Hoe kies ik een juiste flowmeter?

Om te bepalen welke flowmeter geschikt is voor een bepaalde toepassing, is inzicht in de toestand van de te meten vloeistof cruciaal: vloeistof of gas? Gassen zijn samendrukbaar en kunnen niet worden gemeten met vloeistofstroommeters. Dit is belangrijke informatie die vanaf het begin moet worden begrepen. Dit artikel richt zich op het selecteren van een flowmeter voor vloeistofmetingen.

Zodra het vloeistoftype is bepaald, is het essentieel om de zuiverheid ervan te beoordelen. Vuile vloeistoffen bevatten vaste deeltjes en worden vaak slurries genoemd, terwijl schone vloeistoffen geen deeltjes bevatten. Flowmeters met bewegende delen die in contact komen met de vloeistof, zoals volumetrische flowmeters of turbineflowmeters, zijn bijvoorbeeld niet geschikt voor vuile vloeistoffen omdat ze door de aanwezigheid van vaste deeltjes gevoeliger zijn voor mechanische slijtage, verstopping of corrosie. Daarom zijn flowmeters met bewegende delen die in contact komen met de vloeistof over het algemeen alleen geschikt voor schone vloeistoffen. Aan de andere kant zijn voor vloeistoffen die onzuiverheden bevatten contactloze stroommeters (zoals elektromagnetische (snelheidsmeters), ultrasone (snelheidsmeters) of Coriolis (massastroommeters)) geschikter. Hoewel deze debietmeters ook enkele beperkingen hebben, zijn ze beter in staat om deeltjes te verwerken.

Een andere factor waarmee rekening moet worden gehouden, is de compatibiliteit van de materialen die worden gebruikt in de contactcomponenten van de vloeistof met de debietmeter (zoals kleplichamen, afdichtingen en tandwielen/rotoren/bladen). Zuren en alkaliën corroderen metalen en zijn daarom waarschijnlijker compatibel met thermoplastische materialen; terwijl sommige organische verbindingen mogelijk niet geschikt zijn voor thermoplastische materialen, maar wel compatibel kunnen zijn met metalen.

Een van de belangrijkste parameters waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van een debietmeter is de viscositeit of consistentie van de vloeistof. Zodra de te meten vloeistof is bepaald, kunnen de stromingseigenschappen-, zoals viscositeit, worden bestudeerd. Viscositeit wordt gedefinieerd als een maatstaf voor de weerstand tegen vloeistofstroming, of de interne wrijving van de vloeistof, dwz de hoeveelheid die wordt gegenereerd door moleculen die tijdens de stroming tegen elkaar wrijven. Deze parameter is belangrijk bij debietmeting omdat deze de mate van vermenging van de vloeistof bepaalt en daarmee de herhaalbaarheid van de metingen bepaalt.

Voor vloeistoffen met hoge- viscositeit (hoge- consistentie) is een volumetrische debietmeter (zoals een elliptische tandwieldebietmeter) bijvoorbeeld geschikter dan een turbinedebietmeter. Dit komt omdat de meeste vloeistoffen met een hoge viscositeit- laminair zijn en worden gekenmerkt door een soepele en constante beweging. Zoals weergegeven in de onderstaande figuur is de snelheidsverdeling van laminaire stroming parabolisch. Wat betekent dit? Het betekent dat de stroomsnelheid in de buis niet uniform is. Door wrijving tussen de vloeistof en de buiswand is de vloeistofsnelheid lager nabij de buiswand en sneller in het midden van de buis.

Turbulente stroming wordt gekenmerkt door wanorde en komt doorgaans voor in vloeistoffen met een lage- viscositeit of ijle vloeistoffen. De snelheidsverdeling is "volledig ontwikkeld", wat betekent dat de vloeistofsnelheid op alle punten in de buis hetzelfde is. Een turbinedebietmeter is een soort snelheidsmeter die rechtstreeks de vloeistofsnelheid meet door de hoeksnelheid van een rotor te meten, die direct evenredig is met de vloeistofsnelheid. Volumestroommeters zijn geschikter voor vloeistoffen met een hoge- viscositeit en een laag- debiet-, zoals honing, siroop of zware olie. Voor vloeistoffen met een lage- viscositeit of verdunde vloeistoffen, zoals oplosmiddelen of water, zijn snelheidsstroommeters een goede keuze.

Om te bepalen of een vloeistof laminair of turbulent is, is het van cruciaal belang om te begrijpen hoe het Reynoldsgetal moet worden berekend. U kunt hier een Reynoldsgetalcalculator vinden. Het Reynoldsgetal is een dimensieloos getal dat helpt bij het bepalen van de stromingseigenschappen of het patroon van een vloeistof. Het is een functie van de vloeistofdichtheid en viscositeit. Het Reynoldsgetal voor laminaire stroming is kleiner dan 2300, en het Reynoldsgetal voor turbulente stroming is groter dan 2300.

Bovendien is het vermeldenswaard dat de viscositeit een functie is van de temperatuur. In vloeistoffen is de viscositeit omgekeerd evenredig met de temperatuur; dat wil zeggen, hoe hoger de temperatuur, hoe lager de viscositeit. Daarom is het belangrijk om rekening te houden met de bedrijfstemperatuur van het systeem of de toepassing om de relatie tussen de vloeistofstroom en de viscositeit ervan te begrijpen.

Deze parameter is net zo belangrijk als de vorige en wordt gebruikt om de juiste grootte van de flowmeter voor de toepassing te bepalen. Debiet verwijst naar het volume of de massa vloeistof die per tijdseenheid stroomt/beweegt. Je kunt massa naar volume omrekenen met behulp van dichtheid (het volume dat wordt ingenomen door een eenheidsmassa vloeistof) of soortelijk gewicht (de verhouding tussen de dichtheid van een stof en de dichtheid van water, of het gewicht van één liter vloeistof gedeeld door het gewicht van hetzelfde volume water).

Zodra u het debietbereik begrijpt, kunt u beoordelen of de debietmeters in de geselecteerde lijst het vereiste debiet aankunnen. Deze stap is net zo cruciaal als de vorige stap voor het selecteren van de flowmeter, omdat deze bepaalt of de flowmeter zal werken zoals ontworpen. Als u bijvoorbeeld een debietmeter selecteert die te klein is (wat betekent dat het debiet de maximale capaciteit overschrijdt of dichtbij ligt), kan dit schade of storingen aan de interne componenten van de debietmeter veroorzaken, en in het ergste geval zelfs tot gevolg hebben dat de gehele debietmeter defect raakt. Aan de andere kant, als de debietmeter te groot is (wat betekent dat het debiet van het systeem onder of dichtbij het minimumbereik van de debietmeter ligt), zal dit resulteren in een slechte nauwkeurigheid of zelfs het onvermogen om het debiet te lezen/meten.

Andere belangrijke parameters bij de selectie van de flowmeter zijn temperatuur en druk. Net als bij de stroomsnelheid, die de capaciteit van de stroommeter weergeeft, meten temperatuur- en drukparameters het vermogen van het materiaal van de stroommeter om hitte en vloeistofstromingskrachten te weerstaan.

In het viscositeitsgedeelte van dit artikel wordt de relatie tussen temperatuur en vloeistofviscositeit besproken. Omdat de viscositeit een functie is van de temperatuur, moet bij de keuze van een flowmeter op dezelfde manier rekening worden gehouden met de temperatuur als de viscositeit. Bovendien is de bedrijfstemperatuur van cruciaal belang voor de componenten van de flowmeter-die in contact komen met het medium (vooral afdichtingen), omdat afdichtingen temperatuurbeperkingen hebben en sommige materialen niet bestand zijn tegen extreme temperaturen of langdurig hoge temperaturen. Ten slotte helpt de temperatuur bepalen of het elektronische instrument rechtstreeks op de debietmeter kan worden gemonteerd of installatie op afstand vereist, aangezien elektronische componenten ook temperatuurbeperkingen hebben.

Druk definieert het vermogen van de flowmeter om de krachten van bewegende vloeistoffen te weerstaan. De toegepaste bedrijfsdruk mag de maximaal toegestane bedrijfsdruk van de geselecteerde flowmeter niet overschrijden, anders kan er gevaar ontstaan.

De drukwaarde van de flowmeter omvat een veiligheidsfactor om te voorkomen dat kleine drukpieken defecten aan de flowmeter veroorzaken. Overdruk kan vervorming van de flowmeter veroorzaken, en na verloop van tijd, wanneer de elasticiteit van het materiaal van de flowmeter zijn limiet bereikt, kan de meetnauwkeurigheid afnemen.

Om meetfouten en potentiële gevaren te voorkomen, moet ervoor worden gezorgd dat de systeemtemperatuur en -druk het toegestane bereik van de debietmeter niet overschrijden. Hoge temperaturen beïnvloeden de drukweerstand van de flowmeter, wat leidt tot een verhoogde ductiliteit van het metaal en gevoeligheid voor uitrekken. De maximale nominale druk van de debietmeter is afgestemd op de hoogste nominale temperatuur.

Voor sommige toepassingen zijn mogelijk zeer nauwkeurige debietmeters- nodig, zoals die welke worden gebruikt voor meting of handelstransacties (het in rekening brengen van consumenten op basis van meetwaarden). Onnauwkeurige metingen kunnen leiden tot financiële verliezen of problemen met de productkwaliteit. Daarom is het van cruciaal belang om een ​​flowmeter te selecteren die voldoet aan de nauwkeurigheidseisen van het proces.

De nauwkeurigheid van de flowmeting heeft betrekking op hoe dicht de gemeten waarde van een apparaat/instrument bij de werkelijke stroomsnelheid ligt. Nauwkeurigheid kan worden uitgedrukt als een percentage van de volledige schaal of als percentage van de aflezing. Volledige- schaalnauwkeurigheid of bereiknauwkeurigheid betekent dat de fout van de stroommeter consistent blijft over het gehele stroombereik. Een debietmeter met een debietbereik van 100 liter/minuut en een volledige-schaalnauwkeurigheid van 1% zal bijvoorbeeld een fout van 1 liter/minuut hebben, ongeacht of de meting 10 liter/minuut of 100 liter/minuut is. Aan de andere kant wordt het percentage van de leesnauwkeurigheid berekend op basis van de werkelijke meting. Een debietmeter met een debietbereik van 10-100 liter/minuut en een afleesnauwkeurigheid van 1% heeft een fout van 1 liter/minuut bij 100 liter/minuut en een fout van 0,5 liter/minuut bij 50 liter/minuut. Daarom is het duidelijk dat in het lage debietbereik een debietmeter die is berekend op basis van de afleesnauwkeurigheid nauwkeuriger is dan een debietmeter die is berekend op basis van de volledige nauwkeurigheid.

Herhaalbaarheid meet het vermogen van een apparaat om hetzelfde resultaat of dezelfde meetwaarde te produceren onder identieke omstandigheden, en staat los van de nauwkeurigheid van de flowmeter. Zoals het gezegde luidt: "Je kunt een hoge herhaalbaarheid hebben zonder hoge nauwkeurigheid, maar je kunt geen hoge nauwkeurigheid hebben zonder hoge herhaalbaarheid." Herhaalbaarheid is als de opstelling van pijlen op een doel; ze kunnen allemaal samenklonteren, maar het is beter als ze dichter bij de roos zitten dan bij de randen.

Bovendien is lineariteit een andere belangrijke factor die de prestaties van de flowmeter beschrijft. Het meet het vermogen van de flowmeter om de gespecificeerde nauwkeurigheid te behouden over het gehele gespecificeerde flowbereik. Het wordt meestal uitgedrukt als een procentuele fout over het stroombereik van de debietmeter. Als het werkelijke debiet wordt uitgezet tegen het aangegeven debiet, zou een debietmeter met goede lineariteit een rechte lijn moeten opleveren. Idealiter zou een debietmeter een lineaire output moeten leveren over het gehele debietbereik. In praktische toepassingen kunnen factoren zoals wrijving, slippen en drukverschillen, als gevolg van vloeistofdynamicaprincipes, de vloeistofstroom echter vertragen of zelfs verhinderen dat de vloeistofstroom wordt gemeten, afhankelijk van de vloeistofsnelheid en stromingskarakteristieken.

Op dit punt zou u uw selectie van debietmeter moeten hebben beperkt of een geschikte moeten hebben gevonden. Om optimale prestaties en de vereiste nauwkeurigheid te bereiken, is het essentieel om ervoor te zorgen dat de flowmeter correct wordt begrepen en geïnstalleerd.

Leidingconfiguratie is een van de belangrijkste factoren waarmee u rekening moet houden bij het installeren van een debietmeter. Dit is van cruciaal belang omdat de flowmeter altijd gevuld moet zijn met vloeistof om nauwkeurige metingen te kunnen uitvoeren. Verder is ook de leidingrichting van belang, die bepaalt of de flowmeter horizontaal of verticaal moet worden geïnstalleerd. Indien verticaal geïnstalleerd, moet de vloeistof van onder naar boven stromen om ervoor te zorgen dat de flowmeter altijd gevuld is met vloeistof, waardoor wordt voorkomen dat lucht zich binnenin ophoopt.

Flowmeters vereisen rechte pijpsecties stroomopwaarts en stroomafwaarts om een ​​stabiel snelheidsprofiel te verkrijgen. Dit is van cruciaal belang omdat onregelmatige snelheidsprofielen de nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van de flowmeter beïnvloeden. Bestaande installaties beschikken mogelijk niet over voldoende ruimte of voorzieningen om de benodigde rechte leidingdelen te huisvesten; daarom kan stroomregeling worden gebruikt als alternatief om het snelheidsprofiel te stabiliseren door wervelingen en verstoringen te elimineren.

Ten slotte is het ook erg belangrijk dat u zich strikt houdt aan de installatierichting van de flowmeter. Elliptische tandwieldebietmeters moeten bijvoorbeeld worden geïnstalleerd met de rotoras in horizontale positie; anders zal het gewicht van de rotor op het kleine druklager drukken dat de rotorbodem ondersteunt en deze scheidt van de bodem van de doseerkamer. Dit veroorzaakt voortijdige lagerslijtage en wrijving tussen de rotor en de bodem van de doseerkamer. Een ander goed voorbeeld zijn elektromagnetische flowmeters, die onder een kleine hoek (1 uur of 2 uur) moeten worden geïnstalleerd om te voorkomen dat afzettingen zich ophopen op de onderste detectie-elektroden. Sommige flowmeters zijn unidirectioneel, zoals onze mechanische flowmeters met elliptische tandwielen, en moeten worden bediend in de richting die wordt aangegeven door de flowpijl; terwijl onze elektronische elliptische tandwielstroommeters en turbinestroommeters bidirectioneel zijn en vanuit beide richtingen in de pijpleiding kunnen worden geïnstalleerd. Voor gedetailleerde installatierichtlijnen voor de debietmeter dient u vóór de installatie de instructiehandleiding te lezen.

Om een ​​volledig functionele flowmeter te verkrijgen, is de laatste optie die moet worden gekozen hoe de flowmeter de flow omzet in een bruikbaar dataformaat. Dit hangt af van het doel van de stroomgegevens: procescontrole, facturering, wettelijke rapportage of monitoring. Moet de stroom-, batch- of cumulatieve stroom handmatig of elektronisch worden geregistreerd in een datalogger of besturingssysteem?

Eerst moeten we bepalen of de teller lokaal moet worden geïnstalleerd. Als dit het geval is, moet rekening worden gehouden met de temperatuur van de toepassingsomgeving, en deze temperatuur moet voldoen aan de temperatuurlimieten van de elektronische componenten. Voor installaties op afstand is het van cruciaal belang om te bepalen of de transmissiemethode analoog of digitaal is, aangezien sommige instrumenten mogelijk niet beide opties bieden. Bovendien moet de stroomvoorziening op de installatielocatie worden bevestigd en moet het geselecteerde beeldscherm worden geëvalueerd om te bepalen of het zelf-gevoede, lus-gevoede stroom of externe gelijkstroomvoeding ondersteunt. Als er op de locatie geen stroomvoorziening is, kunnen mechanische debietmeters of elektronische debietmeters op batterijen-worden overwogen als alternatief.

Wanneer u een elektronisch display selecteert dat bij de flowmeter past, zorg er dan voor dat de ingangssignaalvereisten van het display overeenkomen met de signaalspecificaties van de flowmeter. Het display moet bijvoorbeeld de frequentie of pulsen per seconde van de flowmeter kunnen ontvangen; anders kan een converter of andere accessoires nodig zijn. Deze factoren moeten tijdens het selectieproces in overweging worden genomen om onnodige en kostbare wijzigingen te voorkomen.

Voor sommige vloeistoftoepassingen is mogelijk apparatuur met relevante certificeringen vereist. Elektronische debietmeters die zich in omgevingen met ontvlambare gassen bevinden, vereisen bijvoorbeeld een certificering voor veilig gebruik. Afhankelijk van het gebied waar de debietmeter zal worden gebruikt, moet aan de overeenkomstige certificeringseisen voor explosiegevaarlijke omgevingen worden voldaan. In Europa is deze certificering ATEX; in Noord-Amerika kan dit FM of CSA zijn; in andere landen kan IEC-certificering vereist zijn. Installateurs en operators zijn er verantwoordelijk voor dat de debietmeter en de teller voldoen aan de nationale regelgeving voor explosiegevaarlijke omgevingen. Andere certificeringen kunnen onder meer de certificering van een metrologiebureau zijn (voor meting en facturering) of sectorspecifieke-certificeringen, zoals die van toepassing zijn op de voedingsmiddelen- en drankenindustrie.

Ultrasone flowmeters

Ultrasone flowmeters gebruiken ultrasone golven om het debiet in een leiding te berekenen. Ze kunnen worden gebruikt voor het meten van een breed scala aan vloeistoffen, waaronder water, aardgas, minerale olie, chemicaliën en vloeistoffen die onzuiverheden bevatten.

Voordelen: Ultrasone flowmeters hebben geen bewegende delen en vereisen dus vrijwel geen onderhoud. Deze meters zijn bovendien zuinig, vooral omdat ze eenvoudig te installeren en te bedienen zijn. Bovendien worden de meetresultaten niet beïnvloed door extreme temperatuurschommelingen of veranderingen in viscositeit, dichtheid of druk. Deze debietmeters belemmeren de vloeistofstroom niet, zodat ze kunnen worden gebruikt met sanitaire, corrosieve en schurende vloeistoffen.

Nadelen: Een belangrijke factor is echter de plaatsing van de sensor in de flowmeter: deze zijn immers gevoelig voor vervuiling en vereisen mogelijk regelmatig schoonmaken.

Nauwkeurigheid: Ultrasoon meten is een nauwkeurig en niet-destructief meetprincipe. Ultrasone flowsensoren bieden nauwkeurige flowmetingen voor een breed scala aan toepassingen, waaronder procescontrole, waterbeheer, grondwaterprojecten en de energie-, chemische, voedingsmiddelen- en dranken-, farmaceutische, metaal- en mijnbouw-, pulp- en papier- en olie- en gasindustrie.

Elektromagnetische stroommeters

Dit type flowmeter bepaalt het debiet door veranderingen in het magnetische veld in de leiding te meten. Dit soort watermeters maakt gebruik van de wet van Faraday van elektromagnetische inductie, waarbij een magnetisch veld wordt gegenereerd door een spoel rond de pijp te bekrachtigen.

Voordelen: Net als ultrasone flowmeters belemmeren elektromagnetische sensoren de vloeistofstroom niet. De sensor bevindt zich in de behuizing van het apparaat: daarom zijn de interne leidingen gemakkelijk te onderhouden en wordt het risico op sensorvervuiling aanzienlijk verminderd. De meetnauwkeurigheid wordt niet beïnvloed door viscositeit, temperatuur en druk, en de sensor reageert gevoelig op snelle veranderingen in de stroomsnelheid.

Nadelen: Vereist (bij benadering) kennis van de geleidbaarheid van de vloeistof. Regenwater heeft bijvoorbeeld een lagere geleidbaarheid dan drinkwater. Als de geleidbaarheid te laag is, kunnen metingen onnauwkeurig of zelfs onmogelijk zijn.

Nauwkeurigheid: Welke flowmeter is het meest nauwkeurig? Het antwoord is de elektromagnetische flowmeter, ver vooruit.

Elektromagnetische flowmeters bieden een hogere meetnauwkeurigheid dan welk ander type flowmeter dan ook, omdat ze tegelijkertijd zowel de snelheid als het debiet meten. Dit type flowmeter is ideaal voor het meten van geleidende vloeistoffen zoals water, zuren of corrosieve vloeistoffen.

Impact op nauwkeurigheid

Het zorgvuldig lezen van de details is van cruciaal belang voor nauwkeurigheidsclaims (of specificaties) van instrumenten zoals flowmeters. De nauwkeurigheid neemt doorgaans aanzienlijk af bij lagere stroomsnelheden. Als een instrument bijvoorbeeld een nauwkeurigheid van 0,5% van de volledige schaal claimt, moet worden erkend dat de werkelijke nauwkeurigheid zal afnemen wanneer de bedrijfsomstandigheden onder de volledige schaalinstelling liggen.

Een andere manier om nauwkeurigheid uit te drukken is door deze te definiëren als ±0,5% van de meetwaarde, bijvoorbeeld binnen een specifiek bereik van het bereik van de flowmeter. Afhankelijk van het beoogde gebruik van de flowmeter kan deze nominale nauwkeurigheid verwaarloosbaar zijn of aanzienlijk variëren. Voor stroommeters die worden gebruikt voor facturering of andere inkomsten-gerelateerde doeleinden, kan nauwkeurigheid een aanzienlijke financiële impact hebben.

Stel dat een debietmeter met schoepenwielen een nauwkeurigheid van ±0,5% claimt. Neem verder aan dat dit een percentage van de volledige schaal is, en dat de volledige schaal 50 voet per seconde (ft/s) is. Als u een debiet van 1,80 m/s gebruikt (gebruikelijk in afvalwaterzuiveringsinstallaties), zal de werkelijke nauwkeurigheid verre van zijn wat u verwacht:

0,005 × 50 f/s=±0,25 ft/s

Als deze nauwkeurigheid wordt toegepast op een debiet van 6 ft/s, is de werkelijke nauwkeurigheid:

±0,25 / 6 ft/s=±0,0417, of 4,17%

Het vergelijken van een elektromagnetische flowmeter met een nauwkeurigheid van 0,5% van de meetwaarde met een Doppler-flowmeter met een nauwkeurigheid van 0,5% van de volledige schaal levert vergelijkbare resultaten op.

Een veelvoorkomend probleem doet zich voor wanneer steden of gemeenten twee verschillende soorten debietmeters gebruiken. Stel dat één debietmeter een magnetische debietmeter met hoge -precisie is, die zich in een meetkamer bevindt en wordt gebruikt om het effluentdebiet van een afvalwaterzuiveringsinstallatie te controleren; de andere is een Doppler-stroommeter die wordt gebruikt om het influentdebiet te controleren. De nauwkeurigheid van Doppler-debietmeters heeft de neiging af te nemen naarmate het debiet afneemt. Zelfs magnetische debietmeters met hoge-precisie hebben extreem hoge en lage meetlimieten waaronder ze niet nauwkeurig zullen functioneren.

Herhaalbaarheid

In veel opzichten is herhaalbaarheid zelfs belangrijker dan nauwkeurigheid. Als een instrumentuitlezing consequent onjuist is (onnauwkeurig maar herhaalbaar), kan deze worden aangepast om de juiste uitlezing te verkrijgen. Als een instrumentmeting echter onstabiel is, kan geen enkele kalibratie de foutieve metingen corrigeren.

Veel veldinstrumenten maken tegenwoordig gebruik van krachtbalanceringstechnieken (procesmetingen omzetten in krachten die op krachtsensoren inwerken), zoals piëzo-elektrische kristallen, capacitieve sensoren en rekstrookjes. Deze technieken werken volgens het principe dat zelfs als er een elektrisch signaal wordt gegenereerd aan de uitgang van het instrument, het instrument zich niet zal verplaatsen nadat er een kracht op is uitgeoefend. Momenteel zijn sommige stroom-, niveau- en chemische meetapparatuur niet gebaseerd op het krachtbalanceringsprincipe; voor deze apparaten blijft het onderzoeken van hun herhaalbaarheid cruciaal. Een aanhoudende toename van de herhaalbaarheid duidt op een mogelijke storing van het instrument.

Hoewel kalibratie de nauwkeurigheid van het instrument kan verbeteren, wordt de herhaalbaarheid doorgaans bepaald door het ontwerp van het instrument.

Meetbereik en onzekerheid

Zoals eerder vermeld, moet tijdens de selectie- en dimensioneringsfasen in het fabrieksontwerp rekening worden gehouden met het meetbereik van een instrument. De geïnstalleerde debietmeters moeten de verschillende debietbereiken kunnen aflezen die nodig zijn voor hun installatielocatie. Ze moeten minimaal voldoen aan de nauwkeurigheids-/herhaalbaarheidseisen voor elk toepassingsdebiet.

Een van de meest voorkomende problemen met instrumentatieapparatuur is de overdrijving van het stroombereik. Hoort u vaak dat een debietmeter debieten van 1 tot 30 meter per seconde kan meten, waardoor de illusie ontstaat dat hij over het hele bereik nauwkeurig debieten kan aflezen?

Wat vaak over het hoofd wordt gezien, is dat de nauwkeurigheid van de flowmeter een bereikverhouding van 10:1 heeft. Dit betekent dat een flowmeter met een bereik van 0 tot 30 Mgd een echte nauwkeurigheid heeft over het gehele bereik van 3 tot 30 Mgd. Onder 3 Mgd neemt de nauwkeurigheid van de flowmeter af.

Bovendien hebben verschillende soorten flowmeters verschillende bereikverhoudingen over hun gehele flowbereik. Een Venturi-flowmeter gebruikt bijvoorbeeld doorgaans twee zenders om de flow te meten. Dit komt doordat een Venturi-debietmeter met één enkele zender de stroomsnelheden over het gehele bereik nauwkeurig kan meten met een bereikverhouding van 6:1. Als we daarom naar het bereik van 0 tot 30 Mgd kijken, neemt de nauwkeurigheid van de flowmeter af onder de 5 Mgd. Het bereik waarbinnen een instrument aan de lineariteitseis voor onzekerheid voldoet, wordt het "bereik" genoemd. ‘Onzekerheid’ verwijst naar het bereik van waarden waarbinnen de werkelijke waarde met een specifieke waarschijnlijkheid valt. Bij een betrouwbaarheidsniveau van 95% betekent een onzekerheid van ±1% dat van de 100 metingen het foutbereik van het instrument binnen ±1% ligt voor 95 metingen.

Een andere veel voorkomende fout doet zich voor bij de selectie van apparatuur. Bij de behandeling van gemeentelijk afvalwater is het gebruikelijk om aan te nemen dat het afvalwater geen vaste stoffen bevat.

Sommige mensen vragen naar de nauwkeurigheid van een debietmeter, niveaumeter of drukmeetapparaat en gaan er bij het horen van een lage waarde van uit dat alle componenten die verband houden met die debietmeter dezelfde nauwkeurigheid hebben. De nauwkeurigheid van een flowmeter vertegenwoordigt echter niet de nauwkeurigheid van het gehele flowsysteem. Een wiskundige formule genaamd het root mean square (RMS) kan de nauwkeurigheid van het hele systeem correct bepalen. Een elektromagnetische flowmeter die de flow lokaal registreert, stuurt bijvoorbeeld analoge signalen naar het werkstation van de operator via een programmeerbare logische controller (PLC).

De nauwkeurigheid van elk onderdeel moet afzonderlijk worden onderzocht:

Elektromagnetische debietmeter (±0,5%)

Elektromagnetische flowmeterzender (±0,5%)

Verbindingskabel naar de recorder (±0,01%)

Verbindingskabel naar het klemmenblok van het lokale bedieningspaneel (±0,01%)

PLC invoer/uitvoer (I/O)-kaart (±0,4%).

Elke component in het systeem heeft zijn eigen meetfout en onzekerheid, die gezamenlijk de algehele nauwkeurigheid van het systeem beïnvloeden. In praktische toepassingen kan het besturingssysteem meer componenten bevatten.

Om de RMS-methode (root mean square) te gebruiken, moet u eerst elke waarde kwadrateren om 0,000025, 0,000025, 0,00000001, 0,00000001 en 0,000016 te verkrijgen. Voeg vervolgens deze gekwadrateerde waarden bij elkaar toe. Neem ten slotte de wortel van de som. De nauwkeurigheid van het gehele systeem is ongeveer ±0,00813, oftewel ±0,813%, en niet 0,5%. Deze nauwkeurigheidsformule is van toepassing op elk afzonderlijk chemicaliën-, druk-, niveau-, temperatuur- of stroomcircuit.