Liczne procesy przemysłowe wymagają dokładnego monitorowania wartości przepływu płynów i gazów. Wybór optymalnej technologii pomiaru przepływu zależy od danego zastosowania i medium procesowego. Do kluczowych kryteriów należą ciśnienie procesowe i zakresy temperatur, lepkość i agresywność chemiczna.
Najczęściej stosowana metoda w przemysłowej technologii pomiaru opiera się na zasadzie pomiaru ciśnienia różnicowego. Zwężenie przekroju poprzecznego rurociągu powoduje spadek ciśnienia i proporcjonalny wzrost natężenia przepływu.
Dzięki temu możliwe jest dokładne określenie ciśnienia różnicowego przed i po ograniczeniu, co jest niezbędne do obliczenia przepływu masowego lub przepływu objętościowego. Pochodną ilości można otrzymać po wyznaczaniu współczynników przepływu przy użyciu równania Bernoulliego. Metoda ta jest również znana jako metoda ciśnienia różnicowego.
Obszary zastosowania przepływomierzy
W rafineriach dysze przepływowe są wykorzystywane np. do pomiaru przepływu objętościowego pary, która pod wysokim ciśnieniem przedostaje się do atmosfery. Kalorymetryczne przełączniki przepływu ze zintegrowanym wyświetlaczem LED świetnie sprawdzą się przy monitorowaniu obwodów chłodziwa.
Przepływy objętościowe w kanałach wentylacyjnych w technologii klimatyzacyjnej mierzone są za pomocą kompaktowych mierników przepływu powietrza z elektrycznymi sygnałami wyjściowymi. Dokładna kontrola przepływu powietrza w pomieszczeniu stosowana jest w celu zapewnienia energooszczędnej klimatyzacji zgodnie z obowiązującymi normami UE. W przemyśle chemicznym i petrochemicznym stosuje się przede wszystkim wytrzymałe podstawowe elementy przepływowe.
Dla wysokiej dokładności ≤ ±1,0 % rzeczywistej prędkości przepływu stosuje się kryzy o dłuższych torach pomiarowych.
Kryzy pomiarowe
Dzięki prostej konstrukcji zgodnej z normą ISO 5167-2 oraz łatwym sposobie instalacji nawet w istniejących systemach rurociągowych, kryzy doskonale nadają się do obliczania przepływu w licznych zastosowaniach w przemyśle chemicznym i petrochemicznym oraz przy uzdatnianiu wody. Można wykorzystywać liczne warianty do precyzyjnego pomiaru przepływu gazów, cieczy i oparów.
W zależności od warunków roboczych dostępne są powierzchnie uszczelniające RF, FF lub RTJ. W celu zapewnienia optymalnego montażu należy dostosować otwór i geometrię kryz do specyfikacji klienta w danym zastosowaniu. Dla wysokiej dokładności ≤ ±1,0 % rzeczywistej prędkości przepływu stosuje się kryzy typu plug-in o dłuższych odległościach pomiarowych
Dynamiczna sonda ciśnienia (rurka Pitota)
Powyższa wersja przepływomierza działa na tzw. zasadzie ciśnienia dynamicznego. Przepływomierze w kształcie pręta posiadają kilka otworów do spustu ciśnienia zgodnie z lub przeciwnie z kierunkiem przepływu i są montowane pionowo w rurociągu. Ta zasada pomiaru umożliwia uzyskanie dokładniejszego profilu prędkości wewnątrz rury, a tym samym dokładniejszego pomiaru przepływu.
Przepływ skutkuje wywołaniem ciśnienia dynamicznego na przedniej stronie, natomiast z tyłu wartość ciśnienia pozostaje stała. Powstała różnica ciśnień stanowi podstawę do obliczenia przepływu masowego i objętościowego. W sterowni można podłączyć przetwornik ciśnienia różnicowego do rurki Pitota w celu wygenerowania stałego sygnału proporcjonalnego do natężenia przepływu. Do lokalnego wskazywania natężenia przepływu stosuje się manometry różnicowe lub różnicowe przełączniki ciśnienia.
Dysze Venturiego (dysze przepływowe)
Przy wzrastającym przepływie przez zwężenie pojawiają się turbulencje, które mogą spowodować niedokładny odczyt. Rurki Venturiego to przepływomierze o zwężeniach stożkowych wykorzystywane do zmniejszenia tych zaburzeń w miarę możliwości. Ten wariant nadaje się szczególnie do pomiarów przepływu pary, substancji chemicznych, gazów i innych mediów, nawet przy wysokich temperaturach procesowych. Dokładność odpowiada ≤ ±0,1 % rzeczywistego natężenia przepływu, a powtarzalność pomiaru wynosi 0,1 %.
Przełączniki przepływu
Elektroniczne przełączniki przepływu oferują operatorowi lokalny wyświetlacz wartości przepływu i jednocześnie wyjście sygnału elektrycznego (PNP, NPN lub 4-20 mA) do przesyłu sygnału do sterowni. Przełącznik przepływu FSD-3 opiera się na wykorzystaniu pomiaru kalorymetrycznego. Tutaj mierzona jest różnica temperatur, która powstaje w wyniku efektu chłodzenia przepływających mediów. W ten sposób można obliczyć natężenie przepływu na podstawie różnicy temperatur. Ponadto konstrukcja tych przepływomierzy umożliwia dokładne monitorowanie temperatury bez konieczności ustalania dodatkowego miejsca pomiaru. Kalorymetryczne przełączniki przepływu znane są również jako termiczne monitory przepływu i świetnie sprawdzą się przy monitorowaniu obiegów chłodziwa lub do sterowania modułami filtra
Monitory przepływu nie wymagają zasilania elektrycznego i działają na zasadzie pomiaru pływaka. Pływak aktywuje styk kontaktronowy, gdy tylko natężenie przepływu przekroczy wstępnie ustawioną wartość. Materiały odporne na korozję mają zastosowanie w takich obszarach jak przemysł chemiczny, budowa maszyn, przemysł farmaceutyczny oraz inżynieria medyczna.
Czujniki przepływu powietrza
Do monitorowania przepływu powietrza w systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych stosowane są czujniki przepływu, odpowiednie do obliczenia przepływu objętościowego na podstawie zmierzonego ciśnienia różnicowego i stałej wentylatora (czynnik K) podłączonych wentylatorów radialnych. Dokładny pomiar najmniejszej różnicy ciśnień ma kluczowe znaczenie dla wydajnego i technicznego monitorowania systemów powietrza w pomieszczeniach. W tym celu stosowane są także kontrolery PID i rurki Pitota.
Przepływomierz klinowy
Przepływomierze klinowe są przystosowane do mediów procesowych o wysokiej lepkości i zawiesinowych, takich jak ścieki, osady ściekowe, piasek bitumiczny lub cement. Ciśnienie różnicowe jest osiągane przez klinowe zwężenie rurociągu. Ta konstrukcja umożliwia wytrzymałe, dwukierunkowe pomiary w wielu zastosowaniach prawie wszystkich rodzajów przepływu. Media procesowe o wyjątkowo niskiej lub bardzo wysokiej liczbie Reynoldsa, sięgającej nawet kilku milionów, nie stanowią problemu dla bardzo wytrzymałych elementów przepływowych. Prosta konstrukcja umożliwia ciągłość pracy przy niskich kosztach konserwacji.
Znajdź swój przyrząd do pomiaru przepływu w portfolio WIKA:
Skontaktuj się z nami
Czy potrzebujesz więcej informacji? Napisz do nas: