Volumetrische Debietmeter - Werking, Typen en Selectie

Volumetrische debietmeters meten het volume vloeistof dat per tijdseenheid door een specifiek punt in een systeem stroomt. De waarde wordt meestal uitgedrukt in eenheden zoals liters per minuut of kubieke meter per uur. Door de stroomsnelheid te meten kunnen stromingsprocessen in diverse industrieën nauwkeuriger worden bewaakt en geregeld. In dit artikel worden de verschillende soorten volumestroommeters en de algemene selectiecriteria besproken.

Inhoudsopgave

• Volumetrische stroom
• Volumetric flow meter
• Onderdelen
• Typen volumedebietmeters
• Selectiecriteria
• FAQs

Volumetrische stroom

Het luchtvolume is de hoeveelheid vloeistof (Afbeelding 2 met het label V) die binnen een bepaalde periode door een bepaald gebied (Afbeelding 2 met het label A) stroomt. Het kwantificeert de driedimensionale ruimte van de vloeistof terwijl deze door het apparaat stroomt. Deel het vloeistofvolume door de tijd die het nodig heeft om erdoorheen te gaan om het volumetrisch debiet te krijgen.

Volumetric flow meter

Een volumestroommeter meet het volumedebiet. Volumetrische debietmeters worden vaak gebruikt in verschillende industrieën, zoals olie en gas, water en afvalwater, chemische verwerking en farmaceutica. Ze zijn cruciaal voor het bewaken en regelen van de vloeistofstroom in pijpleidingen en zorgen voor nauwkeurige metingen voor procesoptimalisatie, factureringsdoeleinden en het handhaven van de efficiëntie van het systeem.

Neem bijvoorbeeld een debietmeter die op een waterleiding is geïnstalleerd en die een gemiddelde snelheid van 1,5 meter per seconde meet. Als de doorsnede van de pijp 0,25 vierkante meter is, berekent de debietmeter het debiet als 0,375 kubieke meter per seconde (1,5 m/s * 0,25 m²). Lees ons artikel over debietmeters voor meer informatie over de definitie en de soorten debietmeters.

Onderdelen

De verschillende onderdelen in een volumestroommeter meten en geven informatie over de vloeistofstroom, waardoor monitoring, regeling of verdere analyse mogelijk is. Deze onderdelen kunnen variëren afhankelijk van het type debietmeter; de algemene onderdelen in een volumetrische debietmeter worden hieronder besproken:

• Primair element: Het primaire element is het deel van de debietmeter dat rechtstreeks in wisselwerking staat met de vloeistofstroom en een meetbaar effect creëert. Het kan verschillende onderdelen bevatten zoals openingen, sproeiers, venturi's of stromingsbuizen. Deze elementen veroorzaken een drukval of andere fysieke veranderingen in de vloeistof, die kunnen worden gecorreleerd aan het volumedebiet.
• Transducer: De drukomvormer zet de fysieke parameters die door het primaire element worden gegenereerd om in een elektrisch signaal, meestal met behulp van sensoren (zoals druk- of temperatuursensoren).
• Transmitter: De transmitter ontvangt het elektrische signaal van de transducer, verwerkt het en levert bruikbare informatie over de flowmeting. Het kan functies uitvoeren zoals versterking, compensatie voor omgevingsfactoren en omzetting naar een uitvoerformaat voor weergave of verzending.
• Weergave/indicator: Het display of de indicator geeft een visuele weergave van de gemeten stroomsnelheid. Bij sommige geavanceerde debietmeters kan het display aanvullende informatie geven, zoals debiettrends, alarmen, diagnostiek of communicatiemogelijkheden.
• Communicatie-interface: Veel moderne debietmeters hebben communicatie-interfaces om de debietgegevens naar externe apparaten of regelsystemen te sturen. Deze interfaces kunnen analoog (4-20 mA), digitaal (zoals RS-485 of Modbus) of draadloos (zoals Bluetooth of Wi-Fi) zijn, waardoor automatiseringssystemen kunnen worden geïntegreerd.

Typen volumedebietmeters

SAW-debietmeters (oppervlakte-akoestische golven)

SAW debietmeters (Figuur 1) zijn niet-intrusieve apparaten die akoestische oppervlaktegolven gebruiken om het debiet van een vloeistof te meten. Ze werken door de veranderingen in golfvoortplanting te analyseren veroorzaakt door de vloeistofstroming. SAW debietmeters bieden voordelen zoals onopvallendheid, hoge nauwkeurigheid en weinig onderhoud. Ze vinden toepassingen in voedselverwerking, waterbeheer, chemische verwerking en olie en gas. Lees ons artikel over de Burkert 8098 debietmeter voor meer informatie over de werking, het werkingsprincipe en andere kenmerken van SAW debietmeters.

Debietmeters met differentiële kop

Debietmeters met differentiële kop meten het drukverschil van het debiet over een obstructie. Ze maken gebruik van het principe van Bernoulli, dat stelt dat het drukverschil over de obstructie evenredig is met het kwadraat van de stroomsnelheid. De belangrijkste stijlen van debietmeters met differentiële kop zijn meetflens, venturi en Annubar.

• Doorlaatplaten: Meetflensdifferentiaalmeters hebben een obstructie gevormd door een dunne plaat met een nauwkeurig afgemeten opening. De opening veroorzaakt een drukdaling in vloeibare of gasvormige media die er doorheen stromen.
• Venturi: Venturi-meters hebben een taps toelopende buis die het stromingsgebied verkleint, waardoor de stroomsnelheid toeneemt en de druk afneemt.
• Annubar: Annubar debietmeters hebben druksensorpoorten langs een buis of staaf in de debietstroom. Drukverschil wordt bepaald door de druk op verschillende poorten te meten.

Differentiële oppervlakte (rotameters)

Rotameters hebben een taps toelopende buis, vergelijkbaar met venturi-verschilstroommeters, om een drukval in de stroommeter te veroorzaken. Ze hebben ook een vlotter die in evenwicht wordt gehouden door de opwaartse kracht van de stromende vloeistof. De stand van de vlotter geeft de stroomsnelheid aan.

Mechanische debietmeters

Mechanische debietmeters of turbinemeters verschillen van elektronische debietmeters omdat ze een rotor met bladen of schoepen in het pad van de stroming hebben. De stroming laat de rotor draaien met een snelheid die evenredig is met de stroomsnelheid. Lees ons artikel over schoepenraddebietmeters voor meer informatie.

Ultrasone debietmeters

Ultrasone debietmeters zenden ultrasone signalen door het medium om de tijd te meten die de signalen nodig hebben om stroomopwaarts en stroomafwaarts te reizen. Met het verschil in doorgangstijd kan de stroomsnelheid worden berekend. Deze meters zijn niet opdringerig en geschikt voor verschillende soorten vloeistoffen.

Vortex-stroommeters

Vortexstroommeters maken gebruik van het von Kármán-effect. Binnen de meter is een stomp, verhoogd gebied. Als de vloeistof langs dit gebied stroomt, ontstaan er afwisselende wervelingen. Een flexibel sensorlipje in de debietmeter buigt en buigt om de frequentie van de wervelingen te meten. De frequentie van de wervelingen is evenredig met de stroomsnelheid. Deze debietmeters zijn zeer nauwkeurig en geschikt voor een reeks vloeistoffen.

Magnetische debietmeters

Magnetische debietmeters maken gebruik van de wet van Faraday over elektromagnetische inductie. Deze debietmeter creëert een magnetisch veld. Wanneer geleidende vloeistof door het magnetische veld stroomt, wordt een elektromotorische kracht (spanning) geproduceerd die evenredig is met de stroomsnelheid. Deze debietmeters zijn het meest geschikt voor geleidende vloeistoffen zoals water, afvalwater en chemicaliën. Ze hebben relatief kleine drukverliezen.

Selectiecriteria

Houd rekening met de volgende algemene criteria bij het kiezen van een luchtvolumemeter:

1. Aansluitingsgrootte en -type: Zorg voor compatibiliteit met de grootte en het type van de aansluitpoort (klem, flens of schroefdraad) voor een juiste installatie.
2. Industriële vereisten en goedkeuringen: Flowmeters worden geleverd met verschillende certificeringen, zoals Food grade (voor de voedingsmiddelen- en drankenindustrie), ATEX Zone 2 en ATEX Zone 22 (voor explosieve omgevingen), UL en ECEx Zone 2 en 22 (internationale standaard voor explosieve omgevingen).
3. Elektrische vereisten: Controleer de compatibiliteit met het opgegeven spanningsbereik en de verbindingstypes (kabelwartels en stekkertype) om een goede elektrische integratie te garanderen.
4. Type display en zender: Overweeg of er een display nodig is om de stroomsnelheid op locatie te controleren. Zorg er ook voor dat de transmitter de vereiste communicatieprotocollen, gegevensformaten en connectiviteitsopties ondersteunt voor een naadloze integratie met het bestaande besturings- of bewakingssysteem.
5. Bedrijfsparameters: Controleer of de debietmeter binnen het vereiste temperatuur- en drukbereik kan werken.
6. Communicatieprotocol: Controleer de compatibiliteit met het gespecificeerde communicatieprotocol (zoals büS) om een naadloze integratie met het besturings- of bewakingssysteem te garanderen.

Lees ons artikel over de installatie van de debietmeter voor meer informatie over problemen tijdens de vloeistofmeting en de juiste montagetechnieken voor de debietmeter.

FAQs

Hoe kies ik de juiste debietmeter voor mijn toepassing?

Houd bij het kiezen van een debietmeter rekening met de vloeistofeigenschappen, het debietbereik, de gewenste nauwkeurigheid, de installatievereisten en de omgevingsomstandigheden.

Kan een debietmeter in een bestaande pijpleiding worden geïnstalleerd?

Ja, debietmeters kunnen achteraf worden ingebouwd in bestaande pijpleidingen, mits er goed wordt nagedacht over de installatievereisten, de afmetingen van de pijpleiding en de debietprofielen om nauwkeurige metingen te garanderen.