Che cos'è un misuratore di portata massica?
Un misuratore di portata massica è un dispositivo utilizzato per misurare il flusso di un fluido o gas che passa attraverso un tubo in un tempo fisso. Il flusso di massa in questo senso si riferisce al peso e non al volume della sostanza. La misurazione del flusso di massa viene utilizzata in una varietà di applicazioni scientifiche e industriali ed è ottenuta con uno dei due tipi più comuni di misuratori di portata massica: il misuratore inerziale o di coriolis e il misuratore di portata di massa termica.
Il flusso di massa, da non confondere con il flusso volumetrico, è una misurazione della massa di fluido o gas oltre un punto fisso in un intervallo di tempo specifico. L'unità di misura standard per il flusso di massa è di libbre al secondo o chilogrammi al secondo anziché galloni o litri al secondo. Queste misurazioni vengono eseguite con uno dei due diversi tipi di misuratori di portata massica. Il primo si avvale di un fenomeno naturale noto come effetto coriolis per misurare il flusso di massa. Il secondo tipo utilizza i principi del trasferimento termico.
Il misuratore di portata di massa inerziale o coriolis utilizza fluido che fluisce attraverso una disposizione di tubi sottoposti a una forza vibratoria semicircolare indotta. L'effetto coriolis risultante porta all'oscillazione in diverse parti della disposizione del tubo sfasando. L'entità di questo sfasamento è direttamente proporzionale al flusso di massa del fluido nel tubo. I sensori posizionati sul tubo misurano l'ampiezza, la frequenza e lo sfasamento di queste oscillazioni. Il flusso di massa del fluido viene quindi estrapolato dalle letture del sensore.
Il secondo tipo comune di misuratore di portata massica, la variante termica, utilizza il principio del trasferimento di calore in condizioni controllate per calcolare le portate. Gas o fluido passano attraverso un tubo in cui sono esposti a una fonte di calore. Quando le molecole fluide passano attraverso la fonte di calore, assorbono energia termica, raffreddando così la fonte. Maggiore è la massa di fluido che passa attraverso la fonte di calore, maggiore è l'effetto di raffreddamento.
La velocità con cui avviene il trasferimento di energia molecolare è una costante nota e l'estensione del raffreddamento è una variabile misurabile. Questi due fattori vengono utilizzati per calcolare il numero di molecole che hanno attraversato la fonte di calore in un determinato periodo. Da questo risultato viene calcolato il flusso di massa esatto. Un profilo termico dettagliato del fluido e le sue caratteristiche di flusso possono essere appresi anche dai risultati del trasferimento termico.