Thermische flowmeters

Thermische flowmeters worden gebruikt voor het meten van gassen. Het toepassingsgebied is enorm breed. Er zijn twee verschillende uitvoeringen die verschillende toepassingsgebieden hebben: bypass- en immersieflowmeters. Bypass thermische flowmeters zijn alleen geschikt voor het meten van kleine gas flows, immersie flowmeters worden vaker gebruikt in industriële omgevingen in pijpdiameters tot zo'n 8 inch.

Immersie thermische flowmeters

De immersie gas flowmeters vormen dikwijls de ideale oplossing voor meer "industriële" applicaties. Zeg maar in 1 inch leidingen en groter. Voor de 1-8 inch leidingen kan het beste gekozen worden voor een in-line model. In leidingen vanaf 4 inch is een insteekflowmeter te overwegen. Overigens, men kan insteek flowmeters ook plaatsen in rechthoekige leidingen ("ducts"). En men kan in bepaalde gevallen kiezen om meer meetpunten in één leiding te plaatsen en dan het gemiddelde in een centrale transmitter te bepalen. Dit zijn de zogeheten mulitpoint instrumenten.

De nauwkeurigheidspecificatie van de immersie thermische flowmeter is goed, zeker voor de inline uitvoeringen met ingebouwde flowconditionering. De robuuste immersie flowmeters zijn meer geschikt voor bulkgas metingen.

Het meetprincipe van een thermische immersie flowmeter

Een immersie flowmeter heeft twee thermische sensoren. Deze sensoren zitten in de buis, waar het gas langs loopt. Eén van de sensoren wordt verwarmd en de andere meet de temperatuur van de verwarmde sensor. Het stromende gas koelt de verwarmde sensor af. Hoe hoger de flow, hoe sterker de koeling. Industriële thermische flowmeters zijn er in twee soorten:

Constante stroom:
Bij dit type wordt een constante hoeveelheid energie aan de sensor toegevoerd, waarmee de sensor wordt opgewarmd. Bij 0-flow of lage gassnelheden wordt de sensor relatief warm. Het voordeel is dat deze techniek relatief eenvoudig is.

Constante temperatuur anemometrie:
Bij deze variant wordt het temperatuurverschil tussen de referentie- en verwarmde sensor op een constant niveau gehouden. Wanneer de koeling van het stromend medium hoger ligt, wordt er meer energie toegevoegd. Deze techniek is ingewikkelder maar heeft een hogere nauwkeurigheid en kortere responsietijd.

Meer weten over dit meetprincipe? Lees het volgende artikel:

Applicaties met vloeistoffen

Er zijn ook thermische flowmeters voor vloeistoffen ontwikkeld, die dan vrijwel altijd voor zeer lage debieten gebruikt worden. De belangrijkste redenen waarom thermische flowmeters in het algemeen minder geschikt zijn voor vloeistoffen zijn: de hogere thermische capaciteit van vloeistoffen, maar ook factoren zoals viscositeit, Re-getallen en flowprofielen. Het thermisch concept wordt wel breed toegepast in flowschakelaars voor vloeistoffen (en gassen). Juist omdat deze meetmethode zo gevoelig is voor flowveranderingen in het ondergebied zijn thermische flowschakelaars toepasbaar voor low-flow detectie ten behoeve van o.a. pomp- en droogloopbeveiliging.