Direktør Eivind Omarhaug hos Krohne slår et slag for flere Vortex-målinger av gasser.
Direktør Eivind Omarhaug hos Krohne slår et slag for flere Vortex-målinger av gasser.

Virvelvind gir robuste resultater

Leonardo da Vinci beskrev Vortex-prinsippet for over 500 år siden, men det har absolutt livets rett i 2013.

Vortex for gassmåling

  • Måleprinsipp basert på frekvensmåling i virvelstrømmer som skapes av obstruksjon i målerør.
  • Dynamisk måleområde: inntil 40:1.
  • Målenøyaktighet: inntil +/- 1,0 prosent ved Reynholds tall over 20 000.
  • Repeterbarhet: inntil +/- 0,1 prosent.
  • Krav til rettstrekk ved 90 graders bend: Typisk 20 x OD før og 5 x OD etter.
  • Dimensjonering for riktig mediehastighet er viktig, og bør være på minst 0,5 m/s.

Bergen: Det italienske universalgeniet definerte sammenhengen mellom virvelstrømmer i væsker og mediets hastighet tidlig på 1500-tallet. Han dokumenterte fenomenet med tegninger av virvler ved brokar.

 

Dårlige startvibber

 

En industriell Vortex-måler har en liten obstruksjon i målerøret og en etterfølgende sensor, som gjerne kan kalles en mikrofon. Den registrerer frekvensen i virvlene. Når arealet først er kjent, er det en enkel sak å beregne volumet. Måleprinsippet fungerer like godt for damp, gass og væske.

 

Da teknologien ble tatt i bruk i industrielle applikasjoner kom den litt skjevt ut på hoppkanten. I installasjoner med vibrasjoner kunne målingene bli påvirket. Ifølge Eivind Omarhaug, administrerende direktør i Krohne, hører slike barnesykdommer historien til.

 

Slår differansetrykk

 

Han synes det er synd at Vortex ofte velges bort av aktørene på norsk sokkel, typisk til fordel for differansetrykk (DP) for mange gassmålingsapplikasjoner. Direktøren mener virvlene gir mer pålitelige målinger enn trykkfallkollegaen.

- Målenøyaktigheten er generelt bedre med Vortex enn DP, sier han.

 

Omarhaug forklarer at nøyaktigheten for trykktransmittere blir oppgitt for hele måleområdet. For Vortex derimot, blir nøyaktigheten oppgitt for målt verdi. Han forteller at dette kan gi store forskjeller i den nedre delen av ønsket måleområde.

 

Automatisk til standard m3

Det blir stadig flere gassmålinger, som her ved Shells Pearl GTL i Qatar.
Det blir stadig flere gassmålinger, som her ved Shells Pearl GTL i Qatar. Shell
 

Et annet viktig tema er det at endringer i temperatur og statisk trykk vil påvirke volumetriske gassmålinger, uansett hvilket av de to måleprinsippene som utfører oppgaven. Direktøren forteller at Vortex-målere gjerne har en integrert rask og nøyaktig temperatursensor for å bøte på dette. Han har enda en fjær i hatten for en av selskapets instrumenter.

- Vår Optiswirl 4070 kan også leveres med en trykksensor. Tilleggssensorene kan brukes til å konvertere målingen til standard kubikkmeter gass, forklarer Omarhaug.

- Dessuten kan måleren tilbys med redundant, altså dobbel uavhengig måling av Vortex-frekvensen. Løsningen garanterer kontinuerlig måling.

 

Tåler tidens tann

 

Direktøren trekker også fram forskjeller i langtidsstabiliteten på måleprinsippene. Slitte måleblender (for DP) påvirker målingene. Selv om obstruksjonen og sensorene i en Vortex-måler også kan bli slitt, mener Omarhaug at måleresultatet blir langt mindre påvirket.

 

Så langt, så bra. Det er allikevel er par hensyn å ta før en ivrig innkjøper legger den i handlekurven. Direktøren forteller at Vortex i utgangspunktet er en enfase-mengdemåler.

- Den takler i noen situasjoner to faser, men det påvirker målenøyaktigheten, sier han. 

 

Samtidig gir han våre lesere en kikk i selskapets krystallkule. Der ser direktøren at en flerfasemåler vil melde sin ankomst innen et par år.

 

Kvel problemer i designfasen

 

Han peker også på mulige problemer med kavitasjon, kondensering, forurensing og partikler. For det første mener han at slike temaer i størst mulig grad bør fikses i designfasen, samtidig som han forklarer at risikoen for problemer blir mindre dersom man velger instrumenter med elektronikk eller software som kan håndtere forstyrrelser som væskedråper.

 

Vitalt dimensjoneringsvalg

Leonardo da Vinci tegnet Vortex-virvler tidlig på 1500-tallet.
Leonardo da Vinci tegnet Vortex-virvler tidlig på 1500-tallet. Leonardo da Vinci
 

Noe av det aller viktigste for gode Vortex-målinger, og de fleste andre mengdemålingsprinsipper, handler om riktig dimensjon på målerøret. Omarhaug forteller at det gjelder å velge en størrelse som gir tilstrekkelig hastighet i mediet ved minimum strømningshastighet, samtidig som måleren også takler toppfarten.

 

Selv om kravene til rettstrekk kan virke rigorøse, typisk 20 ganger OD (outer diameter) før og 5 ganger OD etter Vortex-måleren, beroliger Omarhaug interessentene.

- Kravet gjelder kun når det er et 90 graders bend! Ved lavere vinkel blir behovet for rettstrekk redusert, forklarer han.

- Strømningsrettere kan også pynte på situasjonen.

 

Installasjonsfølsomhet

 

For å unngå problemer med kondensat (gassmåling) og gass/luft (væske) må Vortex-målere monteres på riktig sted, og være allokert riktig på røret. Direktøren slår et slag for montasje på vertikale rør med strømningsretning oppover.

 

For horisontale rør understreker Omarhaug at installasjonsanvisningen må følges nøye. Sensoren bør være i «toppen» av røret, eller i retning kl. 12.00 på en urskive, for gassmåling. Kondensat i gass, og gass i væske gir mindre areal og hastighetsøkning for mediet.

- Det gir selvsagt feilmåling, konstaterer Omarhaug.

 

Ved måling av væsker på horisontale rør er det i «bunnen» av røret som gjelder, lokalisert på 6-tallet på urskiven.

 

Sprekt måleområde

 

Etter å ha forklart hvilke forholdsregler vi må ta, er han kjapp med å påpeke fordelene ved måleteknologien som da Vinci la grunnlaget for et par år etter at han malte Mona Lisa. I likhet med andre løsninger uten bevegelige deler, er målerne stort sett vedlikeholdsfrie. De spiller over et stort dynamisk måleområde.

- Vår nevnte Optiswirl har en turndown på 40:1 for gass, og nærmere 25:1 for væsker, sier Omarhaug.

- Dessuten er trykkfallet lavt, typisk lavere enn en måleblende i DP-målinger.

 

Direktøren avrunder Vortex-virvlene med å oppfordre de som designer måling av spesielt gassmålinger til å gi teknologien en ny sjanse. For som han så rett sier det, evig eies kun et dårlig rykte!