Flowmeter

Met een debietmeter wordt de snelheid en onder bepaalde omstandigheden ook de hoeveelheid van het stromende medium bepaald. Debietmeters kunnen onder andere worden onderscheiden naar het type te meten medium en het meetprincipe. Vaak is de debietmeter ontworpen voor een specifieke toestand van het stromende materiaal, en meet dus ofwel gassen of vloeistoffen. Met speciaal uitgeruste apparaten is het ook mogelijk om stromende bulkgoederen te meten tijdens transport in productie- of opslagprocessen.
Zelfs als u normaal gesproken weinig met een debietmeter te maken hebt, heeft u waarschijnlijk al eens de debietmeter bij de pomp gezien tijdens het tanken, en mogelijk ook de watermeter of gasmeter voor de afrekening van verbruikte water- en gashoeveelheden afgelezen. Deze debietmeters dienen om de hoeveelheid vast te leggen en moeten vanwege de hoeveelheidafhankelijke prijzen geijkt zijn. Deze apparaten en degenen die worden gebruikt voor continue monitoring en controle van processen, worden stationaire debietmeters genoemd, omdat ze permanent op dezelfde plaats worden gebruikt. Voor incidentele inspecties, metingen op verschillende locaties en voor het opsporen van fouten in bestaande installaties zijn mobiele apparaten geschikt.

Debietmeters worden in veel verschillende gebieden gebruikt. Om de selectie voor uw eigen vereisten te beperken, is het raadzaam om eerst de meetomstandigheden te verduidelijken.
• Moet de debietmeter op één plaats worden geïnstalleerd of moet deze op verschillende plaatsen worden gebruikt?
• Is het materiaal gasvormig, vloeibaar of een bulkgoed?
• Stroomt het materiaal door een volledig gevulde buisdoorsnede?
• Zo ja, mag de debietmeter in de buisdoorsnede uitsteken?
• Welke stroomsnelheden moeten worden gemeten?
• Welke nauwkeurigheid wordt van de debietmeter verwacht?
• Moet er tijdens een lopend proces worden gemeten en moet het proces worden beïnvloed?
• Moeten meetwaarden worden opgeslagen of overgedragen?
• Moet de debietmeter kalibreer- en verstelbaar zijn?
Hieronder worden enkele debietmeters kort beschreven op basis van hun werkingsprincipe.

Voor het meten van stroomsnelheid en volumestroom kunnen verschillende meetprincipes worden gebruikt. Debietmeters met pitotbuis, waaier en hittedraad behoren tot de apparaten waarbij de sensor direct in de stroom wordt geplaatst en deze meer of minder beïnvloedt. Voor sterke stromingen en voor gassen met een hoog deeltjesgehalte zijn debietmeters met pitotbuis goed toepasbaar. Vloeistofvolumes en gemiddelde stroomsnelheden van gassen in het bereik van 5 m/s tot 20 m/s kunnen goed worden gemeten met waaiers. Als debietmeter bij lage snelheden van gasvormige media zijn hittedraadanemometers met hun thermische sensoren bijzonder geschikt. Als meetmiddel zonder belemmering van de stroming werkt zowel de ultrasone debietmeter als de magnetisch inductieve debietmeter.

Pitotbuismanometer
Een debietmeter die de stroomsnelheid bepaalt met behulp van het drukverschil, is de pitotbuis-anemometer. De drukmeting werkt via een buis met speciaal geplaatste openingen die de druk van het stromende medium opvangt en registreert. Als van deze dynamische druk de eveneens gemeten statische druk van het stilstaande medium wordt afgetrokken, ontstaat het drukverschil. Hieruit kan de stroomsnelheid worden berekend. Uit stroomsnelheid en buisdoorsnede kan het doorstromende volume worden berekend.

Waaiermeter
Een debietmeter die de snelheid van het medium bepaalt door te meten hoe snel een speciaal gevormde waaier door de stroom wordt bewogen, is de waaiervaneometer. Deze apparaten worden vaak gebruikt voor windmetingen in de open lucht. Ze zijn vast geïnstalleerd op gebouwen of windturbines en kunnen in de stroomrichting worden gedraaid door koppeling met een windrichtingmeter of windwijzer. Mobiele apparaten worden gebruikt op velden, bouwplaatsen of vliegvelden, of in gebouwen ook om ventilatiekanalen te controleren. Sommige van deze apparaten kunnen bij een vaste stroomdoorsnede ook de volumestroom bepalen. De propellerachtige waaier wordt direct in de stroming gehouden, waarbij bij veel apparaten rekening moet worden gehouden met de stromingsrichting. Een speciale vorm, die onafhankelijk is van de horizontale stromingsrichting, is de schaalradar-anemometer. Hierbij zijn rond de as die loodrecht op de stroom staat drie of vier halve schalen geplaatst die door de stroom in beweging worden gezet. Waaiers worden ook gebruikt voor continue volumemeting bij vloeistoffen. Veel watermeters en warmtemeters werken met aangereden waaiers.

Hittedraadanemometer
Een hittedraadanemometer is een debietmeter die werkt met verwarmde elektrisch geleidende materialen. Bij hogere stroomsnelheden koelt de sensor sneller af. De evaluatie kan via twee verschillende methoden plaatsvinden. Bij de eerste methode, de Constant Current Anemometry (CCA), wordt de verwarmingsstroom constant gehouden. Door de temperatuursverandering verandert de elektrische weerstand van het verhitte sensorelement en kan een veranderde spanning worden gemeten. De tweede methode, de Constant Temperature Anemometry, werkt met constante temperatuur. De stroomsnelheid wordt bij deze methode bepaald door te meten hoeveel verwarmingsstroom nodig is om de temperatuur op peil te houden.

Ultrasone debietmeter
Om de stroomsnelheid en het doorstromende volume van vloeistoffen in leidingen zonder direct contact te meten, kunnen ultrasone debietmeters worden gebruikt. Een ultrasone debietmeter beschikt hiervoor over twee sensoren die als zender en ontvanger op de buisleiding worden geplaatst en daar worden gefixeerd. De meting is mogelijk bij zowel metalen als kunststof leidingen. De sensoren kunnen ook worden gebruikt voor veel verschillende buisdiameters. Daarom en omdat er geen wijzigingen aan bestaande buisleidingen nodig zijn, zijn ultrasone debietmeters goed geschikt voor mobiele metingen. Bij het interpreteren van de waarden moet rekening worden gehouden met het feit dat het meetresultaat kan worden beïnvloed door inhomogeniteit van de vloeistof, bijvoorbeeld door hoge viscositeit, meegevoerde gasbelletjes of vaste stoffen.

Magnetisch inductieve debietmeters
De magnetisch inductieve debietmeting (MID) werkt zonder bewegende delen en zonder direct contact met het stromende medium. Het vereist echter dat het te meten medium elektrisch geleidend is en door een speciaal meettraject wordt geleid. Hiervoor wordt een speciaal voorbereide buisdoorsnede in de debietmeter geïntegreerd. Dit zorgt ervoor dat het gegenereerde magnetische veld niet wordt afgeleid via het buismateriaal en dat de spanning kan worden afgetapt via twee elektroden die galvanisch contact maken met het stromende medium. De ondergrens van de geleidbaarheid is afhankelijk van het apparaat en kan bijvoorbeeld liggen op 50 microsiemens per centimeter. Voordat u kiest voor een magnetisch inductieve debietmeter, controleer of uw medium voldoende geleidend is. Magnetisch inductieve sensoren reageren zeer snel en hebben slechts een korte meettraject nodig. De magnetisch inductieve debietmeter is onafhankelijk van temperatuur, dichtheid, viscositeit en levert ook nauwkeurige resultaten bij meegevoerde gasbelletjes en vaste stoffen.

Om ervoor te zorgen dat de debietmeter correcte waarden weergeeft, moet deze regelmatig worden gekalibreerd. Bij het kiezen van een apparaat moet al rekening worden gehouden met hoe en waar de debietmeter kan worden gekalibreerd. Bij apparaten die continu processen bewaken en regelen, is het voordelig als het apparaat niet voor externe kalibratie hoeft te worden opgestuurd. Het is ook voor veel productieprocessen voordelig om direct met het betreffende medium en onder de lokale omstandigheden te kunnen testen. Bij geijkte watermeters, die constant operationeel moeten zijn, wordt na het verstrijken van de ijkperiode de meter vervangen door een geteste. Door deze werkwijze is de meetplaats slechts voor de duur van de vervanging geblokkeerd en kan daarna direct weer worden gebruikt. De uitgebouwde watermeter wordt vervolgens extern getest en bij afwijkingen gekalibreerd of weggegooid. Voor een mobiele debietmeter die extern moet worden gekalibreerd, moet de periode vooruit worden gepland. De tijdsintervallen tussen de controles moeten worden vastgesteld afhankelijk van de gevolgen van onnauwkeurige meetwaarden.