Mechanische flowmeters
Va vlottermeters
De VA (Variable Area) vlottermeter – ook bekend als VA-meter, vlotterdoorstromingsmeter of rotameter – is de meest voorkomende mechanische flowmeter voor het meten van een debiet. Het is een kostenefficiënte oplossing voor situaties waarin de meetwaarde op locatie direct afleesbaar moet zijn, maar waar geen elektriciteit beschikbaar is. VA vlottermeters zijn geschikt voor schone, dunvloeibare en gasvormige media.
VA vlottermeter zijn leverbaar in tal van uitvoeringen en kunnen bij toepassing van een magnetische vlotter ook als flowschakelaar worden toegepast. Bij het bepalen van de juiste uitvoering zijn de volgende parameters van belang:
- Medium
- Druk
- Temperatuur
- Gewenste nauwkeurigheid
- Hoeveelheid flow (capaciteit)
Werking
De VA vlottermeter bestaat uit een (doorzichtige) conische meetbuis waarin een drijver of vlotter is geplaatst. Het werkingsprincipe ervan is gebaseerd op de zwaartekracht.
De vlotter van de VA vlottermeter is doorgaans uitgevoerd als een soort ‘tolletje’ met groefjes. De passerende mediumstroom laat de vlotter roteren (vandaar de alternatieve naam ‘rotameter’) en drukt deze omhoog. Omdat de buis conisch is, wordt de vrije ruimte tussen de vlotter en de buiswand groter (VA = Variable Area = variabele doorlaat).
Zodra bij een bepaalde volumestroom de weerstand van het omhoog stromende medium en het gewicht van de vlotter elkaar opheffen, ontstaat evenwicht en zal de vlotter op hetzelfde niveau blijven hangen. De stromingssnelheid van het medium is evenredig aan de hoogte die de vlotter op dat moment heeft bereikt en kan worden afgelezen op een schaalverdeling.
Is de VA vlottermeter voorzien van een transparante kunststof of glazen meetbuis, dan is de schaalverdeling op de meetbuis aangebracht. Is een metalen meetbuis toegepast, dan wordt de meetwaarde zichtbaar gemaakt door middel van een aan de meetbuis bevestigde aanwijzer met magnetische overbrenging.
De drukval over de vlotter is constant en onafhankelijk van de flow. De start van de meting begint circa 5% tot 8% van de maximale meetwaarde.
Procesomstandigheden en toepassing
Viscositeit, druk en temperatuur
VA vlottermeters zijn geschikt voor het meten van schone vloeistof- en gasstromen zonder vaste deeltjes. Ze werken doorgaans probleemloos bij het meten van de flow van water en andere laagviskeuze vloeistoffen, op voorwaarde dat de viscositeit en de temperatuur constant zijn. Bij flowmeting van gassen heeft de procesdruk echter een grote invloed op de nauwkeurigheid van de VA vlottermeter. Het is in dat geval van belang om de druk constant te houden en gebruik te maken van een gekalibreerde VA vlottermeter die is afgestemd op de procesomstandigheden.
Nauwkeurigheid
Van veel VA vlottermeters is de nauwkeurigheid vastgelegd in de VDI/VDE richtlijn 3513. ERIKS levert VA vlottermeters met een nauwkeurigheidsklasse van 5% tot en met 1%. De nauwkeurigheidsklasse bepaalt de maximaal toelaatbare meetafwijking ten opzichte van het totale meetbereik. De stabiliteit op lange termijn van VA vlottermeters is uitstekend.
Uitgangsignalen
De meetbuis van een VA vlottermeter kan worden uitgerust met over het meetbereik instelbare grenswaardecontacten. De vlotter wordt daarbij voorzien van een magneet. Zodra de vlotter het grenswaardecontact passeert, zal deze schakelen. Bij sommige uitvoeringen is ook een analoog uitgangsignaal mogelijk.
Montage
Het inbouwen en opstarten van een VA vlottermeter is eenvoudig en het onderhoud is minimaal. Doorgaans worden VA vlottermeters en -schakelaars verticaal ingebouwd in een opwaartse stroming. Er zijn echter ook uitvoeringen leverbaar die geschikt zijn voor horizontale montage. In dat geval wordt de vlotter voorzien van een veer.
Er dient voldoende vrije ruimte beschikbaar te zijn. In veel uitvoeringen is een minimaal vereiste lengte (tot 5x de doorlaat) van rechte leidingstukken voor en na de VA vlottermeter noodzakelijk.
Peddelschakelaars
De peddelschakelaar – ook bekend als vaanschakelaar of vaandoorstromingsschakelaar – meet geen doorstroming, maar is een vrij eenvoudige, betrouwbare flowschakelaar die doorgaans wordt toegepast voor het beveiligen van installaties waar een minimale flow van water dient te worden gehandhaafd. Ook zijn er versies beschikbaar voor toepassing in dunne olie en in gassen, zoals lucht. Peddelschakelaars zijn alleen geschikt voor schone media zonder metaaldeeltjes.
Werking
De peddel in deze doorstromingsschakelaar wordt door de volumestroom weggedrukt. De peddel is verbonden aan een arm die door een veer wordt teruggedrukt. Aan het andere uiteinde van de arm bevindt zich een magneet. Deze schakelt een elektrische schakelaar in de behuizing. De schakelaar komt niet in aanraking met het medium doordat op deze wijze is voorzien in een hermetische scheiding tussen het elektrische deel en het natte deel.
Instelbereik
Het schakelpunt kan worden ingesteld door de schakelaar in de behuizing te verplaatsen. Het instelbereik van het schakelpunt is echter beperkt ten opzichte van de maximale capaciteit. De schakelhysterese (= het verschil tussen in- en uitschakelen) is niet instelbaar. De reactiesnelheid en de herhalingsnauwkeurigheid zijn daarentegen uitstekend.
Montage:
- Radiale inbouw in een sok op de leiding
- In-line montage (inclusief messing of RVS huis met binnendraadaansluiting)
Peddelwiel flowmeters
De peddelwiel flowmeter is geschikt voor schone, neutrale en agressieve vloeistoffen met een lage viscositeit en een gematigde druk en temperatuur. De flowmeter is voorzien van een schoepenrad (het peddelwiel) die boven in de leiding door de passerende mediumstroom in beweging wordt gebracht. De rotatiesnelheid van het peddelwiel verandert hierbij proportioneel met de stromingssnelheid van het medium. De rotatie van het peddelwiel wordt omgezet in een elektrisch uitgangsignaal. De aanwezigheid van een voedingspanning is dus vereist. De peddelwiel flowmeter is leverbaar met of zonder display en kan niet alleen worden toegepast als flowmeter en flowschakelaar, maar ook als doseer- of verbruiksmeter.
Turbine flowmeters
Turbine flowmeters zijn geschikt voor toepassing in schone vloeistoffen en gassen. De compacte flowmeter heeft een axiaal geplaatste rotor met schoepen (de turbine) die bij een hogere flow sneller gaat ronddraaien. De rotatiesnelheid van de turbine worden doorgaans magnetisch gedetecteerd, maar ook niet-magnetische detectie behoort tot de mogelijkheden.
Elke schoep van de rotor is voorzien van een pulsgever. Door in de pijpwand een magnetische of niet-magnetische opnemer te monteren, kan per passerende schoep een puls worden verkregen. Het aantal gedetecteerde pulsen geeft het aantal omwentelingen van de rotor – en daarmee de omvang van de flow – aan. De turbine flowmeter kan ook enkel als flowschakelaar, ten behoeve van flowbewaking, zijn uitgevoerd.
Door de specifieke instroming van het medium in de rotor en dankzij de toepassing van extreem harde materialen (saffier en wolfraamcarbide) voor de rotorlagers zijn turbine flowmeters nauwelijks onderhevig aan mechanische slijtage. Ze garanderen dan ook een uitzonderlijk lange levensduur. Hierdoor zijn turbine flowmeters geschikt voor diverse – ook veeleisende –toepassingen.
In vergelijking met peddelwiel flowmeters zijn ze bestand tegen hogere drukken, meten ze – ook kleinere hoeveelheden – nauwkeuriger en hebben ze een lagere startwaarde.
Verdringingsmeters
Bij de verdringingsmeter – ook bekend als PD flowmeters (PD = positive displacement) – komt het meetprincipe neer op het verdelen van de mediumstroom in eenheden van een vaste, gekalibreerde omvang. Door vervolgens het aantal eenheden te tellen dat de verdringingsmeter passeert, wordt het verbruik bepaald. De rotatiesnelheid wordt doorgaans magnetisch gedetecteerd. Verdringingsmeters zijn alleen geschikt voor schone vloeistoffen. Als voordeel geldt dat ze ongevoelig zijn voor veranderingen in temperatuur en viscositeit en zeer nauwkeurig meten binnen een groot meetbereik. Daar staat tegenover dat ze niet voordelig zijn en een relatief hoog drukverlies veroorzaken.
Stoommassa-meters
Om de energiestromen in uw stoomsysteem inzichtelijk te maken, moet het massadebiet van de stoom worden gemeten met een stoommassa-meter. Aangezien de meeste stoommassa-meters volume meten, moet de massaflow worden berekend door vermenigvuldiging van het volume met de dichtheid van de stoom. Bij verzadigde stoom kan de stoomdichtheid worden bepaald aan de hand van de stoomtemperatuur. Bij oververhitte stoom moet zowel de stoomtemperatuur als de stoomdruk worden gemeten, waarna via de stoomtabel de dichtheid kan worden bepaald.
Vanwege de hoge druk en temperatuur van stoom moeten de toe te passen appendages en instrumentatie robuust en onderhoudsvrij zijn. De grote warmte-inhoud van stoom vraagt daarbij om een nauwkeurige en betrouwbare meet- en regelkring. Het bepalen van zowel de individuele als de totale stoomvraag in uw stoomsysteem geeft u inzicht in de kosten en energieverliezen van de individuele gebruikers en waarborgt het rendement van de stoomketel.
De elektronische stoommassa-meter die werkt volgens het Targeted Variable Area (TVA) principe is voorzien van een bewegende conus, gemonteerd op een veer die bij een groter stoomdebiet verder wordt ingedrukt waardoor de kracht op de opnemer toeneemt.
Op basis van deze kracht en de temperatuur wordt het stoomdebiet bepaald en vervolgens weergegeven op het display en/of vertaald in een 4-20mA uitgangssignaal. Behalve het stoomdebiet geeft het display ook (onder meer) de totale flow, energie, druk en temperatuur weer. De bewegende conus is ongevoelig voor erosie door waterdruppels in de stoom, wat een lange levensduur waarborgt. De stoommassa-meter is een sandwichmodel voor zeer compacte inbouw tussen flenzen en heeft een grote turndown van ca 50:1.
In plaats van een stoommassa-meter kunt u voor het meten van de flow van verzadigde en oververhitte stoom ook een elektronische vortex flowmeter of een meetschijf toepassen.
Mechanische drukmeters
Wij helpen u graag verder
Nieuws en cases
Altijd op de hoogte met het laatste nieuws en onze case studies.
