Debimetre

Debimetre, hız ve belirli koşullar altında akan ortamın miktarını belirlemek için kullanılır. Debimetreler, pek çok şeyin yanı sıra ölçülecek ortam türüne ve ölçüm prensibine göre ayrılabilirler. Genelde debimetre, akan malzemenin belirli bir durumu (gaz ya da sıvı gibi) için tasarlanmıştır. Özel donanımlı cihazlarla üretim ya da depolama süreçlerinde nakliye sırasında akan dökme malzemeler de ölçülebilir.

Debimetre ile çok az ilgisi olanlar bile yakıt ikmali sırasında yakıt dağıtıcısındaki debimetreyi gözlemlemiş ve muhtemelen kullanılan su ve gaz miktarı için ödeme yapmadan önce su ya da gaz sayacını okumuştur. Bu debimetreler miktarı kaydetmek için kullanılır ve hacme bağlı fiyatlar nedeniyle kalibre edilmelidir. Bu cihazlara ve proseslerin sürekli izlenmesi ve kontrolü için kullanılanlara sürekli olarak aynı yerde kullanıldıkları için sabit debimetreler denir. Mobil cihazlar, ara sıra test, farklı konumlarda ölçüm ve mevcut tesis ve sistemlerde sorun giderme için uygundur.

Debimetreler pek çok farklı alanda kullanılır. İhtiyaçlarınıza göre seçenekleri sınırlandırmak için önce ölçüm koşullarını netleştirmeniz önerilir.

- Debimetre tek bir noktaya kalıcı olarak mı kurulmalı yoksa farklı noktalarda ölçümler mi yapılmalı?

- Malzeme gaz mı sıvı mı yoksa dökme malzeme mi?

- Malzeme tamamen dolu bir boru kesitinden akıyor mu?

- Eğer öyleyse debimetre boru kesitinin içine çıkabilir mi?

- Hangi akış hızları ölçülmeli?

- Debimetrenin hassasiyeti ne olmalı?

- Devam eden bir işlem sırasında ölçüm yapılmalı mı ve işlem etkilenmeli mi? 

- Ölçüm değerleri kaydedilmeli mi ya da aktarılmalı mı?

- Debimetre kalibre edilip ayarlanmalı mı?

Aşağıda bazı debimetreler çalışma prensiplerine göre kısaca açıklanmıştır.

Akış hızını ve debiyi ölçmek için çeşitli ölçüm prensipleri kullanılabilir. Pitot tüplü, pervaneli ve sıcak telli debimetreler, sensörün doğrudan akışa yerleştirildiği ve belirli bir miktarda akışı etkileyen türde olanlardır. Pitot tüplü debimetreler, güçlü akışa ve yüksek partikül içerikli gazlar için epey uygundur. 5 m/s … 20 m/s aralığındaki gazlar için sıvı hacimleri ve ortalama akış hızı pervaneli debimetreler ile ölçülebilir. Termal sensörlü sıcak telli debimetreler, özellikle düşük hızdaki gazlı ortamlar için uygundur. Hem ultrasonik debimetre hem de manyetik indüktif debimetre akışı engellemeden ölçüm yapan cihazlardır.

Basınç farkını kullanarak akış hızını belirleyen debimetre, pitot tüplü anemometredir. Basınç ölçümü, akan ortamın basıncını algılayıp kaydeden ve özel olarak düzenlenmiş açıklıkları bulunan bir boru üzerinden gerçekleşir. Ayrıca, ölçülen hareketli olmayan ortamın statik basıncı bu dinamik basınçtan çıkarıldığında diferansiyel basınç elde edilir ki bundan da akış hızı belirlenebilir. Borudan akan debi, akış hızından ve boru kesitinden belirlenebilir.

Özel olarak şekillendirilmiş bir pervanenin akış boyunca ne kadar hızlı hareket ettiğinden yola çıkarak ortamın hızını belirleyen debimetre, pervaneli anemometredir. Bu cihazlar, genellikle dış mekan rüzgar ölçümleri için kullanılır. Binalara ya da rüzgar türbinlerine kalıcı olarak monte edilir ve bir rüzgar ölçüm cihazı ya da rüzgar yönü göstergesi ile birleştirilerek akışa döndürülebilir. Mobil cihazlar, havalandırma kanallarını kontrol etmek için tesislerde, şantiyelerde, havalimanlarında ya da binalarda kullanılır. Bu cihazlardan bazıları sabit akış kesiti durumunda debiyi de belirleyebilir. Pervane doğrudan akışta tutulur, bu nedenle pek çok cihaz için akış yönüne dikkat edilmelidir. Yatay akış yönünden bağımsız ve özel bir şekle sahip bir başka debimetre de fincan anemometredir. Bu debimetrede, akışa dik olan dönme ekseni etrafından üç ya da dört çanak akış tarafından hareket ettirilir.  

Sıcak telli anemometre, ısıtılmış elektriksel olarak iletken malzemelerle çalışan bir debimetredir. Sensör, yüksek akış hızlarında daha hızlı soğur. Değerlendirme, iki farklı yöntemle yapılabilir. İlk yöntem, ısıtma akımını sabit tutan Sabit Akım Anemometresi (CCA)‘dır. Sıcaklık değişiminden dolayı ısıtmalı sensörün elektrik direnci değişir ve değişen voltaj ölçülebilir. İkinci yöntem, sabit sıcaklıkla çalışan Sabit Sıcaklık Anemometre’dir. Bu yöntemde, akış hızı, sıcaklığı korumak için ne kadar ısıtma akımının kullanılması gerektiğine göre belirlenir. 

Ultrasonik debimetre, doğrudan temas olmadan boru hatlarından akan sıvıların akış hızını ve debisini ölçmek için kullanılır. Bunun için debimetre, alıcı ve verici olarak boru hattına yerleştirilen ve sabitlenen iki sensöre sahiptir. Ölçüm, hem metal hem de plastik borularda gerçekleştirilebilir. Sensörler, birçok farklı boru kesiti için de kullanılabilir. Bu nedenle, mevcut boru hatları için herhangi bir değişiklik gerektirmediğinden ultrasonik debimetreler mobil ölçümler için çok uygundur. Ölçüm değerleri değerlendirilirken yüksek viskozite, gaz kabarcıkları ya da katılar nedeniyle sıvının homojensizliği gibi nedenlerle ölçüm sonucunun hatalı olabileceği dikkate alınmalıdır.

Manyetik indüktif debimetre

 

Doğru değerler sağladığından emin olmak için debimetrenin düzenli olarak kalibre edilmesi gerekir. Cihaz seçilirken nerede ve nasıl kalibre edilebileceği düşünülmelidir. İşlemleri sürekli izleyen ve kontrol eden cihazlar için cihazın harici kalibrasyon için gönderilmemesi bir avantaj sağlar. Birçok üretim işleminin ilgili ortamla ve yerel koşullarda doğrudan test yapabilmesi de avantajlıdır. Sürekli kullanıma hazır olması gereken kalibre edilmiş su sayaçları söz konusu olduğunda, kalibrasyon süresi dolduktan sonra cihaz test edilmiş olanla değiştirilir. Böylece, ölçüm noktası sadece değiştirme süresi boyunca bloke edilir ve hemen ardından tekrar kullanılabilir. Çıkarılan cihaz sonrasında test edilir ve sapma durumunda ayarlanır ya da artık kullanılmaz. Harici olarak kalibre edilmesi gereken mobil debimetre için sürenin önceden ayarlanması gerekir. Yanlış ölçüm değerlerinin sonucuna bağlı olarak kontroller arasındaki zaman aralıkları belirlenmelidir.