Flowmåler / Ultralydsflowmåler

En flowmåler bruges til at bestemme hastigheden og, under visse forhold, mængden af den flydende væske, der strømmer igennem. Flowmålere kan blandt andet differentieres efter den type der skal måles, og måleprincippet. Flowmåleren er ofte designet til en specifik tilstand af det strømmende materiale, det vil sige at den måler enten gasser eller væsker. Med specialudstyrede enheder er det også muligt at måle fritflydende bulkmaterialer under transport i produktions- eller lagerprocesser. Selvom du næsten aldrig bruger en flowmåler, har du sikkert observeret flowmåleren ved pumpen, mens du fylder på og måske læst vandmåleren eller gasmåleren for at beregne mængden af vand og gas forbruges. Disse flowmålere bruges til at registrere mængden og skal kalibreres på grund af de mængdeafhængige priser. Disse enheder og dem, der bruges til kontinuerlig overvågning og kontrol af processer, kaldes stationære flowmålere, fordi de bruges permanent på samme sted. Mobile enheder er velegnede til lejlighedsvis testning, målinger på forskellige steder og fejlfinding i eksisterende systemer.

Flowmålere bruges i mange forskellige opgaver. For at begrænse udvalget til dine egne behov, er det tilrådeligt først at afklare målebetingelserne.
• Skal flowmåleren installeres permanent på et punkt, eller skal der foretages målinger på forskellige punkter?
• Er materialet gasformigt, flydende eller et bulkmateriale?
• Flyder materialet gennem et helt fyldt rørtværsnit?
• Hvis ja, må flowmåleren stikke ind i rørtværsnittet?
• Hvilke strømningshastigheder skal registreres?
• Hvilken nøjagtighed forventes af flowmåleren?
• Skal der foretages målinger, mens en proces kører, og processen påvirkes?
• Skal målte værdier gemmes eller transmitteres?
• Skal flowmåleren være kalibrerbar og justerbar?
I det følgende er nogle flowmålere kort beskrevet i henhold til deres funktionsprincip.

Forskellige måleprincipper kan bruges til at måle flowhastighed og volumenflow. Flowmålere med Pitotrør, pumpehjul og hotwire er blandt de apparater, hvor sensoren er placeret direkte i flowet og påvirker det i større eller mindre grad. Flowmålere med Pitotrør kan bruges til kraftige strømninger og til gasser med en høj andel af partikler. Væskevolumener og middelstrømningshastigheder for gasser i området fra 5 m/s til 20 m/s kan godt måles med pumpehjul. Hotwire anemometre med deres termiske sensorer er særligt velegnede som flowmålere til lave hastigheder af gasform-medier. Både ultralydsflowmåleren og den magnetiske induktive flowmåler fungerer som måleinstrumenter uden at hæmme flowet.

Pitotrørsmanometer
En flowmåler, der bestemmer flowhastigheden ved hjælp af trykforskellen, er pitotrør flowmeter. Trykmålingen fungerer via et rør med specielt arrangerede åbninger, der absorberer og registrerer trykket fra det strømmende medium. Hvis det statiske tryk af mediet i hvile, som også måles, trækkes fra dette dynamiske tryk, er resultatet differenstrykket. Strømningshastigheden kan bestemmes ud fra dette. Volumen, der strømmer igennem, kan bestemmes ud fra strømningshastigheden og rørtværsnit.

Vandhjulsmåler/pumpehjul
Vinge-måleren er en flowmåler, der bestemmer mediets hastighed ved, hvor hurtigt et specielt dannet vingehjul bevæges af væsken/luften. Disse enheder bruges ofte til udendørs vindmålinger. De er permanent installeret på bygninger eller på vindmøller og kan vendes til flowet ved at koble dem til en vindretningsmåler eller vindretningsindikator. Mobile enheder bruges på marker, byggepladser eller flyvepladser eller i bygninger til at kontrollere ventilationskanaler. Med et fast flowtværsnit kan nogle af disse enheder også bestemme volumen flowet. Det propellignende pumpehjul holdes direkte i flowet, selvom det med mange enheder er vigtigt at være opmærksom på flowretningen. En speciel form, der er uafhængig af den vandrette strømningsretning, er kopvindmåleren. I dette tilfælde er der arrangeret tre eller fire halvskaller omkring omdrejningsaksen vinkelret på strømmen, som sættes i bevægelse af strømmen. Løbehjul bruges også til kontinuerlig volumenmåling i væsker. Mange vandmålere og varmemålere arbejder med flowhjul.

Hotwire vindmålere
En hotwire vindmåler er en flowmåler, der arbejder med opvarmede elektrisk ledende materialer. Ved højere flowhastigheder afkøles sensoren hurtigere. Evalueringen kan udføres ved hjælp af to forskellige metoder. I den første metode, Constant Current Anemometri (CCA), holdes varmestrømmen konstant. På grund af temperaturændringen ændres den elektriske modstand i det opvarmede følerelement, og en ændret spænding kan måles. Den anden metode, Constant Temperature Anemometri, arbejder med konstant temperatur. Med denne metode bestemmes flowhastigheden af, hvor meget varmestrøm der skal bruges for at holde temperaturen.

Ultrasonisk flowmåler
Ultralyds flowmålere kan bruges til at registrere strømningshastigheden og mængden af væsker, der strømmer igennem i rørledninger uden direkte kontakt. Til dette formål har en ultralyds flowmåler to sensorer, der er placeret på rørledningen som sender og modtager og fastgjort der. Målingen er mulig med både metal- og plastrør. Følerne kan også bruges til mange forskellige rørtværsnit. Af denne grund og fordi der ikke er behov for ændringer for eksisterende rørledninger, er ultralyds flowmålerne velegnede til mobile målinger. Ved fortolkning af værdierne skal der tages højde for, at måleresultatet kan være forfalsket på grund af væskens inhomogenitet, fx på grund af høj viskositet, medførte gasbobler eller faste stoffer.

Magnetisk induktiv flowmåler
Magnetisk induktiv flowmålere (MID) fungerer uden bevægelige dele og uden direkte kontakt med det strømmende medium. Det forudsætter dog, at mediet, der skal måles, er elektrisk ledende og ledes gennem en særlig målesektion. Til dette formål er et specielt forberedt rørtværsnit integreret i flowmåleren. Dette sikrer, at det resulterende magnetfelt ikke spredes via rørmaterialet, og at spændingen kan udtages via to elektroder, der har galvanisk kontakt med det strømmende medium. Den nedre grænse for ledningsevnen er enhedsafhængig og kan for eksempel være 50 mikrosiemens pr. centimeter (μS/cm, uS/cm). Før du forpligter dig til et sådant elektromagnetisk flowmåler, skal du kontrollere, om dit medium er tilstrækkeligt ledende. Magnetiske induktive sensorer reagerer meget hurtigt og kræver kun en kort måleafstand. Den magnetiske induktive flowmåler er uafhængig af temperatur, tæthed og viskositet og leverer præcise resultater, selvom gasbobler og faste stoffer medbringes.

For at sikre, at flowmåleren rapporterer korrekte værdier, bør det kalibreres regelmæssigt. Ved valg af model bør der tages hensyn til, hvordan og hvor flowmåleren kan kalibreres. Med apparater, der løbende overvåger og styrer processer, er det fordelagtigt, hvis apparatet ikke skal sendes til ekstern kalibrering. Det er også en fordel for mange produktionsprocesser at kunne teste direkte med det respektive medium og under de lokale forhold. Ved kalibrerede vandmålere, som til enhver tid bør være klar til brug, udskiftes måleren til en testet efter kalibreringsperiodens udløb. Ved denne procedure spærres målepunktet kun i udskiftningsperioden og kan derefter straks bruges igen. Den afmonterede vandmåler kontrolleres herefter udvendigt og justeres eller bortskaffes ved afvigelser. For en mobil flowmåler, der skal kalibreres eksternt, bør perioden planlægges på forhånd. Tidsintervallerne mellem kontrollerne bør bestemmes afhængigt af konsekvenserne af unøjagtige aflæsninger.