Flowmåling

Måling af flow er kritisk i en lang række sammenhænge, fra fødevareindustrien til spildevandssystemer. I det hele taget er det nødvendigt at have styr på mængden af materiale, der transporteres igennem rør i rigtigt mange applikationer. Det betyder også, at der måles flow i mange forskellige typer medie og faser af medie. Afhængigt af hvilket medie der er behov for at måle på, er det vigtigt at træffe det rigtige valg af flowmåler.

Faser

Alle materialer findes på forskellige faser. Fra fast stof over væske til gasform. Der vil være forskellige kombinationer af temperatur og tryk, hvor et givent materiale vil være i den ene form eller den anden. Det kan ses af et fasediagram, som af diagrammet her for vand. Præcis på overgangen mellem flere faser, vil et materiale således kunne eksistere på flere faser, hvilket stiller yderligere krav til en evt. flowmåling.

Ikke alle flow metere måler det samme

En anden afgørende parameter for valg af den rigtige flowmåler er, hvilken type flow der skal måles. Er der behov for at måle volumen af materiale, hastigheden af flowet eller massen der transporteres igennem et rør?

  • Volumen flow
  • Hastighed
  • Masseflow

Typen af flow

Flow er ikke bare flow… Afhængigt af rørets diameter, materiale, viskositet af væsken og hastigheden af flowet,  kan et flow enten være laminart eller turbulent. Det har stor betydning for hvordan flow kan måles om det er laminart eller turbolent. For at få en ide om typen af flow, kan man beregne Reynolds tal. Det er baseret på ligningen:

Rc= pvD/μ

Hvor Rc er Reynolds tal, p er mediets densitet, v er den lineære hastighed, D er rørets diameter og μ er den dynamiske viskositet. Jo større Reynolds tal er, desto mere turbulent er flowet. For Rc < 2300 er flowet laminart og for Rc > 20.000 er flowet turbulent. I området i mellem de to tal, er det sværere at definere typen af flow og det vil her være meget afhængigt af installationen.  Specielt for målinger på gasser, som har en lav viskositet, vil det være afgørende at sikre sig at Reynolds tal ligger inden for et område, som måleren er indstillet til.

Nøjagtighed og montering

Der er andre overvejelser, der gør sig gældende, når du skal vælge en metode til flowmåling. Det er f.eks. dine krav til nøjagtighed af din måling, samt krav til hvordan en flowmåler kan/skal monteres. Der findes en række flow målings systemer, der monteres direkte i røret, men også clamp on flowmålere, der monteres uden på et rør og kan flyttes rundt.

Måleprincipper

Der findes en række forskellige måleprincipper for flowmåling. Principperne er vidt forskellige og har hver deres fordele og ulemper. Her er kort skitseret nogle af de almindeligste principper, deres forskellige anvendelse samt fordele og ulemper.

Differenstrykmålere

Differenstrykmåling er baseret på det grundlæggende princip, at hvis du placerer en forhindring i et rør, så vil hastigheden af flowet påvirkes og dermed skabes en trykforskel. Denne trykforskel kan måles og omsættes direkte til et volumen flow. Differenstrykmåling er et af de ældste principper indenfor flowmåling, og dermed også et af de mest anvendte.

Fordele

  • Kan anvendes til både væske, gas og damp
  • Billige i anskaffelse
  • Forholdsvis enkel montering og vedligehold
  • Standardiserede målemetoder (ISO / DIN standarder)

Ulemper

  • Har et forholdsvist begrænset måleområde
  • Giver et blivende tryktab i røret
  • Relativt lav nøjagtighed

Vortex målere

Når man placerer en obstruktion i et flow, vil der skabes hvirvelstrømme. Afhængigt af hastigheden af flowet vil afstanden mellem disse hvirvelstrømme ændre sig. Da en sådan hvirvelstrøm har områder med lavt og områder med højt tryk, vil de kunne måles som pulser af en trykmåler. Man kan altså få et direkte volumen mål, ved at placere en obstruktion og efterfølgende en sensor.

Fordele

  • Samme måler kan anvendes til både væske, gas og damp
  • Stort måleområde
  • Stort temperaturområde (kan måle fra -200C til 400C)
  • Minimalt tryktab
  • Enkel installation

Ulemper

  • Kan ikke måle lavt flow
  • Kræver rør diameter på mindst 15 mm

Coriolis målere

Coriolis effekten er påvirkningen af et objekt i bevægelse, i forhold til et roterende reference system. Et måske lidt abstrakt begreb, der ikke desto mindre har givet mulighed for at lave en type revolutionerende målere. I en coriolis måler sættes målerrøret i svingninger, disse svingninger påvirkes af det materiale, der løber igennem røret og dermed kan massen af materiale der løber igennem røret bestemmes meget nøjagtigt. Det giver altså mulighed for design af f.eks. præcise doseringssystemer ved direkte flowmåling.

Fordele

  • In-line masseflowmåling
  • Ingen tryk og temperatur kompensering nødvendig
  • Stor nøjagtighed
  • Ingen krav til rørføring før og efter røret

Ulemper

  • Tryktab over målestrækket
  • Begrænset størrelse af røret

Ultralyds målere

Der findes flere forskellige typer ultralydsmålere, der enten benytter sig af Doppler princippet eller Transit Time princippet. Fælles for dem er, at de giver mulighed for at placere måleren uden på røret, og dermed også mulighed for at måleren flyttes rundt imellem installationer til brug for midlertidig kontrolmåling af flowet.

Ydermere giver ultralydsmålere mulighed for at lave målinger på åbne rør eller f.eks. vandløb, hvor de andre måleprincipper typisk ikke er brugbare. Afhængig af valg af målertyper og krav til fleksibiliteten af måleren kan man opnå ret stor nøjagtighed af ultralydsmålere baseret på Transit Time princippet.

Fordele

  • Stor fleksibilitet
  • Måling af flow i åbne kanaler
  • Kan benyttes ved hastigheder ned til 0,05 m/s

Ulemper

  • Kræver ensartet flowprofil gennem måleområdet (krav til rørføring før og efter måleren)
  • Afhængig af rør og mediets gennemsigtighed for ultralydsbølger
  • Clamp On ultralydsmålere kan kun benyttes ved hastigheder op til ca. 15 m/s

Magnetisk induktive målere

Princippet i magnetisk induktive målere er baseret på Faradays lov: “Hvis man bevæger en elektrisk leder igennem et magnetfelt, så vil der vinkelret på lederens bevægelsesretning opstå en spænding, der er ligefrem proportional med lederens bevægelseshastighed.”

Kort sagt benytter man mediet som leder og placerer en magnetisk spole omkring røret. Ved hjælp af elektroder på indersiden af røret kan man direkte måle hastigheden af mediet i røret.

Fordele

  • Måler hastighed ned til 0,01 m/s
  • Der er ingen bevægelige dele i mediet

Ulemper

  • Stiller krav til at mediet er minimalt elektrisk ledende
  • Kræver at røret er helt fyldt

Valg af måler

Der er, som du kan se, rigtig mange muligheder for at vælge flow målere. Vi giver derfor grundig vejledning og rådgivning i dit valg, når du kontakter os.

KONTAKT OS HER!

Herunder kan du se en simpel oversigt over nogle af de karakteristika og muligheder, der gør sig gældende for de forskellige måler typer.