Introductiegids Flowmeters

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 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.  Het meten van de volumeflow is afhankelijk van temperatuur en druk, vooral bij gas, en wordt weergegeven in volume-eenheden als ml/min of m3/h. Bij het meten van de massflow worden eenheden als kg/h of g/min gebruikt. Omdat gas comprimeerbaar is, is het ook handiger om de massflow uit te drukken in gestandaardiseerde volumes,bijvoorbeeld 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:



 

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 begrippenlijst met een groot aantal veelgebruikte termen en afkortingen op het gebied van flowmeting.

3. Voorbeelden van toepassingen waarin flowmeters worden gebruikt

​Flowmeters worden gebruikt in veel verschillende toepassingen, waarvan we er hier enkele noemen:

• Flowmeters gebruikt in gaschromatografie
• Flowmeters in medische toepassingen
• Flowmeters gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie voor de verwerking van suikerbieten
• Flowmeters gebruikt voor waterbehandelingstoepassingen

Vind jouw GAS flow meter Vind jouw VLOEISTOF flow meter

4. 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. Er is een groot verschil tussen laboratorium- en industriële toepassingen, maar de meeste aspecten gelden voor beide applicaties.

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
• 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.

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.
 

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.

Berekening delta P & klep orifice

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.

Vind alle gas instrumenten Vind alle vloeistof instrumenten

5. 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. 

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).

6. 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).

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 meer conventionele protocollen zoals Modbus, Profibus en DeviceNet kunnen worden geïntegreerd. 
Het is mogelijk om de eigen veldbuscommunicatie van de fabrikant te gebruiken, zoals FLOW-BUS van Bronkhorst. Het gebruik van FLOW-BUS heeft het  voordeel van een eenvoudige, kosteneffectieve netwerkoplossing die kan worden gebruikt met FlowSuite en andere Bronkhorst software.

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?

Dus tot slot, begrijpen hoe een flowmeter werkt, het beste instrument voor uw specifieke toepassing selecteren en het doel van uw toepassing begrijpen, zijn de belangrijkste factoren bij het optimaliseren van uw flowmeetproces.

Het selecteren van de beste flow meter omvat belangrijke factoren, zoals de specifieke vloeistofeigenschappen, flow rate, vloeistoftemperatuur, inlaat- en uitlaatdruk en omgevingsomstandigheden. Daarnaast moet ook rekening worden gehouden met procesomstandigheden zoals reinigingsvereisten, beschikbare ruimte, montage- en communicatiemogelijkheden.

Als je meer wilt weten over flowmeters en hun toepassingen, bekijk dan onze uitgebreide blogpost.

Hulp nodig?

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