Vloeistofvereisten voor E+H Ultrasone, Massameter, Vortex, Magnetische en Drukverschil Flowmeters

De vereisten van pijpleidings-doorstroommeters (inclusief ultrasone, Coriolis-massa, wervel-, magnetische en differentiële druksensoren) voor vloeistofstromingsomstandigheden (laminaire/turbulente stroming) worden volledig bepaald door hun meetprincipes. Het kernverschil ligt in de vraag of ze afhankelijk zijn van stabiele verstoringen gevormd door turbulente stroming of alleen een uniforme snelheidsverdeling van de stroming vereisen. Elk type doorstroommeter wordt hieronder afzonderlijk uitgelegd:

Moeten werken onder turbulente stromingsomstandigheden. De meting is gebaseerd op het Karman-wervelstraat-effect: wanneer vloeistof een wervelafscheider passeert, vormen zich stroomafwaarts regelmatige wervels, en de wervelfrequentie is evenredig met de stromingssnelheid. Stabiele, identificeerbare wervelsignalen kunnen alleen worden gegenereerd onder volledig ontwikkelde turbulente stroming (Reynoldsgetal Re doorgaans in het bereik van 10⁴ tot 10⁶).

Onder laminaire of overgangsstroming worden wervels wanordelijk, worden frequentiesignalen vervormd en neemt de meetnauwkeurigheid aanzienlijk af. In technische toepassingen moeten voldoende rechte pijpsecties worden gegarandeerd: 10D–40D stroomopwaarts en 5D stroomafwaarts om verstoringen te elimineren en een uniform stromingsveld te behouden.

Geschikt voor zowel laminaire als turbulente stroming; geen strikte limieten voor het stromingsregime. Gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie: geleidende vloeistof die een magnetisch veld snijdt, genereert een geïnduceerde elektromotorische kracht, waarvan de grootte evenredig is met de gemiddelde dwarsdoorsnede-stromingssnelheid. De doorstromingsmeter integreert nauwkeurig om de gemiddelde stromingssnelheid te verkrijgen, ongeacht laminaire stroming (parabolische snelheidsverdeling) of turbulente stroming (meer uniforme snelheidsverdeling), en is ongevoelig voor het stromingsregime.

Vermijd alleen lege leidingen, grote hoeveelheden bellen of vaste deeltjes met een hoge concentratie (om elektrode-erosie te voorkomen). Vereisten voor rechte leidingen zijn laag, over het algemeen 5D stroomopwaarts en 2D stroomafwaarts.

Volledig onafhankelijk van het stromingsregime; laminaire, turbulente en overgangsstroming zijn allemaal van toepassing. Door gebruik te maken van het Coriolis-krachteffect wordt de massastroom direct gemeten door veranderingen in de inertiekracht van de vloeistof in trillende meetbuizen te detecteren, onafhankelijk van de snelheidsverdeling of het stromingsregime.

Hoge nauwkeurigheid wordt gehandhaafd, zelfs voor laminaire stroming van media met een hoge viscositeit of complexe stromingsomstandigheden met gas- of vaste insluitsels, zolang de meetbuizen vol zijn. Er zijn bijna geen vereisten voor rechte leidingen en de meter is ongevoelig voor verstoringen van stroomopwaartse leidingfittingen.

Vereisten voor het stromingsregime variëren per meetprincipe:

• Transit-time methode (meestal voor grote pijpdiameters, schone vloeistoffen) Geschikt voor zowel laminaire als turbulente stroming. De stromingssnelheid wordt berekend door het verschil in ultrasone doorlooptijd in voorwaartse en achterwaartse stromingsrichtingen te meten, wat de gemiddelde stromingssnelheid weerspiegelt met lage vereisten voor rechte leidingen.
• Doppler-methode (meestal voor vloeistoffen die deeltjes/bellen bevatten) Meer geschikt voor turbulente stroming of matig verstoorde stromingsregimes. Het is afhankelijk van deeltjes/bellen in de vloeistof om ultrasone signalen te reflecteren. Onder laminaire stroming neigt een ongelijke deeltjesverdeling de signalen te verzwakken en de nauwkeurigheid te verminderen.

E+H's PMD75 wordt voornamelijk gebruikt voor het meten van het vloeistofniveau, volume of massa van vloeistoffen, het bewaken van de differentiële druk en het meten van de stroming (volumetrische of massastroom) van gassen, stoom en vloeistoffen. Stromingsmeting vereist hulpapparaten zoals orifice platen en Pitotbuizen.

Volledig ontwikkelde turbulente stroming is verplicht. Een drukverschil wordt gegenereerd via een vernauwingsinrichting, en het drukverschil is evenredig met het kwadraat van de stromingssnelheid. Volledig turbulente stroming boven het kritische Reynoldsgetal (bijv. Re > 10⁵ voor standaard orifice platen) moet worden bereikt; anders zullen niet-lineaire fouten in de relatie tussen drukverschil en stromingssnelheid scherp toenemen.

Extreem hoge uniformiteit van de stromingssnelheid is vereist, met stroomopwaartse rechte pijpsecties van 5D–40D afhankelijk van het vernauwings-element. Onvoldoende rechte leidingen veroorzaken vervormde snelheidsverdeling en vervormde differentiële drukmeting. Normale meting is niet mogelijk onder laminaire stroming, met grote fluctuaties in het drukverschil die moeilijk te corrigeren zijn via algoritmen.