Bronkhorst

Introductiegids Flowmeters

Hoe selecteer je de beste flowmeter of debietmeter voor jouw proces?

Heb je een flowmeter of debietmeter nodig in jouw proces? Dan is het belangrijk om te weten waar je rekening mee moet houden als je deze selecteert. Wist je trouwens dat ‘debietmeter’ een synoniem is voor ‘flowmeter’?  Wij helpen je graag op weg om de beste keuze te maken.
 
Flowmeters zijn vaak een cruciaal instrument in onderzoeksopstellingen of in samengebouwde ‘skids’. Dit kan een flowmeter zijn geschikt voor gas, voor vloeistof of damp. 
Om de juiste flowmeter te kiezen, moet je een aantal stappen doorlopen. Er is natuurlijk een verschil tussen industriële en laboratoriumtoepassingen, maar de meeste criteria zijn voor beide toepassingen relevant.
 
Om te beginnen wordt uitgelegd wat flowmeters zijn, hoe ze werken, waar ze voor worden gebruikt en welke criteria belangrijk zijn om de beste flowmeter voor jouw specifieke toepassing te kiezen.

Flowmeter met ultrasoon en Coriolis-meetprincipe
Flow meters in calibration setup

Meer over flowmeters & debietmeters in 6 stappen

  1. Wat is een flowmeter of debietmeter?
  2. Hoe werkt een flowmeter?
  3. Hoe kies je de beste flowmeter?
    • Fase van het medium: gas/vloeistof/damp
    • Voor welk medium gebruik je de flowmeter?
    • Wat is het flowbereik?
    • Wat is de ingangs- en uitgangsdruk?
    • Wat is de omgevingstemperatuur en wat is de temperatuur van het medium?
    • Waar wordt de flowmeter geïnstalleerd?
  4. Wat wil je met je flowmeter bereiken?
    • Prestatie versus prijs
    • Nauwkeurigheid van de flowmeter versus herhaalbaarheid
    • Flexibel gebruik
  5. Welke procescondities kunnen relevant zijn?
       6.Voorbeelden van toepassingen waarin flowmeters worden gebruikt


1. Wat is een flowmeter of debietmeter?

Een flowmeter is een instrument dat de massa- of volumeflow van een gas of vloeistof meet. Een populair synoniem voor flowmeter is debietmeter. Maar je kunt veel meer benamingen tegenkomen, zoals: flowsensor, massflowmeter, massflowregelaar, flowregelaar, enzovoort. 

Het doel van een flowmeter is in feite om de gas- of vloeistofflow tussen twee punten in een proces te meten. Soms is beheersing of regeling van de flow nodig. Dit gebeurt door een flowmeter te combineren met een regelklep, waardoor er een flowregelaar ontstaat. In dit geval kun je de flow niet alleen meten, maar ook regelen, om zo het flowbereik aan te passen. De meetresultaten kunnen meer inzicht geven in je proces, zodat je betere beslissingen kunt nemen rond productkwaliteit, verwerkingssnelheid en kostenbesparingen.


2. Hoe werkt een flowmeter?

Er zijn twee manieren om een medium te meten – massflowmeting en volumeflowmeting. Bij het meten van de volumeflow spelen temperatuur en druk een rol en wordt het resultaat uitgedrukt in volume-eenheden als ml/min of m3/h. Bij het meten van de massaflow worden eenheden als kg/h of g/min gebruikt. De massaflow kan ook in gestandaardiseerde volumes worden uitgedrukt, zoals mls/min of m3n/h. Je kunt voor jouw toepassing dus een volumeflowmeter of een massflowmeter kiezen. 

Naast massflowmeting en volumeflowmeting, kan ook nog onderscheid worden gemaakt in meetprincipe. Elke meetprincipe heeft zijn eigen specifieke voor- en nadelen:

 

Coriolis mass flow werkingsprincipe 

Volumeflowmeting

  •      Ultrasone flowmeting
  •      Vortex  
  •      Magnetisch-inductief 
  •      Verschildruk
  •      Positieve verplaatsing 

Thermische Mass Flow Meter/Regelaar voor gas (by-pass design).  

Gas & vloeistofflowmeters

Sommige flowmeters zijn geschikt voor gas, andere juist voor vloeistoffen. Er zijn ook flowmeters te koop die onafhankelijk zijn van de mediumeigenschappen en daardoor geschikt zijn voor zowel gas als vloeistoffen.

Op onze website vind je een termenlijst met een groot aantal veelgebruikte termen en afkortingen op het gebied van flowmeting.


3. Hoe kies je de beste flowmeter voor jouw toepassing?

In deze paragraaf bespreken we een aantal essentiële punten die je in overweging moet nemen bij het selecteren van de juiste debietmeter. Daarbij komen ook de verschillen tussen meerdere meetprincipes aan bod.

Fase van het medium: gas/vloeistof/damp 

Een aantal flowmeters kun je simpelweg al uitsluiten omdat ze gewoon niet werken in jouw proces. Elektromagnetische flowmeters zijn bijvoorbeeld niet geschikt voor koolwaterstoffen en werken alleen met een geleidende vloeistof. Veel flowmeters kunnen geen damp of slurry meten. 
 
Hieronder staat een overzicht van het type flowmeter met daarbij het medium dat ze kunnen meten:
  • Gas – Coriolis massa, thermische massa, ultrasoon, variabele doorlaat, variabele verschildruk, positieve verplaatsing, turbine
  • Vloeistof – Coriolis massa, thermische massa, ultrasoon, variabele verschildruk, positieve verplaatsing, turbine, elektromagnetisch
  • Slurry – Coriolis massa, bepaalde subcategorieën van variabele verschildruk, elektromagnetisch, ultrasoon
  • Damp – vortex, ultrasoon, diafragma, vlotter

Wat is het flowbereik?

Het flowbereik is meestal het eerste waarnaar gekeken worden bij de selectie van een debietmeter. De hoeveelheid medium kan worden weergegeven in volume, gestandaardiseerd volume en werkelijke massa-eenheden. Het flowbereik is de hoeveelheid medium die per tijdseenheid door een meetinstrument stroomt. 

Lees in dit blog waarom het belangrijk is om te weten met welke referentieomstandigheden je werkt. Een leverancier geeft meestal het minimale en het maximale Full Scale bereik van een productserie. Dit moet overeenkomen met je proceseisen.

BLOG: Referentie omstandigheden

Wat is de ingangs- en uitgangsdruk?

Bij het kiezen van een flowmeter is het belangrijk om te weten of je een lage drukval nodig hebt of niet. De definitie van drukval is ‘het verschil tussen de ingangs- en uitgangsdruk’. Daarnaast hebben flowmeters ook een maximale werkdruk. Als je een hogedruktoepassing hebt, moet je met deze maximale druk rekening houden.

Bij massflowregeling heb je de ingangsdruk (P1) en de uitgangsdruk (P2) nodig voor het kiezen en dimensioneren van het meest geschikte regelventiel.

Wat is de omgevingstemperatuur en wat is de temperatuur van het medium?

Het volgende item op de checklist is de temperatuur van je medium en van de omgeving waarin het instrument gebruikt wordt.

Variaties in mediumtemperatuur kunnen van invloed zijn op de nauwkeurigheid van je meetresultaat. Bij temperatuurschommelingen kan het interessant zijn om te kiezen voor een flowmeter met temperatuurcompensatie (bijv. de EL-FLOW Prestige flowmeters).

Een te hoge of te lage omgevingstemperatuur kan ervoor zorgen dat de elektronische onderdelen van je debietmeter tijdens gebruik of opslag beschadigd raken. Als je een flowmeter gebruikt in toepassingen met ovens of branders, of in ruimten waar de temperatuur heel laag is, is het belangrijk om te controleren of het instrument tegen deze extreme temperaturen bestand is. Controleer dus vóór de aanschaf van een flowmeter de temperatuurspecificaties van de leverancier.

Waar wordt de debietmeter geïnstalleerd?

Bij het kiezen van een flowmeter moet je er rekening mee houden waar deze gebruikt gaat worden. Is dat binnen, buiten, in een laboratorium of voor een specifieke industrie? Voor laboratoria gelden andere specificaties dan voor de olie- en gasindustrie.

  • IP-code 
  • NEMA
  • Heb je specifieke certificering of keurmerken nodig voor de plaats waar je de flowmeter wilt installeren? Bijvoorbeeld: ATEX- of IECex-keurmerk (gebruik in explosiegevaarlijke omgeving) of FDA-keurmerk, enzovoort. Bekijk de lijst met beschikbare certificaten voor onze Bronkhorst flowmeters.
Flow meters used for fish farming

4. Wat wil je met je flowmeter bereiken?

Bij het kiezen van een flowmeter moet je nadenken over wat binnen jouw proces belangrijk is. Wat wil je bereiken?

Prestatie versus prijs  

Bij de aanschaf van een flowmeter zijn de prijs en de prestatie vaak de belangrijkste criteria. Kijk je vooral naar de prijs, dan is de kans groot dat je uitkomt bij een basisinstrument, met een minder goede prestatie.

Voor een reëel beeld van de kosten moet je naast de aanschafprijs ook rekening houden met de kosten voor installatie, onderhoud en reparaties in de loop van de tijd. Afhankelijk van hoe duur de meter in gebruik is - denk aan het stroomverbruik - kunnen de totale kosten nog hoger uitvallen. 

Nauwkeurigheid van de flowmeter versus herhaalbaarheid

Bij het kiezen van een flowmeter moet je kijken naar de specificaties ervan. Nauwkeurigheid en herhaalbaarheid zijn belangrijke specificaties om rekening mee te houden. 

Nauwkeurigheid van de flowmeter 

Nauwkeurigheid geeft aan hoe dicht de meting de werkelijke waarde benadert. Voor flowmeters worden de gemeten afwijkingen vaak weergegeven op een kalibratiecertificaat. Dit wordt uitgedrukt als een percentage, bijvoorbeeld ± 1%. Niet alle flowmeters bieden eenzelfde nauwkeurigheid, maar niet alle toepassingen vereisen de hoogst mogelijke nauwkeurigheid. Bij R&D onderzoeken of katalytische toepassingen is absolute nauwkeurigheid vaak wel belangrijk, maar dit kan per proces verschillen.
 

Flow Meter accuracy

Herhaalbaarheid van de flowmeter 

Herhaalbaarheid betekent dat onder dezelfde omstandigheden hetzelfde resultaat wordt verkregen. Met andere woorden: een flowmeter moet dezelfde resultaten geven als deze wordt gebruikt met dezelfde variabelen en onder dezelfde omstandigheden. Ook dit wordt weergegeven als een ±-percentage

BLOG: Nauwkeurigheid versus herhaalbaarheid
Flow Meter herhaalbaarheid

Flexibel gebruik

Soms is het handig om een flowmeter te kiezen die voor meerdere toepassingen kan worden gebruikt. Bijvoorbeeld als je een meter nodig hebt voor een onderzoeksproject en weet dat er in de toekomst nog meer projecten volgen, maar geen idee hebt welke media daarbij gebruikt zullen worden. In dat soort gevallen kan het nuttig zijn om een flowmeter te kiezen die mediumonafhankelijk is en daarnaast ook een breed flowbereik heeft.

Zijn er in jouw proces grote schommelingen in het flowbereik? Dan heb je waarschijnlijk liever een flowmeter met een grote turndown ratio. De turndown ratio wordt vaak ook gewoon het ‘bereik’ genoemd. Hiermee wordt het bereik bedoeld waarbinnen een flowmeter of flowregelaar het medium nauwkeurig kan meten. Met andere woorden: dit is simpelweg een vergelijking van de bovengrens met de ondergrens van een meetbereik, uitgedrukt in een verhouding. Dit wordt met een eenvoudige formule berekend: turndown ratio = maximale flow / minimale flow. Lees meer over de turndown ratio in onze veelgestelde vragen (FAQ’s).


5. Welke procesomstandigheden kunnen relevant zijn?

Reiniging

In de voedingsmiddelenindustrie en de farmaceutische industrie is het reinigen van instrumenten belangrijk om kruisbesmetting te voorkomen.

  • Cleaning-in-place (CIP) is een methode die wordt gebruikt voor het reinigen van de inwendige oppervlakken van leidingen, vaten, apparatuur, filters en koppelingen. Een CIP-cyclus bestaat gewoonlijk uit verschillende stappen, waaronder wassen met een heet reinigingsmiddel en heet zuur met een temperatuur van maximaal 95°C.
  • Steaming-in-place, ook wel sterilization-in-place (SIP) genoemd, bestaat uit een fase waarin het instrument wordt gesteriliseerd met verzadigde stoom op een temperatuur van maximaal 140 °C.

Niet alle flowmeters zijn geschikt voor deze reinigingsmethoden. Indien van toepassing, is dit dus een belangrijke factor om mee te wegen. Voor deze markten zijn bovendien vaak door de FDA goedgekeurde afdichtingen verplicht.

Beschikbare ruimte

Is de ruimte in jouw proces beperkt? Kies dan voor een compacte flowmeter waarbij aan de ingangs- of uitgangszijde geen recht stuk buis nodig is. Er zijn ultracompacte flowmeters op de markt die gebaseerd zijn op MEMS-technologie (bijv. de IQ+FLOW gasflowmeter).

Flow Meters for gas and liquid flow measurement

Installatie van de flowmeter

Voordat je een flowmeter kiest, is het heel belangrijk om te controleren op welke plaats en in welke positie het instrument geïnstalleerd moet worden. Bij sommige instrumenten kan de nauwkeurigheid beïnvloed worden door de positie. 
Andere relevante aspecten bij de installatie van flowmeters kunnen zijn: verstoringen door trillingen, crosstalk, sterke drukwisselingen en de effecten van bochten, ventielen en kleinere leidingdiameters voor en na het instrument. Deze effecten kunnen ook variëren per werkingsprincipe.

Soort communicatie

Controleer of je een digitale of analoge flowmeter nodig hebt. Daarnaast moet je ook weten welk type communicatie in jouw proces gebruikt wordt. Populaire typen veldbuscommunicatie zijn Profinet, EtherCAT, CANopen, Ethernet/IP en POWERLINK, maar ook de bekendere versies als Modbus, Profibus en DeviceNet kunnen worden geïntegreerd. 
Het is mogelijk om de eigen veldbuscommunicatie van de fabrikant te gebruiken, zoals FLOW-BUS van Bronkhorst. Dit heeft als voordeel een eenvoudige, kosteneffectieve netwerkoplossing die kan worden overgezet naar gemeenschappelijke interfaces, zoals RS232, Profinet en Profibus. 
 

Vocht

Sommige flowmeters zijn gevoeliger voor vocht dan andere. Je kunt hiervoor een filter gebruiken. Je bespaart daarmee kosten voor reiniging, reparatie, onderbreking van je proces en mogelijk ook verspilling van grondstoffen of eindproduct.

Hulp nodig?



Hulp nodig?

Heeft u hulp nodig bij het selecteren van een flowmeter? Wij kunnen u helpen! 

Voor welk medium gebruik je de flowmeter?

De chemische en fysieke eigenschappen van het medium kunnen van invloed zijn op het materiaal en daarmee op de werking van de flowmeter. Veelal kun je kiezen uit verschillende materialen die worden gebruikt voor de ‘wetted parts’ (de delen die in contact komen met het medium):

  • aluminium
  • roestvrij staal
  • hastelloy en
  • monel, in combinatie met elastomeerafdichtingen van Viton (FKM), Kalrez (FFKM) of EPDM
Het is belangrijk om te weten dat MEMS- of CMOS-(chip)sensoren die in sommige gasflowmeters worden gebruikt, alleen geschikt zijn voor een beperkt aantal niet-agressieve gassoorten.
 
Een ander aspect om rekening mee te houden is de viscositeit van het medium, de dichtheid en dispersie (vaste deeltjes). Niet elke meettechnologie is geschikt voor alle media. Elektromagnetische flowmeters kunnen bijvoorbeeld alleen worden gebruikt voor geleidende vloeistoffen.
 

Waar heeft u een vraag over?
Ondervindt u problemen bij het invullen van dit formulier? Neem dan contact met ons op via e-mail ([email protected]).