Wat zijn vloeistofstroomsensoren?
Vloeistofstroomsensoren, soms ook massastroommeters genoemd, zijn apparaten die zijn ontworpen om de stroomsnelheid te meten van een vloeistof die een vooraf bepaald punt in een pijp of ander transmissiemedium passeert. Stroomsensoren worden geleverd met veel verschillende mogelijkheden, afhankelijk van de toepassing. Sommigen kunnen extreem kleine stroomsnelheden meten van 40 microliter per minuut of ongeveer de grootte van één regendruppel water.
Er zijn tientallen verschillende methoden die worden gebruikt voor de werking van vloeistofstroomsensoren binnen stroommeters. Differentiële drukstroommeters plaatsen een obstructie in een pijp, en de drukval die ontstaat wanneer vloeistof eromheen stroomt, wordt toegepast op de Bernoulli-vergelijking voor behoud van energie in vloeistofdynamica om de stroomsnelheid te berekenen. Een waterstroomsensor met plaat met opening gebruikt ook een obstructieplaat in de pijp en vergelijkt de opwaartse druk van de vloeistofstroom met de stroomafwaartse druk waar de vloeistof door de plaat wordt vernauwd. Vloeistofsensors met plaatopeningen zijn goedkoper dan drukverschilmeters en kunnen worden gebruikt voor het meten van een breed scala aan soorten vloeistofstroom.
Venturislang vloeistofstroomsensoren worden gebruikt waar drukval lager is en moeilijker te meten voor sensorplaten met openingen. Ze werken door een werkelijke reductie van de diameter van de buis en berekenen op basis daarvan de differentiaalstroom. Stromingsnozzles zijn een ander ontwerp met betrekking tot Venturi-buizensensoren, die vaker worden gebruikt om gas- of andere luchtstromingen in een pijp te meten.
Rotameters en snelheidsstroommeters werken door direct de doorgang van vloeistof in een of andere vorm te meten. Met een rotameter stijgt een vlotter in de buis op basis van opwaartse druk en drijfvermogen versus de neerwaartse trekkracht van de zwaartekracht, en de hoogte van de vlotter wordt gebruikt om de stroomsnelheid te berekenen. Een snelheidsstroommeter meet de snelheid van de vloeistofstroming op verschillende punten in de pijp en berekent een algemeen gemiddelde.
Er bestaan verschillende andere veel voorkomende soorten vloeistofstroomsensoren. Calorimetrische stroommeters maken gebruik van twee dicht bij elkaar geplaatste temperatuursensoren in contact met de vloeistof, maar geïsoleerd van elkaar. Eén sensor wordt verwarmd en de temperatuurdaling op de andere sensor kan worden gebruikt om te bepalen hoe snel de vloeistof stroomt.
Mechanische vloeistofstroomsensoren, zoals turbinestroommeters en vortexstroommeters, zijn ook gebruikelijk. Turbines meten het debiet op basis van roterende schoepen op de unit, en wervelmodellen creëren wervelstromen met lage druk in de stroom die wordt vergeleken met het normale vloeistofdebiet. Positieve verplaatsingsstroommeters gebruiken ook roterende schoepen zoals turbines, maar de nauwkeurig gemonteerde rotors worden in plaats daarvan op meerdere punten geïnstalleerd en het volume vloeistof dat er gedurende bepaalde tijdsintervallen tussen passeert, wordt geregistreerd door de rotaties van de schoepen te tellen.
Er bestaan ook geavanceerde vloeistofstroomsensoren die helemaal geen directe meting van de vloeistof vereisen. Een paar hiervan zijn elektromagnetische stroommeters die het elektromagnetische inductie-effect meten. Terwijl een vloeistofgeleider zoals water door een pijp beweegt, produceren magnetische spoelen aan de buitenkant een spanning die direct evenredig is met de stroomsnelheid van de vloeistof. Ultrasone en doppler-stroommeters berekenen ook indirect de stroomsnelheid door veranderingen in geluidsfrequenties te meten die worden beïnvloed door zowel de snelheid als de richting van de vloeistofstroom.