JUMO flowmeter range
PRODUKTY

Rodzaje przepływomierzy do pomiaru przepływu cieczy i gazów

Obecnie na rynku dostępnych jest wiele różnych rodzajów przepływomierzy. Każdy z nich posiada unikalne cechy, które będą zaletami w jednej aplikacji, a poważnymi wadami w innej. W tym wpisie blogowym omówiliśmy najpowszechniejsze typy przepływomierzy, w tym ich zasady działania oraz korzyści i ograniczenia. Czytaj dalej i wybierz najlepsze urządzenie do Twojego zastosowania!

Przepływomierz – co to?

Przepływomierze to urządzenia do pomiaru strumienia cieczy i gazów, bazujące na określaniu przepływu w określonych przedziałach czasowych. Istnieje wiele rodzajów przepływomierzy, które różnią się m.in. wykorzystywanym do ich działania zjawiskiem fizycznym, sposobem montażu, wielkością czy budową.

W artykule omówimy metody pomiaru przepływu w zamkniętych, całkowicie wypełnionych rurociągach

Rodzaje przepływomierzy do pomiaru cieczy i gazów

Przepływomierze oparte są na metodach pomiaru wykorzystujących różne zjawiska fizyczne. Większość opiera się o pomiar przepływu objętościowego (tj. objętości substancji przepływającej przez rurociąg w określonym czasie), ale istnieją również technologie pozwalające na pomiar przepływu masowego (tj. masy substancji przepływającej przez rurociąg w jednostce czasu).

Z uwagi na różną konstrukcję, przepływomierze można podzielić na takie grupy, jak:

  1. Przepływomierze mechaniczne
  2. Przepływomierze ultradźwiękowe, falowe i optyczne
  3. Przepływomierze elektromagnetyczne

Rodzaje przepływomierzy do pomiaru przepływu w zamkniętych rurociągach

Przepływomierze elektromagnetyczne

Działanie przepływomierzy elektromagnetycznych oparte jest na zdolności cieczy do wzbudzania prądu elektrycznego podczas ruchu. Pozwalają na bardzo dokładne pomiary przepływu cieczy, lecz, co może być ograniczeniem w niektórych aplikacjach, można je stosować tylko z cieczami przewodzącymi. W związku z tym, nie nadają się do gazów oraz w zastosowań, gdzie mierzoną cieczą jest np. olej lub woda ultraczysta.

Zalety przepływomierzy elektromagnetycznych

  • bardzo dokładne pomiary
  • prosta budowa
  • niskie wymagania instalacyjne
  • brak spadku ciśnienia za przepływomierzem
  • brak elementów ruchomych w przepływomierzu

Ograniczenia przepływomierzy elektromagnetycznych

  • mogą być stosowane tylko z cieczami przewodzącymi prąd elektryczny o konduktywności większej od 20 mikroSiemensów/metr

Czy przepływomierz elektromagnetyczny działa prawidłowo przy przepływie pulsacyjnym z pompki perystaltycznej?

Przepływomierze elektromagnetyczne, takie jak JUMO MAG H20, są generalnie zaprojektowane do stabilnego, nierytmicznego przepływu. Przepływ pulsacyjny może prowadzić do niedokładności w pomiarach z powodu szybkich zmian prędkości przepływu i ciśnienia. Aby uzwiększyć dokładność w takich warunkach, może być konieczne użycie układu z tłumikami pulsacji do pomp perystaltycznych, które pomagają ustabilizować przepływ.

Urządzenia takie jak OPTIFLUX 200 to przepływomierze wykorzystujące zdolność cieczy do wzbudzania prądu

Przepływomierze ultradźwiękowe

Przepływomierze ultradźwiękowe to urządzenia zaawansowane technologicznie, które do pomiaru przepływu cieczy wykorzystują czas przejścia fal dźwiękowych od źródła do odbiornika.

Te urządzenia mierzą przepływ w sposób bezkontaktowy, dlatego świetnie sprawdzą się przy cieczach agresywnych i w warunkach wysokiego ciśnienia. Można je stosować z cieczami czystymi i lekko zanieczyszczonymi, a nawet lepkimi, lecz nie są zalecane do cieczy o dużej lepkości.

Zalety przepływomierzy ultradźwiękowych

  • dokładne pomiary
  • prosta instalacja
  • nie powodują spadków ciśnienia
  • brak części ruchomych
  • ich cena jest atrakcyjniejsza niż przepływomierzy elektromagnetycznych

Ograniczenia przepływomierzy ultradźwiękowych

  • nie mogą być stosowane z cieczami posiadającymi duże cząstki stałe

Przepływomierze ultradźwiękowe z serii flowTRANS US W dokonują precyzyjnych pomiarów w mediach przewodzących i nieprzewodzących

Przepływomierze mierzące różnicę ciśnień

Przepływomierze różnicy ciśnień mogą być stosowane do pomiaru przepływu cieczy, gazów lub pary. Wykorzystują one korpus podstawowy (element podstawowy), który, instalowany wewnątrz rury, powoduje zwężenie ścieżki przepływu, oraz, co za tym idzie spadek ciśnienia. Używany wraz z przetwornikiem różnicy ciśnień, określa natężenie przepływu na podstawie funkcji różnicy ciśnień na przeszkodzie.

Te przepływomierze są standaryzowane i mają niskie wymagania konserwacyjne. Jednakże, spadki ciśnienia są wyższe w porównaniu do innych typów przepływomierzy, co wpływa na zwiększone koszty energii w celu utrzymania przepływu w procesie.

Zalety przepływomierzy różnicy ciśnień

  • globalnie znormalizowana metoda pomiaru zgodnie z ISO 5167
  • solidna konstrukcja
  • długi okres eksploatacji
  • możliwość zastosowania w mediach o wysokie temperaturze takich np. jak para przegrzana

Ograniczenia przepływomierzy różnicy ciśnień

  • większe koszty energii w celu utrzymania przepływu w procesie

Przepływomierz z przetwornikiem różnicy ciśnień JUMO flowTRANS DP R01/R02

Przepływomierze turbinowe

Przepływomierze turbinowe składają się z obudowy z zainstalowanym w niej wirnikiem łopatkowym, który obraca się pod wpływem ruchu wody i przekazuje liczbę wykonanych obrotów do urządzenia odczytującego. Wyróżniają się prostotą i niską ceną. Sprawdzą się do pomiaru przepływu mediów obojętnych lub mało agresywnych, które zawierają śladowe ilości cząstek stałych.

Zalety przepływomierzy turbinowych

  • niska cena
  • prosta budowa

Ograniczenia przepływomierzy turbinowych

  • mniejsza dokładność pomiarów

Przepływomierz turbinowy JUMO flowTRANS PW I01 umożliwia pomiar przepływu w zakresie od 0,3 do 10 m/s

Przepływomierze kalorymetryczne

Przepływomierze kalorymetryczne wykorzystują przewodność cieplną medium. Podgrzewają one przepływający strumień cieczy, a następnie, za pomocą czujnika temperatury, mierzą jak szybko medium rozprasza to ciepło.

Te przepływomierze sprawdzą się do pomiarów w obwodach chłodzących, pompach i wymiennikach ciepła, a także do monitorowania wycieków i układów smarowania.

Zalety przepływomierzy kalorymetrycznych

  • prosta budowa
  • długa żywotność
  • dokładność

Ograniczenia przepływomierzy kalorymetrycznych

  • duże błędy pomiarowe, jeśli w rurociągu jest nierównomierny przepływ

Przepływomierz kalorymetryczny JUMO PINOS L02

Przepływomierze Coriolisa

Przepływomierze Coriolisa to przepływomierze masowe, które mogą być stosowane do prawie wszystkich mediów: czystych, lekko i mocno zabrudzonych cieczy i gazów.

Przepływomierze Coriolisa działają na zasadzie zmiany fazy w drganiach rury, przez którą przepływa medium. Przepływ powoduje powstanie siły Coriolisa, która stawia opór drganiom przepływomierza. Zaletami tego urządzenia są wysoka dokładność pomiaru i długa żywotność.

Zalety przepływomierzy Coriolisa

  • dokładność pomiaru
  • brak zależności od kierunku przepływu
  • możliwość pracy z substancjami o bardzo dużej lepkości

Ograniczenia przepływomierzy Coriolisa

  • stosunkowo duże wymiary
  • wibracje zewnętrzne mogą zakłócać pomiar
  • wrażliwość na zmiany temperatury

Podział przepływomierzy ze względu na montaż

W zależności od sposobu montażu rozróżnia się przepływomierze kontaktowe i bezkontaktowe. Zaletą bezkontaktowych przepływomierzy przenośnych jest możliwość ich instalacji na rurociągach bez naruszania ich ciągłości. Rzadko są one instalowane na stałe i częściej służą do pomiarów weryfikacyjnych w różnych punktach.

Zakresy średnic nominalnych dla przepływomierzy

  • JUMO flowTRANS US W01: DN 15 do DN 32
  • JUMO flowTRANS US W02: DN 15 do DN 32
  • JUMO PINOS L02: DN 20 do DN 300
  • JUMO flowTRANS PW I01: DN 15 do DN 400
  • JUMO flowTRANS MAG I01: DN 15 do DN 400
  • JUMO flowTRANS MAG I02: DN 15 do DN 400
  • JUMO flowTRANS DP P01/P02/P03/P04: DN 25 do DN 2000
  • JUMO flowTRANS DP R01/R02: DN 10 do DN 1000

Największa średnica nominalna wśród tych urządzeń to DN 2000, która występuje w przepływomierzach JUMO flowTRANS DP P01/P02/P03/P04, wykorzystujących rurkę Pitota i przetwornik różnicy ciśnień.

Jak wybrać przepływomierz?

Wybór urządzenia do pomiaru przepływu w dużych organizacjach zużywających wodę, oczyszczalniach ścieków, elektrowniach cieplnych i innych obiektach przemysłowych zależy od wielu czynników. Należy wziąć pod uwagę m.in takie cechy aplikacji, jak: stopień zanieczyszczenia przepływu, warunki instalacyjne, prędkość przepływu, ciśnienie i temperatura itd.