Przepływomierze

Zasada działania / rodzaje

Przepływomierz jest przyrządem pomiarowym do pomiaru przepływu cieczy, wyznaczającym strumień objętościowy lub masowy medium przepływającego przez rurociąg czy kanał. 
Przepływomierze można podzielić na trzy grupy oparte o:
  • oddziaływanie mechaniczne
  • zjawiska falowe
  • oddziaływanie pola elektromagnetycznego



Do przepływomierzy wykorzystujących oddziaływania mechaniczne zaliczamy przepływomierze:
  • ciśnieniowe w tym:
    • zwężkowe (jak kryzy, dysze czy zwężka Venturiego)
    • oraz inne generujące występowanie różnicy ciśnień (jak rurka Pitota czy Prandtla)
  • rotametry
  • turbinowe
  • oscylacyjne
  • wirowe
  • masowe


Do przepływomierzy działających w oparciu o zjawiska falowe zaliczamy przepływomierze:


Ostatnią, trzecią grupą przepływomierzy są przepływomierze oparte na istnieniu pola elektromagnetycznego oraz wykorzystaniu prawa indukcji elektromagnetycznej Faradaya zaliczamy do niej przepływomierze:

Zdecydowana większość przepływomierzy służy do pomiaru przepływu cieczy. Zasadniczo w przemyśle głównie stosowane przepływomierze do pomiaru przepływu cieczy to:



Charakterystyka

Przepływomierze elektromagnetyczne

Służą do pomiaru cieczy przewodzących przepływających przez zamknięte instalacje rurociągowe.
Znalazły szerokie zastosowanie w instalacjach wodno-ściekowych. Z uwagi na brak części ruchomych oraz innych elementów wystających w światło rurociągu nadają się świetnie do pomiaru przepływu ścieków oraz innych mieszanin niosących ze sobą elementy stałe. Przez użytkowników nazywane często ściekomierzami.
Mimo przypiętej łatki ściekomierzy urządzenia te, ze względu na wysoką dokładność pomiaru, szeroki zakres stosowanych średnic (3 - 3000mm) jak i bogatą gamę wykładzin, sprawdzają się idealnie w zakładach przemysłu spożywczego, chemicznego, kosmetycznego itp. Mierząc przepływ cieczy prądo-przewodzących czystych i zanieczyszczonych, agresywnych i obojętnych chemicznie oraz prądo-przewodzących mieszanin i pulp.
Wykonanie urządzenia, jego korpus, wykładzina i elektrody, dobierane jest w zależności od mierzonego medium, jego agresywności chemicznej i parametrów fizycznych. Dostępne są korpusy ze stali zwykłej malowanej farbą lub stali kwasoodpornej. Wykładziny - od gumy twardej do standardowych aplikacji, po PTFE do mediów gorących lub agresywnych chemicznie, do mediów o właściwościach ściernych (niosących żwir, piach, kamienie) dostępna jest wykładzina Linatex. Również elektrody pomiarowe mogą być wykonane ze: stali 316L, tantalu, tytanu hastelloy czy monelu. Dzięki zastosowaniu elektrod stożkowych można mierzyć również media charakteryzujące się dużą podatnością na oblepianie ścian rurociągów lub ciecze zatłuszczone.

Pozwalają na pomiar przepływu cieczy jednorodnych, które umożliwiają przejście wiązki ultradźwiękowej.
Przepływomierz transit time korzysta z dwóch czujników, które pełnią funkcje zarówno nadajnik a jak i odbiornika ultradźwiękowego. Czujniki mogą być montowane w kształcie litery V (w takim przypadku ultradźwięki przechodzą przez rurę dwukrotnie), w kształcie litery W (ultradźwięki przechodzą przez rurę czterokrotnie) lub w kształcie litery Z (czujniki zamontowane po przeciwnych stronach rury, ultradźwięki przechodzą przez rurę tylko raz). Wybór sposobu montażu zależy od właściwości rury i cieczy. Podczas działania przepływomierza czujniki emitują i odbierają sygnały wzmocnione przez wiązkę wielokrotną, która przepływa w obie strony. Ponieważ wysyłane ultradźwięki przemieszczają się szybciej niż odbierane, występuje różnica w czasie ich przejścia (△t ). Kiedy przepływ jest zerowy, różnica czasu (△t) jest równa zeru. Dlatego jeśli poznamy czas przejścia wiązki wysyłanej i odbieranej, możemy wyliczyć różnicę czasu, a następnie wykorzystać poniższy wzór do uzyskania prędkości przepływu (V) oraz jego objętości (Q).
V=K*△t
Q=S*V
gdzie:
V prędkość cieczy
K stała
△t różnica czasu
Q przepływ
S pole powierzchni przekroju poprzecznego rurociągu

Jedną z ważniejszych zalet przepływomierzy ultradźwiękowych jest fakt, iż ich czujniki mogą być bezinwazyjne, typu zaciskowego, które umożliwiają łatwy i szybki montaż bez konieczności zatrzymania przepływu, cięcia czy spawania rurociągu. Zapewniając przy tym dokładny i stabilny pomiar. Mierzą przepływ cieczy zawierających niewielkie ilości pęcherzyków powietrza lub zawiesin, często spotykanych w większości środowisk przemysłowych.
 


Przepływomierze masowe zapewniają precyzyjny pomiar masy, objętości, gęstości i temperatury. Produkowane są w szerokim zakresie średnic co ułatwia odpowiedni dobór urządzenia do danej aplikacji.
Przepływomierze masowe działają w oparciu o zjawisko Coriolisa. Mogą być stosowane w wielu gałęziach przemysłu: m.in. w przemyśle naftowym, petrochemicznym, farmaceutycznym, papierniczym, spożywczym, energetycznym i wielu innych. Ten zaawansowany przyrząd pomiarowy zdobywa uznanie i akceptacje wielu klientów w kraju i zagranicą.
W czujniku przepływomierza znajdują się dwie rury w kształcie litery U wprawiane w wibracje o tej samej częstotliwości. Gdy ciecz przepływa przez układ pojawiające się przy tym siły Coriolisa powodują cykliczne odkształcanie rurek. Wielkość odkształcenia jest zależna od wielkości siły Coriolisa, a ta jest wprost proporcjonalna do prędkości przepływającej masy, dzięki której można wyliczyć przepływ masowy.
Częstotliwość drgań jest uzależniona od całkowitej masy rury pomiarowej i płynu wewnątrz. Kiedy zmienia się gęstość płynu zmienia się również częstotliwość drgań rury, dzięki czemu można wyznaczyć gęstość płynącego medium.
Wbudowany czujnik temperatury pozwala na kompensację wpływu temperatury na wyniki pomiarów.




Menu