Aktuální vydání

celé číslo

02

2021

Systémy pro řízení vodárenských sítí a ČOV

Hladinoměry

celé číslo

Měření průtoku kapalin, emulzí a suspenzí indukčními průtokoměry

Při výrobě mnoha chemických produktů je požadováno měření průtoku kapalin, které vytvářejí souvislé povlaky na stěnách potrubí, a tím i na vnitřním povrchu měřicí trubice indukčního průtokoměru1). Jako příklad je možné uvést emulze vody a oleje, latexové nátěrové hmoty nebo suspenze, kde je nosnou kapalinou demineralizovaná voda. Použití běžného indukčního průtokoměru naráží na mnohé obtíže – měření je nepřesné, nestabilní, v lepším případě je nutné průtokoměr „jen“ často demontovat a čistit. Proč běžný průtokoměr v těchto úlohách nevyhovuje? Při měření průtoku olejových emulzí se poměrně rychle vyloučí olej na měřicí trubici průtokoměru a snímací elektrody jsou tímto povlakem od­izolovány od proudící kapaliny. Jestliže se měří suspenze nevodivých látek rozpuštěných v demineralizované vodě, je vzhledem k malé vodivosti a velkému obsahu pevných částic měření nestabilní. Projevují se totiž rušivá napětí způsobená pevnými částicemi (vzájemné nárazy částic při proudění mohou vést k tzv. obrácenému piezoelektrickému jevu, tj. vzniku rušivých napětí), která spolu s malou vodivostí nosné kapaliny mohou zcela znemožnit měření.

Princip měření a konstrukce průtokoměru Optiflux 7300C

Firma Krohne vyrábí již mnoho let indukční průtokoměry s kapacitními elektrodami, které umožňují přesně a spolehlivě měřit ve všech uvedených situacích. Patří k nim také Optiflux 7300C.

Měřicí princip se shoduje s tímto principem u běžných indukčních průtokoměrů, rozdíl je v konstrukci snímacích elektrod a vstupních obvodů průtokoměru. Na obr. 1 je porovnání konstrukce běžného indukčního průtokoměru a indukčního průtokoměru s kapacitními elektrodami. Kapacitní elektrody nejsou v kontaktu s měřenou kapalinou, proto případný povlak na měřicí trubici z keramiky neovlivňuje měření. Vzhledem k velké ploše těchto elektrod je možné bez problémů měřit i průtoky suspenzí kapalin s malou vodivostí.

Pro správné snímání napětí z kapacitních elektrod je nutný předzesilovač s malou mezní frekvencí a velmi velkým vstupním odporem. Firma Krohne vyrábí tuto část průtokoměru tak, že vytváří potřebné struktury technologií nanášení tlustých vrstev přímo na keramickou výstelku indukčního snímače. Poslední operací je stabilizace měřicí trubice při vysoké teplotě ve vypalovací peci. Tím je zajištěna dlouhodobá stabilita a minimální mikrofoničnost celého systému (mikrofoničnost je citlivost kapacitních elektrod na akustické vlnění v měřené kapalině, např. od čerpadel nebo regulačních a uzavíracích ventilů). Takto vyrobený snímač indukčního průtokoměru je vybaven modifikovanou elektronikou se standardizovanými výstupy. Může být použit i v prostředí s nebezpečím výbuchu.

Minimální vodivost měřené kapaliny pro průtokoměr Optiflux 7300C je 0,1 μS/cm (pro běžné průtokoměry je požadovaná hodnota minimální vodivosti 1 až 20 μS/cm v závislosti na dalších vlastnostech měřené kapaliny). Snímací elektrody nejsou ve styku s měřenou kapalinou, nemohou jí tedy být ani korozně napadány.

Průtokoměr Optiflux 7300C velmi vhodně doplňuje nabídku indukčních průtokoměrů Krohne a rozšiřuje možnosti použití těchto průtokoměrů i do oblastí, kde bylo v minulosti nutné používat jiné měřicí principy.

Použití indukčních průtokoměrů Krohne v procesním průmyslu

Indukční průtokoměry Optiflux od firmy Krohne jsou obecně vhodné pro měření průtoku všech elektricky vodivých kapalin. Optimální kombinací varianty snímače (přírubový nebo bezpřírubový), typu výstelky (keramika, PTFE, PFA, polypropylen, ETFE, tvrdá pryž nebo FEP) a materiálu snímacích elektrod (Hastelloy, korozivzdorná ocel, titan, tantal, platina) získává zákazník snímač, který dokonale odolává měřené kapalině a současně má příznivou cenu. Unikátní interní diagnostika provozních podmínek i samotné funkce snímače a převodníku, která je součástí jak vyhodnocovací elektroniky IFC 300, tak i základní verze převodníku IFC 100, poskytuje uživateli jistotu přesného a spolehlivého měření průtoku i v obtížných provozních podmínkách. Indukční průtokoměry řady Optiflux jsou vhodné pro většinu úloh – ať už jde o měření průtoku kapalin s velkým podílem pevných částic nebo vláken, suspenzí, past a kalů či o měření pulzujících průtoků. Pro měření průtoku agresivních kapalin (kyselin a zásad), které jsou často dopravovány v plastových potrubích, nejsou vzhledem k použité unikátní metodě virtuální reference zapotřebí zemnicí kroužky ani zemnicí elektrody. Tím klesá riziko vzniku netěsnosti přírubových spojů a odpadají dodatečné náklady na zemnicí kroužky ze speciálních materiálů.

Pro měření objemového průtoku emulzí, suspenzí s malou vodivostí nebo směsi demineralizované vody s agresivními chemikáliemi je vhodný indukční průtokoměr Optiflux 7300C.

Pro dvouvodičové napájení vyrábí firma Krohne indukční průtokoměr Optiflux 4040C v rozsahu DN 25 až DN 150. Speciální technologie power booster umožňuje tyto průtokoměry použít i v obtížných úlohách (velký obsah pevných částic v měřené kapalině), kde dvouvodičově napájené průtokoměry jiných výrobců selhávají.

Indukční průtokoměry Krohne ve vodohospodářství

Pro vodní hospodářství vyrábí firma Krohne speciální typ indukčního průtokoměru Waterflux se zúženou měřicí trubicí s výstelkou z rilsanu s poměrem maximálního a minimálního měřitelného průtoku 1 : 1 000. Tento typ průtokoměru nevyžaduje žádné přímé úseky před průtokoměrem a za ním, a je proto možné jej instalovat do šachet a prostorů s omezeným místem. Vyhodnocovací elektronika IFC 070 s bateriovým napájením může pracovat až patnáct let bez výměny baterie. Přesnost měření je srovnatelná s klasickými indukčními průtokoměry.

Závěr

Projektanti i uživatelé oceňuji zejména široké možnosti konfigurace výstupních signálů (jeden nebo více proudových výstupů, pulzní výstup, stavové výstupy, sběrnice Profibus nebo Modbus), různé verze převodníku (kompaktní provedení, provedení pro montáž na stěnu nebo na konzolu, popř. zásuvný modul do 19" rámu) a možnost instalace v prostředí s nebezpečím výbuchu (dodává se i varianta s jiskrově bezpečnými výstupy Ex i). Pokročilá diagnostika průtokoměru i provozních podmínek, zejména měření vodivosti a teploty měřené kapaliny, kontrola velikosti a průběhu budicího proudu a možného narušení tvaru rychlostního profilu umožňují včas odhalit usazeniny na výstelce a snímacích elektrodách nebo jiné provozní vlivy, které by mohly negativně působit na přesnost měření indukčním průtokoměrem.

Indukční průtokoměry Krohne řady Optiflux a Waterflux mají schválení podle evropské směrnice MID pro měření množství studené vody a české národní schválení typu měřidla pro měření průtoku studené i teplé vody v obchodním styku.

Prodej a servis průtokoměrů a hladinoměrů firmy Krohne v České republice zajišťuje společnost KROHNE CZ, spol. s r. o., která má sídlo v Brně a technické kanceláře v Praze a v Ostravě. Ke všem přístrojům dodává úplnou dokumentaci v českém jazyce. Zajišťuje rovněž pozáruční servis a opakovanou kalibraci všech typů průtokoměrů Krohne. Její technici zájemcům poradí se správným návrhem přístroje, pomohou s jeho montáží a zajistí jeho uvedení do provozu tak, aby zakoupený průtokoměr poskytoval právě to, co se od něj očekává.

Více informací o přístrojích a službách firmy Krohne najdou zájemci na internetových stránkách firmy Krohne: www.krohne.czwww.krohne.com.

Petr Komp, KROHNE CZ, spol. s r. o.

Obr. 1. Měřicí princip indukčního průtokoměru s kapacitními elektrodami

Obr. 2. Konstrukce kapacitních elektrod a předzesilovače