Blogserie #5: Externe invloeden op flowmeter

Deel 5- Hoe gaan we om met externe omstandigheden?

Bij flowmeting en -regeling maken we onderscheid tussen “lage flow” en “hoge flow”. Maar wat betekent dat nu precies? Bronkhorst levert flowmeters en flowregelaars voor “lage” flows. Weet je wat een “lage flow” inhoudt? In deze blogserie leggen we het verschil uit en geven we je een paar tips voor systemen voor lage vloeistofflows. In dit laatste deel van de blogserie kun je lezen over de invloed van externe omstandigheden.

Lees deel 1 van de blog serie

externe omstandigheden trillingen in flowmeter of coriolis

Hoe kunnen externe omstandigheden je flowmeter beïnvloeden?

Flowmeters van Bronkhorst die in deze blogserie zijn besproken, kunnen (ultra)lage flows meten en zijn zeer gevoelig. Hierdoor worden zelfs de allerkleinste verstoringen in het proces of de omgevingsomstandigheden van een klant opgemerkt. Alle eventuele verstoringen in het proces komen nu aan het licht omdat de meting met deze gevoelige flowmeter veel nauwkeuriger is. De klant kan dan reageren met: “er is iets mis met de flowmeter”. Maar de meter kan wel eens de waarheid vertellen! Beter is om aan de hand van de informatie in deze blogs je eigen proces te optimaliseren. Controleer externe aspecten zoals leidingwerk van en naar de flowmeter, de invloed van trillende apparaten in de buurt of de aanwezigheid van vaste deeltjes in de vloeistof.

Om de vorige overweging in een praktische context te plaatsen: als je kiest voor een Coriolis massflowmeter of flowregelaar is er een relatief hoge voordruk als gevolg van de drukval over het instrument. Dit is vooral het geval wanneer Coriolis-instrumenten in hun nominale flowbereik werken. Omdat Coriolis-instrumenten een grote ‘turn-down ratio’ hebben tot 1% van de volle schaal, is de drukdaling in het lagere gebied gewoonlijk verwaarloosbaar en vergelijkbaar met thermische instrumenten.

Hoewel de meting door middel van zo’n Coriolis-flowmeter veel nauwkeuriger is dan met een thermische flowmeter, heeft een hoge voordruk van een drukvat tot gevolg dat er veel meer gas in de vloeistof oplost. Dit komt verderop in het proces bij een lagere druk vrij als gasbelletjes, wat instabiliteit tot gevolg heeft. Met deze blogs over lage flow willen we je daarom bewuster maken van alles wat je kunt doen om de opstelling van je proces te verbeteren. Elke optie heeft zijn eigen voor- en nadelen en mogelijke gevolgen.

Wat voor leidingwerk moet ik kiezen?

Kies zo klein mogelijk leidingwerk. Door de lengte en diameter van de leidingen tussen de flowmeter en het proces zo klein mogelijk te houden, houd je de tijd voor opvullen en verversen zo kort mogelijk. De drukval bij Coriolis-massflowmeters is veel groter dan bij thermische flowmeters omdat bij thermische flowmeters het capillair ongeveer 20 keer korter is en een grotere diameter heeft.
Zoek een optimale verhouding tussen de drukval en het kleinst mogelijke interne volume van het leidingwerk en appendages. Voor lage flows tot 100 g/h wordt een leiding met een buitendiameter van 1/16 inch (~ 1,6 mm) aangeraden. Voor hogere flowbereiken raden we leidingen van 1/8 inch (~ 3,2 mm) aan om de drukval te beperken. Gebruik zo weinig mogelijk verbindingsstukken, bochten of T-stukken: hierin kan zich lucht ophopen waardoor de flow instabiel wordt. Als je toch verbindingsstukken moet gebruiken, neem dan verbindingsstukken met een klein volume.

Leidingwerk in flowmeters

De keuze voor hard leidingwerk van bijvoorbeeld roestvrij staal is hoofdzakelijk gebaseerd op de werkdruk. In een productieomgeving met hoge druk worden zelden flexibele leidingen gebruikt. Voor flowbereiken tot maximaal 2 g/h wordt nadrukkelijk aangeraden hard leidingwerk te gebruiken, omdat hiermee interne volumeveranderingen worden voorkomen. Voor flowmeters met capillairen van hastelloy worden buizen van hastelloy aanbevolen. PEEK, polyether ether keton, verdient de voorkeur voor agressieve vloeistoffen die roestvrij staal aantasten.

Wilt u meer informatie over: "Waarom is de keuze van het leidingwerk belangrijk voor thermische massflowmeters?"

Lees meer over leidingwerk

Voorkom waterslag door plotselinge veranderingen in buisdiameters tegen te gaan

Een verschijnsel dat speciale aandacht verdient, is waterslag. Dit kun je ook kennen van het toilet of de vaatwasser thuis. Waterslag is een hydraulische schok die optreedt wanneer vloeistof plotseling in beweging wordt gebracht of wanneer een bewegende vloeistof plotseling tot stand wordt gebracht of van richting wordt veranderd. Dit heeft plotselinge druksstoten tot gevolg die veel hoger zijn dan de (statische) drukwaarden waarvoor een systeem gewoonlijk is gedimensioneerd.

Voorkom waterslag door plotselinge veranderingen bij de overgang van grote naar kleine buisdiameters tegen te gaan. Dit doe je door een kleine pulsdemper (waarin door een geïsoleerd gas een buffer wordt gecreëerd) te plaatsen, door de toegepaste druk geleidelijk te verhogen of door te voorkomen dat de pomp tegen een gesloten ventiel werkt.

Hoe om te gaan met trillingen?

Trillingen van een pomp of andere apparatuur in de buurt kunnen een ongunstige invloed hebben op de prestaties van Coriolis-massflowmeters. Coriolis-instrumenten werken op basis van trillingen. Zorg er daarom voor dat pompen en andere machines in de buurt trillen met een andere frequentie dan het Coriolis-instrument. Je kunt voorkomen dat deze externe trillingen de Coriolis-flowmeter bereiken door een (enigszins flexibele) buis van PEEK te gebruiken. Een andere manier is om de flowmeter/flowregelaar mechanisch te ontkoppelen door in de stugge leiding een krul aan te brengen (“pigtail”) .
Voor de Coriolis-instrumenten heeft Bronkhorst massablokken van 2 kg en 4 kg met trillingsdempers beschikbaar als extra buffer om trillingen te absorberen.

Lees onze blog 'Hoe om te gaan met trillingen bij gebruik van Coriolis massflowmeters' om meer te weten te komen over hoe trillingen de werking van uw flowmeter kunnen beïnvloeden.

Lees de blog over trillingen

Massablok voor Coriolis flowmeters

Hoe zit het met kalibratie?

We raden aan thermische meters zoals μ-FLOW- en LIQUI-FLOW-instrumenten eens per jaar te kalibreren. Voor Coriolis-instrumenten als de mini CORI-FLOW ML120 is geen periodieke kalibratie vereist omdat het werkingsprincipe van deze apparaten minder onderhevig is aan veroudering. In sectoren als automotive, farmacie en voedingsmiddelenindustrie is kalibratie echter bij wet of op grond van standaardisatie verplicht. In deze sectoren is het van vitaal belang dat een meetinstrument de juiste waarde aangeeft.
Ten behoeve van kalibratie kan het nuttig zijn om transparante flexibele leidingen toe te passen, bijvoorbeeld van teflon, zodat gasbelletjes in de vloeistof met het oog kunnen worden opgemerkt.

Bronkhorst Kalibatie Lab

Gebruik filters om verstopping te voorkomen

Om te voorkomen dat de dunne buizen en capillairen van de flowmeters verstopt raken of om schade aan de piëzo-regelventielen te voorkomen, wordt aangeraden in de opstelling een of meer partikelfilters op te nemen. Dit is extra belangrijk wanneer kanalen en regelventielen worden gebruikt voor de laagste flowbereiken. De filterporiën moeten ten minste tien keer zo klein zijn als het kleinste capillair of de kleinste (regel)opening in het systeem. En stroomopwaarts van een piëzo-regelventiel is de aanbevolen poriegrootte(?) 5 micron. Een grote drukval als gevolg een kleine poriegrootte kan worden gecompenseerd door een groot filteroppervlak.

E-book: "How to handle low liquid flows"

Focus op lage vloeistofstromen < 100 g/h

Download het e-book 'How to handle low liquid flows' om meer te weten te komen over 'lage flow'.
Inclusief diepgaande informatie, technisch advies en insider tips van onze experts.

Dowload e-book Vraag advies

Blogserie: Hoe ga je om met flowmeting van vloeistoffen? Deel 5