Przepływomierz

Przepływomierz służy do określania prędkości oraz, w określonych warunkach, ilości przepływającego medium. Między innymi przepływomierze można rozróżnić w zależności od rodzaju mierzonego medium i zasady pomiaru. Przepływomierz jest często projektowany dla określonego stanu przepływającego materiału, tj. mierzy gazy lub ciecze. Dzięki specjalnie wyposażonym urządzeniom możliwy jest również pomiar materiałów sypkich podczas transportu w procesach produkcyjnych lub magazynowych. Nawet ci, którzy prawie nigdy nie używają przepływomierza, podczas tankowania obserwowali przepływomierz przy pompie i ewentualnie odczytywali wodomierz lub gazomierz, aby obliczyć ilość zużytej wody i gazu. Przepływomierze te służą do rejestracji ilości i muszą być kalibrowane ze względu na ceny zależne od ilości. Urządzenia te oraz służące do ciągłego monitorowania i sterowania procesami nazywane są przepływomierzami stacjonarnymi, ponieważ są stale użytkowane w tym samym miejscu. Urządzenia mobilne nadają się do okazjonalnych testów, pomiarów w różnych lokalizacjach i rozwiązywania problemów w istniejących systemach.

Przepływomierze są stosowane w wielu różnych obszarach. Aby ograniczyć wybór do własnych wymagań, wskazane jest uprzednie doprecyzowanie warunków pomiaru.
• Czy przepływomierz powinien być zainstalowany na stałe w jednym punkcie, czy też pomiary powinny być wykonywane w różnych punktach?
• Czy materiał jest gazowy, płynny lub masowy?
• Czy materiał przepływa przez całkowicie wypełniony przekrój rury?
• Jeśli tak, to czy przepływomierz może wystawać poza przekrój rury?
• Jakie prędkości przepływu należy rejestrować?
• Jakiej dokładności oczekuje się od przepływomierza?
• Czy pomiary powinny być przeprowadzane w czasie trwania procesu i wpływu na proces?
• Czy zmierzone wartości powinny być zapisywane czy przesyłane?
• Czy przepływomierz musi być kalibrowalny i regulowany?

Poniżej opisano pokrótce niektóre przepływomierze zgodnie z ich zasadą działania

Do pomiaru prędkości przepływu i przepływu objętościowego można zastosować różne zasady pomiaru. Przepływomierze z rurką Pitota, wirnikiem i gorącym drutem należą do urządzeń, w których czujnik umieszczony jest bezpośrednio w przepływie i w mniejszym lub większym stopniu na niego oddziałuje. Przepływomierze z rurką Pitota mogą być stosowane do dużych przepływów i gazów o dużej zawartości cząstek stałych. Objętości cieczy i średnie prędkości przepływu gazów w zakresie od 5 m/s do 20 m/s można dobrze mierzyć za pomocą wirników. Anemometry z gorącym drutem z czujnikami termicznymi są szczególnie przydatne jako przepływomierze dla mediów gazowych o niskich prędkościach. Zarówno przepływomierz ultradźwiękowy, jak i przepływomierz magnetyczno-indukcyjny działają jako przyrządy pomiarowe, nie utrudniając przepływu.

Przepływomierz - Manometr z rurką Pitota
Przepływomierzem, który określa natężenie przepływu na podstawie różnicy ciśnień, jest anemometr z rurką Pitota. Pomiar ciśnienia odbywa się poprzez rurkę ze specjalnie rozmieszczonymi otworami, która absorbuje i rejestruje ciśnienie przepływającego medium. Jeśli ciśnienie statyczne ośrodka w stanie spoczynku, które również jest mierzone, zostanie odjęte od tego ciśnienia dynamicznego, wynikiem będzie różnica ciśnień. Z tego można określić natężenie przepływu. Przepływającą objętość można określić na podstawie natężenia przepływu i przekroju poprzecznego rury.

Przepływomierz - Anemometr łopatkowy
Anemometr łopatkowy to przepływomierz, który określa prędkość medium na podstawie tego, jak szybko porusza się specjalnie uformowane koło łopatkowe. Urządzenia te są często używane do pomiarów wiatru na zewnątrz. Są one instalowane na stałe na budynkach lub na turbinach wiatrowych i mogą być włączane w przepływ przez podłączenie ich do miernika kierunku wiatru lub wskaźnika kierunku wiatru. Urządzenia mobilne wykorzystywane są na polach, budowach, lotniskach lub w budynkach do sprawdzania kanałów wentylacyjnych. Przy stałym przekroju przepływu niektóre z tych urządzeń mogą również określać przepływ objętościowy. Wirnik w kształcie śmigła jest utrzymywany bezpośrednio w przepływie, chociaż w przypadku wielu urządzeń konieczne jest zwrócenie uwagi na kierunek przepływu. specjalny formularz, niezależnym od poziomego kierunku przepływu jest anemometr kubkowy. W tym przypadku trzy lub cztery półskorupy są rozmieszczone wokół osi obrotu prostopadłej do przepływu, które są wprawiane w ruch przez przepływ. Wirniki są również używane do ciągłego pomiaru objętości cieczy. Wiele wodomierzy i ciepłomierzy współpracuje z wirnikami przepływowymi.

Przepływomierz - Anemometr z gorącym drutem
Anemometr z gorącym drutem to przepływomierz, który pracuje z podgrzanymi materiałami przewodzącymi prąd elektryczny. Przy wyższym natężeniu przepływu czujnik szybciej się ochładza. Ocenę można przeprowadzić dwoma różnymi metodami. W pierwszej metodzie, Constant Current Anemometry (CCA), prąd grzewczy jest utrzymywany na stałym poziomie. Ze względu na zmianę temperatury zmienia się rezystancja elektryczna nagrzanego elementu czujnika i można zmierzyć zmienione napięcie. Druga metoda, anemometria w stałej temperaturze, działa ze stałą temperaturą. W tej metodzie natężenie przepływu jest określane na podstawie tego, ile prądu grzewczego należy zużyć, aby utrzymać temperaturę.

Przepływomierz ultradźwiękowy
Przepływomierze ultradźwiękowe mogą służyć do rejestracji prędkości przepływu i objętości cieczy przepływających w rurociągach bez bezpośredniego kontaktu. W tym celu przepływomierz ultradźwiękowy posiada dwa czujniki, które umieszcza się na rurociągu jako nadajnik i odbiornik i tam mocuje. Pomiar jest możliwy zarówno w przypadku rur metalowych, jak i plastikowych. Czujniki mogą być również stosowane do rur o wielu różnych przekrojach. Z tego powodu oraz ponieważ nie są konieczne żadne zmiany w istniejących rurociągach, przepływomierze ultradźwiękowe doskonale nadają się do pomiarów mobilnych. Przy interpretacji wartości należy wziąć pod uwagę, że wynik pomiaru może się różnić ze względu na niejednorodność cieczy, np. z powodu dużej lepkości.

Przepływomierze magnetyczno-indukcyjne
Magnetyczno-indukcyjny pomiar przepływu (MID) działa bez ruchomych części i bez bezpośredniego kontaktu z przepływającym medium. Zakłada się jednak, że mierzone medium jest elektrycznie przewodzące i jest prowadzone przez specjalną sekcję pomiarową. W tym celu w przepływomierzu zintegrowano specjalnie przygotowany przekrój rury. Zapewnia to, że powstałe pole magnetyczne nie jest rozpraszane przez materiał rury i że napięcie może być odbierane przez dwie elektrody, które mają kontakt galwaniczny z przepływającym medium. Dolna granica przewodności zależy od urządzenia i może wynosić na przykład 50 mikrosiemensów na centymetr. Zanim zdecydujesz się na taki przepływomierz elektromagnetyczny, sprawdź, czy twoje medium jest wystarczająco przewodzące. Magnetyczne czujniki indukcyjne reagują bardzo szybko i wymagają jedynie niewielkiej odległości pomiarowej. Przepływomierz magnetyczno-indukcyjny działa niezależnie od temperatury, gęstości i lepkości i dostarcza dokładnych wyników, nawet jeśli przenoszone są pęcherzyki gazu i ciała stałe.

Aby mieć pewność, że przepływomierz podaje prawidłowe wartości, należy go regularnie kalibrować. Przy wyborze urządzenia należy zwrócić uwagę na sposób i miejsce kalibracji przepływomierza. W przypadku urządzeń, które stale monitorują i kontrolują procesy, korzystne jest, jeśli urządzenie nie musi być wysyłane do zewnętrznej kalibracji. Możliwość bezpośredniego testowania z odpowiednim medium iw lokalnych warunkach jest również korzystna dla wielu procesów produkcyjnych. W przypadku wodomierzy wzorcowanych, które powinny być zawsze gotowe do użytku, wymiana wodomierza na sprawdzony następuje po upływie okresu wzorcowania. Przy tej procedurze punkt pomiarowy jest blokowany tylko na czas wymiany i może być natychmiast ponownie użyty. Zdemontowany wodomierz jest następnie sprawdzany z zewnątrz i regulowany lub usuwany w przypadku odchyleń. W przypadku przenośnego przepływomierza, który wymaga zewnętrznej kalibracji, okres ten należy zaplanować z wyprzedzeniem. Odstępy czasowe między kontrolami należy określić w zależności od konsekwencji niedokładnych odczytów.