Skrevet af Morten B. Jensen, Product Manager – Instrumenter hos KLINGER Danmark
Mekaniske flowmålere måler flowet ved hjælp af bevægelige dele, der enten lader et specifikt volumen passere gennem et arrangement af gear/kamre eller ved at få en rotor til at spinne. Sidstnævnte kaldes turbine flowmålere (Axial Turbinemeters), og princippet blev opfundet af Reinhard Woltman helt tilbage i 1790, og den anses i dag for at være en nøjagtig og pålidelig flowmåler til både væske og gas.
Virkemåde
Mediet, som strømmer ind i turbineflowmåleren, opdeles i indgangen af en flowretter, der sørger for at mediet rammer rotoren ensartet over hele arealet, hvorved rotoren sættes i bevægelse. Rotorens rotationshastighed omdannes derefter til et elektrisk pulssignal (frekvens), som kan aftastes.
Selve aftastningen kan foregå på 2 forskellige måder idet:
1)Rotorerne er forsynet med magneter, og der benyttes en Hall-effektføler som detekterer rotorens rotation.
2)Rotorerne er forsynet med rustfri stålstifter, og der benyttes en induktiv nærhedskontakt registrerer rotationen.
I begge tilfælde er det aftastede resultat et frekvenssignal, som er proportionalt med strømningshastigheden – og dermed volumenflowet.
Rotoren
Rotordelen er ”hjertet” i turbinemåleren, og det er derfor vigtigt at denne ikke beskadiges. Flowretteren i indløbet benyttes til at stabilisere strømningen og minimere de negative virkninger af turbulens, som kan slide selve rotoren, og beskadige lejerne som denne er ophængt i.
Lejerne er normalt fremstillet i et meget hårdt materiale, som safir, tungsten eller keramik, for at minimere slidtage. Designet er oftest i specielle ”åbne” leje konstruktioner, så mediet kan benyttes til at smøre lejet samtidig med der måles.
I mange industrielle målere kan rotordelen udskiftes - reservedelen leveres som en kalibreret enhed der indsættes i det eksisterende hus, så nøjagtigheden i målesystemet kan bevares.
Montage
Turbineflowmålere fungerer kun i én retning, og skal derfor monteres med flowretning som indikeret på måleren (oftest med en pil) – forkert montage vil normalt ikke skade måleren, men måleresultatet vil ikke være korrekt. Til gengæld kan måleren monteres både vandret og lodret, og der stilles normalt ikke krav til respektafstande før/efter måleren, grundet den indbyggede flowretter. Nøjagtighed og levetid kan dog øges hvis man gennem montagen forsøger at reducere risiko for turbulens, ved at montere måleren med f.eks. 10 gange lige rørføring før måleren.
Som alle hastighedsmålere kræver turbineflowmåleren at målestrækket er helt fyldt helt op med det medie der skal måles på, ligesom det anbefales at der monteres et grov filter i indløbet - igen for beskyttelse af rotorsystemet.
Anvendelsesområder
Turbineflowmålere benyttes både til væske og gasser, dog skal måleren specificeres til mediet i forbindelse med ordre. Det skyldes bl.a. at de hastigheder hvormed rotoren vil rotere afhænger af mediets viskositet, som igen har indflydelse på målerens karakteristik. Derfor anvendes måleprincippet primært til rene væsker med lav viskositet eller til gasser uden partikelindhold – samme måler kan dog ikke benyttes til både væske og gas, da rotorsystemet er udformet på forskellig vis for de 2 medier.
Måleprincippets største force er, at rotoren begynder at dreje så snart mediet påvirker den med en fremadrettet kraft, ligesom den vil stoppe, så snart påvirkningen stopper (T50 typisk < 50msek). Det sikrer en meget hurtig responstid, en egenskab der bl.a. gør turbinemåleren ideel til batch opgaver.
Læs mere hér