Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Tepelné hmotnostní průtokoměry pro průmyslové aplikace

číslo 3/2004

Tepelné hmotnostní průtokoměry pro průmyslové aplikace

V průmyslové praxi je často třeba přesně měřit hmotnostní průtok plynů. Obvykle jde o měření průtoku v potrubích nebo kanálech o velkém průřezu, přesné měření hmotnostního průtoku technických plynů, kontrolu správné funkce větrání, odsávání nebo chodu dmychadel a kompresorů. Vhodným nástrojem v takových případech jsou tepelné hmotnostní průtokoměry.

Obr. 1.

Princip činnosti

Tepelné hmotnostní průtokoměry pro průmyslové aplikace využívají závislost mezi rychlostí proudu plynu a odvodem tepla z obtékaného tělesa. Průtokoměr má dva snímací prvky – snímač rychlosti proudění a snímač teploty, jehož výstup se využívá k vyloučení vlivu změny teploty proudícího plynu (obr. 1). Vyhodnocovací elektronika řízeně ohřívá senzor ve snímači rychlosti na teplotu, která je o předem danou hodnotu větší než teplota proudícího plynu. Výkon potřebný k udržení senzoru na této teplotě je úměrný hmotnostnímu průtoku plynu.

Uvedený měřicí princip je velmi vhodný i pro měření hmotnostního průtoku suchých plynů o malém tlaku i podtlaku a malé rychlosti proudění, tedy v případech, kdy jsou mnohé jiné měřicí principy nepoužitelné.

Tepelné hmotnostní průtokoměry Sierra Instruments

Jedním z nejvýznamnějších výrobců tepelných hmotnostních průtokoměrů na světě v současné době je společnost Sierra Instruments Inc., se sídlem v Monterey v Kalifornii, USA, založená v roce 1973. Společnost má rozsáhlý vlastní výzkum a vývoj a je držitelem certifikátu ISO 9001. Přístroje vyráběné touto společností splňují požadavky evropských norem a nesou značku CE.

Vlastní snímač tepelných hmotnostních průtokoměrů od firmy Sierra Instruments Inc. je vyroben z korozivzdorné oceli a vyznačuje se velkou citlivostí a krátkou dobou odezvy. Vyhodnocovací elektronika může být přímo spojena se snímačem (kompaktní provedení) nebo ji lze umístit na stěnu a propojit se snímačem kabelem. Je programovatelná a umožňuje nastavit měřicí rozsah, vestavěné mezní kontakty a časovou konstantu. Při kalibraci na místě použití je možné ji využít ke kompenzaci vlivu rychlostního profilu. Obr. 2. Elektroniku lze propojit se sériovým portem PC a pomocí firemního softwaru uskutečňovat všechna nastavení, včetně tisku nastavené konfigurace, pohodlně z klávesnice.

Společnost Sierra Instruments vyrábí tepelné hmotnostní průtokoměry ve dvou základních provedeních – zásuvném a pro vestavbu do potrubí (obr. 2).

Zásuvné provedení – řada 600

Zásuvné tepelné hmotnostní průtokoměry řady 600 jsou určeny pro měření hmotnostního průtoku v kanálech, kouřovodech, potrubích a větracích šachtách. Vlastní snímač je umístěn na tyči, na které se zasouvá do středu měřeného průřezu. Výhodou tohoto řešení jsou nenákladná instalace a zcela zanedbatelná tlaková ztráta. Jde o průtokoměry velmi vhodné zejména k měření průtoku pomalu proudících plynů o malém tlaku, popř. podtlaku, např. při odsávání. Zásuvné tepelné průtokoměry řady 600 se vyrábějí v délkách od 100 do 1 800 mm a jsou použitelné i v prostředí s nebezpečím výbuchu.

Provedení k montáži do potrubí – řada 700

Tepelné hmotnostní průtokoměry Sierra Instruments řady 700, určené k montáži do potrubí, jsou vybaveny šroubením nebo přírubami. Vyrábějí se ve světlostech DN 10 až DN 200. Lze je použít pro měření půtoku plynů o tlaku až 3,4 MPa a teplotě až 120 °C při provozním měření, řízení spalování, dávkování technických plynů do reaktorů apod. Všechny průtokoměry této řady mají vestavěn usměrňovač proudění. To zaručuje velkou přesnost a opakovatelnost měření při ne příliš přísných požadavcích na délku přímého uklidňovacího úseku potrubí před průtokoměrem. Průtokoměry jsou kalibrovány u výrobce pro daný plyn a v daném rozsahu tlaků a teplot. Obr. 3. Pro zákazníky se zvláštními požadavky na kvalitu vnitřního povrchu měřicí trubice se vyrábějí tepelné hmotnostní průtokoměry řady 780 s leštěným vnitřním povrchem.

Průtokoměry s regulačním ventilem

Pro laboratorní i průmyslové aplikace spojené s měřením a udržováním konstantního průtoku, popř. dávkováním plynů (v analyzátorech, laboratořích, poloprovozech i výrobních provozech), nabízí společnost Sierra Instruments Inc. tepelné hmotnostní průtokoměry, které mohou mít vestavěn regulační ventil. Jde o přístroje řady 800 Top Trak, které jsou určeny pro měření průtoku a dávkování čistých plynů o teplotě do 50 °C a tlaku až 6,8 MPa (obr. 3). Unikátní konstrukce senzoru, který je u těchto průtokoměrů pro malé průtoky umístěn v obtoku, usnadňuje jeho čištění bez nutnosti rekalibrace nebo zhoršení přesnosti.

Obr. 4.

Novinkou na světovém trhu je řada Sierra Instruments 100 Smart Trak – tepelné hmotnostní průtokoměry s vestavěným regulačním ventilem (obr. 4). Ve vyhodnocovací elektronice zcela nové konstrukce jsou uloženy kalibrační údaje pro deset různých plynů. To umožňuje využít průtokoměry této řady bez nutnosti rekalibrace ve velkém množství aplikací. Elektronika je plně programovatelná a lze ji připojit k PC. Samozřejmý je výstupní unifikovaný signál pro přenos hodnoty hmotnostního průtoku a vstup pro unifikovaný signál nastavující požadovanou hodnotu hmotnostního průtoku (je-li přístroj současně použit i jako regulátor průtoku).

Dostupnost

Společnost Sierra Instruments Inc. nabízí své výrobky na českém trhu prostřednictvím společnosti Krohne CZ spol. s r. o., která je jejím zastoupením v České republice. Společnost Krohne CZ spol. s r. o. nyní nabízí úplný sortiment tepelných hmotnostních průtokoměrů vyráběných firmou Sierra Instruments a poskytuje záruční i pozáruční servis.

Ing. Petr Komp,
KROHNE CZ spol. s r. o.

KROHNE CZ spol. s r. o.
Soběšická 156
638 00 Brno
tel.: 545 532 111
fax: 545 220 093
e-mail: brno@krohne.cz

Pracoviště Praha
Žateckých 22
140 00 Praha 4
tel.: 261 222 854-5
fax: 261 222 856
e-mail: praha@krohne.cz

Pracoviště Ostrava
Koláčkova 12
724 00 Ostrava-Stará Bělá
tel.: 596 714 004
fax: 596 714 187
e-mail: ostrava@krohne.cz

Inzerce zpět