Alle innen industri og kommunal sektor har behov for å kunne måle og regulere strømmende medier. For å møte dette behovet, er det konstruert en mengde ulike givere som arbeider etter ulike metoder. Ved strømningsmåling benyttes både direkte og indirekte målemetoder.
Med strømning menes mengden av et gjennomstrømmende medium per tidsenhet. Det må skilles mellom hva som er volumstrømning og hva som er massestrømning. Ifølge SI, uttrykkes volumstrømning i m3/s, m3/h eller l/s, og betegnes qv. Massestrømningen skal (ifølge SI) måles i Kg/s, samt betegnes qm.
Weakest link?
Gjennomstrømning er en viktig parameter, som det er nødvendig å kunne kontrollere og regulere i forbindelse med mange ulike prosesser. Derfor må vi ha tilgang til en hensiktsmessig og pålitelig signalgiver for strømningsbestemmelse, det vil si en strømningsmåler.
Signalgiveren representerer ofte det ”svake ledd ” i et måle- eller reguleringssystem. Dette skyldes imidlertid ofte uhensiktsmessige målere, feil installasjon eller feilaktig tolking av giverens egenskaper.
Det finnes ingen universalmåler for strømning. Men den raske utviklingen har resultert i stadig bedre målere av flere ulike typer.
Strømningsmålere kan klassifiseres etter den fysikalske målemetode som ligger til grunn for strømningsbestemmelsen. Innenfor rammen av hver målemetode finnes ofte en mengde ulike varianter, som imidlertid pleier å inneholde en hel del felles likheter med hensyn til anvendelsesområdene. En oppdeling etter metode vil derfor også til en viss grad angi anvendelsesområder.
Bruksbetingelser
For at strømningsmålere skal virke innenfor den nøyaktigheten som er spesifisert, må en rekke forutsetninger være tilstede. Disse forutsetningene kalles krav til bruksbetingelser. En strømningsmålers kvalitet vil påvirkes av i hvor stor grad kravene til bruksbetingelsene er oppfylt. Disse omfatter i denne sammenheng følgende forhold:
- Mediets egenskaper.
- Måten mediet strømmer på.
- Installasjonsbetingelser.
- Omgivelsesforhold.
Mediets egenskaper er grunnleggende for valg av måleprinsipp. Dette inkluderer fasetilstand, homogenitet, fysikalske egenskaper, densitet, viskositet samt akustiske-, elektriske- og smøreegenskaper. Se eget avsnitt om ”Mediets egenskaper” nedenfor for detaljer.
Også mediets strømninger påvirker valg av måleprinsipp. Se eget avsnitt om ”strømninger”, som omfatter hastighet, profil (Reynholds tall) og pulserende eller ikke-pulserende strømning.
Måleenheter
Følgende måleenheter benyttes for mengdemåling:
V – Strømningshastighet! Med strømningshastighet menes hastigheten til et medie i et visst punkt.
Qv - Volumgjennomstrømning, eller det totale gjennomstrømmende volum, er måleenheten som man oftest ønsker å bestemme. De fleste målere gir derfor et utgangssignal som relateres til volumstrømmen, enten ved at måleren kjenner det direkte volumet, middelhastigheten eller en hvilken som helst annen enhet som indirekte avhenger av volumgjennomstrømningen. Kalibreringen i m3/h eller l/min avhenger derfor ofte på mediets densitet, viskositet, temperaturer m. m.
Qm - massegjennomstrømning representerer den vektmengde som passerer per tidsenhet.
Måleområder
Måleområde og måleomfang defineres slik:
Måleområde er det område innenfor de spesifikasjoner på målenøyaktighet som gjelder for måleren.
Måleområdets øvre grense bestemmes av den største gjennomstrømningen som kan måles. Utover denne maksimumsstrømningen kan måleren som regel overbelastes uten å få varige defekter.
Måleområdets nedre grense. Det anvendelige visningsområdet for en gjennomstrømningsmåler går sjelden fra null. Dette er nedre grense for målerens dynamikk, det vil si forholdet mellom øvre og nedre grense for et og samme måleområde.
Måleomfang (rangeability) blir vanligvis angitt som mål på dynamikken, men inkluderer ofte den variasjon av følsomheten som visse målere har mulighet til.
Måleunøyaktighet
Graden av informasjon som målingen gir, avhenger av målingens pålitelighet. Målenøyaktigheten er derfor alltid en vesentlig faktor å ta hensyn til. Denne kan spesifiseres på ulike måter, for eksempel:
(a) i % av aktuell måleverdi.
(b) i % av måleområdets øvre grense.
(c) summen av unøyaktighet ifølge (a) og (b).
(d) den høyeste unøyaktighet ifølge (a) respektive (b).
(e) den minste unøyaktighet ifølge (a) respektive (b).
Den relative unøyaktighet vises best med en feilkurve, som funksjon av måleverdien.
Utgangssignaler
Utgangssignaler, fra mengdemålere, er tilgjengelig på en eller flere måter:
- Analoge utgangssignaler, vanligvis 4 - 20 mA. I noen tilfeller er også spenningsutganger brukt, som for eksempel 0 - 10 V.
- Pulsutgang, benyttes ofte der det er krav til god oppløsning på måleresultatet. Benyttes ofte i direkte oppkobling mot telleverk, som for eksempel der man ønsker å få angitt en puls per liter.
- Feltbusser. Profibus, Fieldbus Foundation (FF) og andre busstilkoblinger kommuniserer digitalt mellom måleutstyr og styresystemer. I stedet for variasjoner på den analoge utgangen, ”snakker” utstyret med styresystemet ved hjelp av digital kommunikasjon.
- Klassiske Hart kommuniserer digitalt overlagret den analoge utgangen på måleren.
- Trådløst: Hart (ovenfor) finnes også en en trådløs versjon, WirelessHart. Et annet alternativ er ISA 100 Wireless.
Automatiserings ”Flowskole”
Automatiserings ”Flowskole” er basert på Krohne Instrumentations kurs med samme navn. Flowskolen er leverandøruavhengig.
Den er hovedsakelig utviklet av selskapets Johnny Østvang, en ildsjel innen måleteknikk.
Han har lang erfaring fra prosessindustrien, og har siden 1997 vært servicesjef hos selskapet.
