van de inlaat- en uitlaatsensoren.
De resonantiefrequentie van de buis hangt af van de vloeistofdichtheid: hoe hoger de dichtheid, hoe lager de resonantiefrequentie. Vanwege deze eigenschap kunnen Coriolis-stromingsmeters ook de dichtheid van vloeistoffen nauwkeurig meten, en met de gemeten dichtheid kan vervolgens ook de volumestroom berekend worden. Een ingebouwde temperatuursensor helpt de Coriolis-flowmeter bij het berekenen van specifieke concentratiewaarden, zoals Brix, Plato, Baum en API.
Deze geavanceerde technologie gaat in vergelijking met andere technologieën met hogere kosten gepaard, maar de investering wordt na verloop van tijd terugverdiend dankzij de grotere nauwkeurigheid en productiviteit die inherent zijn aan dit type apparatuur.
Ultrasone stromingsmeters zijn volumestroommeters meestal in een clamp-on-ontwerp, die van buitenaf contactloos op de buiswand worden gemonteerd. Het meest voorkomende gebruik voor dit type stromingsmeter is watermeting, vooral bij grote buizen, waar andere technologieën kostbaar worden. Ze hebben ook hun weg gevonden naar de water- en afvalwaterindustrie, maar ze hebben ook andere toepassingen en sommige modellen zijn zelfs ontworpen voor gasmetingen. Er zijn twee verschillende technologieën verkrijgbaar op de markt: Transit Time en Doppler Effect, afhankelijk van de fabrikant en het model.
De Doppler-effectmethode gaat uit van deeltjes of bellen in de vloeistof. Een omzetter zendt een ultrasoon signaal uit dat door bewegende deeltjes of bellen wordt gereflecteerd en met een andere frequentie terugkeert dan de frequentie die oorspronkelijk uitgezonden werd. Deze frequentieverschuiving is evenredig aan de stromingssnelheid .Afbeelding 1 - Doppler-effectmethode
Video 3: Overzicht van ultrasone stroommeettechnologie
De transit-time methode is de meest gebruikte variant. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een of meer sensorparen. Elke sensor genereert en ontvangt ook het ultrasone signaal afkomstig van de andere sensor. De bewegende vloeistof in de buis zorgt voor een verschil in looptijden vanuit beide richtingen. Het verschil in looptijd is evenredig met de stromingssnelheid.
Ultrasone stromingsmeters kunnen een goed alternatief zijn voor elektromagnetische stromingsmeters, bijvoorbeeld bij niet-geleidende media en met grotere buisdiameters. Omdat de clamp-on ultrasone stromingsmetersensoren niet in contact komen met het medium, kunnen ze een goede optie zijn voor corrosieve vloeistoffen en hogedrukleidingen. Bovendien wordt het vaak gebruikt voor het modificatie zonder procesonderbreking of als draagbaar meetapparaat voor tijdelijke metingen, bijvoorbeeld voor controle of stroomvalidatie.Thermische stromingssensoren of thermische massastromingsmeters werken volgens het principe van de thermische dispersie, ook wel de wet van King (King's Law) genoemd, volgens welke een bewegende vloeistof warmte van een warmtebron wegvoert. Dit type stromingsmeter wordt vaak als luchtdruksensor en ook voor verschillende soorten gas gebruikt, omdat het een betrouwbare maar toch voordelige technologie is in vergelijking met andere massastromingsmeters zoals de Coriolis.
Het ontwerp van de stromingsmeter kan per fabrikant verschillen, maar bestaat meestal uit twee temperatuursensoren. Eén sensor dient als referentiesensor en meet de vloeistoftemperatuur, terwijl de tweede sensor wordt verwarmd door elektrische stroom, waardoor een constant temperatuurverschil tussen de referentiesensor en de verwarmde sensor ontstaat. Zodra er stroming in de buis is, wordt een deel van de warmte uit de vloeistof weggevoerd, waardoor het verwarmde element wordt afgekoeld. De elektronica levert dan meer stroom aan de verwarmde sensor zodat het temperatuurverschil altijd constant blijft. De massastroom kan dan worden berekend met behulp van de stroomopname van de verwarmde sensor.
Video 4: Thermische stromingsmeettechniek
De thermische eigenschappen van de vloeistoffen moeten bekend zijn bij de stromingstransmitter, omdat deze voor elke vloeistof anders zijn, wat van invloed is op de meting. De meest voorkomende gassen die in de verschillende industrieën worden gebruikt, zijn al vooraf geconfigureerd in de meeste thermische massastromingsmeters.
Er zijn twee commerciële typen thermische massastroommeters: het plug-in en het in-line type. De plug-in versie wordt gewoonlijk gebruikt voor grotere buizen, waarbij de sonde direct in de buis wordt gebracht.
Turbine-stromingsmeters zijn volumestroommeters en behoren tot de bekendste stromingsmeettechnieken. Turbine-stromingsmeters kunnen worden gebruikt om de stroming van vloeistoffen en gassen te meten en zijn een goed alternatief bij het werken met niet-geleidende vloeistoffen zoals oliën.
Video 5 - Overzicht van het principe van turbine-stromingsmeting (Engels)
Peddelwiel-stromingsmeter ook bekend als vleugelrad-stromingsmeter Vaak worden ze beschouwd als een variant van de turbine-stromingsmeter en worden ze gebruikt voor eenvoudige toepassingen zoals het meten van de waterstroming. In plaats van turbines zijn de stromingsmeters uitgerust met een peddelwiel dat draait door de kracht van de stroming. De omwentelingen van het peddelwiel zijn evenredig met het hoeveelheid stroom. De beweging van het peddelwiel wordt gedetecteerd door een bewegingssensor die elektronische impulsen genereert die overeenkomen met de hoeveelheid volume. Bij eenvoudigere modellen beweegt het peddelwiel een reeks tandwielen waarmee de telcijfers veranderen. In deze versie is het apparaat volledig mechanisch en heeft het geen stroom nodig.
Afbeelding 2: Peddelwiel-stromingsmeter
Video 6: Overzicht - Vortex stromingsmeettechniek
Vortex-stromingsmeters zijnvolumestroommetersmet een breed scala aan toepassingen, van water- tot gasstroommeting. Omdat ze bestand zijn tegen hoge temperaturen en druk worden ze echter vaak gebruikt bij stromingsmeting voor stoom; de meest voorkomende toepassing voor dit type stromingsmeters.
Vortex-stromingssensoren werken volgens het principe van wervel-afscheiding. Daarbij stroomt een vloeistof langs een obstakel, het zogenaamde bluflichaam, waardoor er achter het bluflichaam onderdrukzones ontstaan en aan beide zijden van het bluflichaam tussenwervels worden gevormd. Een sensor die na het bluflichaam is geïnstalleerd, meet de frequentie waarmee de wervels worden gevormd. De stromingssnelheid en de volumestroom zijn dus evenredig met de frequentie waarmee de wervels optreden.
Vortex-stromingsmeter kunnen de stroming van zowel vloeistoffen als gassen meten. Er is echter een minimale stromingssnelheid vereist om de wervels te kunnen vormen. Vortex-stromingsmeters zijn volumestroommeters, maar kunnen met behulp van temperatuur- en druksensoren de massastroom van gassen en stoom berekenen. Sommige modellen hebben zelfs ingebouwde temperatuur- en druksensoren.
Verschildruk-stromingsmeters, gewoonlijk DP-meters genoemd, zijn een van de meest gebruikte en meest veelzijdige stromingsmeettechnieken, geschikt voor volumetrische stromingsmeting van vloeistoffen, gassen en stoom. Ze gebruiken het drukverschil dat wordt veroorzaakt door primaire elementen zoals meetopeningen, mondstukken, venturibuizen, pitot- en annubarbuizen, enz. Een belangrijk toepassingsgebied is het meten van stoom en condensaten bij hoge temperaturen. Pitot- en annubarbuizen zijn meer geschikt voor situaties waar drukverlies ongewenst is of voor grote buisdiameters.
Beperkende primaire elementen, zoals meetopeningen en venturibuizen, veroorzaken drukverlies in de leiding. Door de druk voor en na het smoren te meten, kan de volumestroom bepaald worden. Er zijn verschillende vormen en soorten primaire smoorelementen die voor verschillende toepassingen kunnen worden gebruikt. Het meest voorkomende type is de meetopening, die ook een verscheidenheid aan vormen en ontwerpen kan hebben.
Afbeelding 3:- Verschildruk-stromingsmeter
Afbeedling 4 - Dynamische druksonde (pitot)
Primaire plug-in-elementen, zoals pitotbuizen, meten de dynamische druk. Dit is de optelsom van de statische druk van de leiding en de druk die wordt uitgeoefend door de beweging van de vloeistof tegen het sensorelement, terwijl alleen de statische druk afzonderlijk wordt gemeten. Uit het drukverschil tussen de twee meetpunten kan dan de volumestroom en het stromingssnelheid berekend worden.
Door hun ontwerp veroorzaken primaire plug-in-elementen drukverlies. Die is echter lager dan bij meetopeningen.
Vlotter-stromingsmeters, ook rotameters genoemd, zijn relatief eenvoudig ontworpen en betaalbare volumestroommeters voor het meten van de stroming van gassen en vloeistoffen. Vanwege hun geringe kosten worden vlotter-stromingsmeters vaak gebruikt voor eenvoudige stromingsbewaking. Dit geldt met name voor uitvoeringen met taps toelopende en geschaalde glazen buizen waar alleen lokale indicatie vereist is. Vlotter-stromingsmeters zijn bijzonder geschikt voor het meten van stromingen aan de onderkant van de volumeschaal.
Vlotter-stromingsmeters bestaan uit een loodrechte buis gemaakt van transparant materiaal zoals bijvoorbeeld glas waarvan in diameter geleidelijk groter wordt en een vlotter, vaak van glas of metaal. Kortom, de vloeistofstroom oefent kracht uit op de vlotter en duwt deze omhoog. Vanwege de zwaartekracht bereikt het gewicht van de vlotter en de conische buisconstructie een evenwicht binnen het systeem. De vlotter blijft in een vaste positie staan en geeft de actuele stroming aan. De positie van de vlotter kan afgelezen worden op een schaal die de hoeveelheid stroming aangeeft. Meer geavanceerde modellen hebben een geïntegreerde sensor die de positie van de vlotter detecteert en een proportioneel elektrisch signaal, bijvoorbeeld 4 - 20 mA, doorgeeft.
Vanwege de uiteenlopende vloeistofeigenschappen zijn er verschillende buis- en vlotterontwerpen met uiteenlopende materialen, die moeten worden geselecteerd op basis van het beoogde gebruik, anders kunnen de prestaties en functie van het apparaat nadelig beïnvloed worden.
Afbeelding 4 - vlotter-stromingsmeter
Het aantal types en technologieën, evenals de verscheidenheid aan toepassingen, kunnen de selectie van een stromingsmeter bemoeilijken, waarbij de selectie door een verscheidenheid aan factoren beïnvloed wordt.
Allereerst is het belangrijk om het meetprobleem of de meetopgave te begrijpen, d.w.z. waarom een stromingsmeter nodig is. Typische taken zijn: bewaken, regelen, doseren, vullen en schakelen. Sommige vereisten voor een stromingsmeter kunnen uit de taak worden afgeleid, bijvoorbeeld doseergebruik vereist een hoge nauwkeurigheid waarbij speciale batchfuncties zijn vereist. Bij controletaken worden compromissen op het gebied van nauwkeurigheid getolereerd, maar een hoge reproduceerbaarheid van de meting is vereist.
Na het definiëren van de meetopgave zijn de volgende elementaire overwegingen of vereisten van invloed op de selectie van uw stromingsmeter:
1.) Welke vloeistof moet gemeten worden? |
De keuze van de stromingsmeter hangt in de eerste plaats af van de vloeistof die gemeten moeten worden. Bepaalde technologieën zullen afhankelijk van vloeistoftype beter presteren dan andere en sommige zullen voor bepaalde vloeistoffen helemaal niet werken. Elektromagnetische stromingsmeters zijn bijvoorbeeld niet geschikt voor het meten van de gasstroming. Met dit in gedachten is het belangrijk dat u controleert of de technologie van de stromingsmeter voor uw gebruik geschikt is. |
2.) Wat zijn de procesvoorwaarden? |
Het is erg belangrijk om de procesomstandigheden te kennen waarin de stromingsmeter moet worden geïnstalleerd, zoals bijvoorbeeld de verwachte hoeveelheid stroming, de procestemperatuur en procesdruk. De stromingsmeter moet worden geselecteerd op basis van deze voorwaarden om goede prestaties en duurzaamheid te garanderen. |
3.) Waar moet de stromingsmeter geïnstalleerd worden? |
Ook de installatieomstandigheden kunnen een rol spelen bij de keuze van een stromingsmeter. Het is belangrijk dat u rekening houdt met de buisdiameter, de procesaansluiting, inlaat- en uitlaatlengtes en de aanwezigheid van storingsbronnen voor de stroming, zoals bijvoorbeeld regelkleppen, appendages, pompen, enz. |
4.) Hoe zijn de omgevingsomstandigheden? |
Het is niet onbelangrijk dat u weet of u de stromingsmeter op een toegankelijke plaats moet installeren waar werknemers er gemakkelijk bij kunnen. Er moet ook rekening worden gehouden met de omgevingstemperatuur, luchtvochtigheid, stof en weersomstandigheden. |
|
Afhankelijk van gebruik kunnen verschillende vermogensniveaus vereist zijn. Als u de procesvereisten begrijpt, kan een stromingsmeter-technologie met compatibele prestatieniveaus worden geselecteerd. |
|
Bij de keuze van een stromingsmeter moet rekening worden gehouden met de initiële investeringskosten, de eigenschappen van de stromingsmeter, de onderhouds- en kalibratiekosten. Een goedkope stromingsmeter die uit betaalbare onderdelen bestaat, kan op lange termijn door het vereiste onderhoud en herkalibratie toch duur worden. |
Neem gerust contact op met onze technici als u hulp nodig heeft bij het selecteren van een stromingsmeter voor uw specifieke toepassing:
Een selectie hoogwaardige stromingsmeters vindt u hier: