Elektromagnetische_debietmeters.pdf

Elektromagnetische debietmeters
Reeds meer dan een halve eeuw bewezen diensten in alle industrieën.

Meetinstrumenten voor industriële toepassingen en
technische ondersteuning door experts
StefaanVan Durme
Business Development
www.retec.be

Meetinstrumenten voor industriële toepassingen en
technische ondersteuning door experts
www.retec.be
Ontstaan
• RETEC INSTRUMENTS BV
• in 1992
Activiteiten
• Leverancier vanprocesinstrumentatie
• Verdeler van diverse merken
• Technische bijstand
✓ Programmatie
✓ Installatie (aansluiten)
✓ Herstellingen
• Ondersteuning bij keuze procesinstrumenten

Elektromagnetische debietmeters
Een stukje GESCHIEDENIS en de TOEKOMST

ELEKTROMAGNETISCHE DEBIETMETINGEN
EEN STUKJEGESCHIEDENIS…
1832 … Michael Faraday
- Londen – “Waterloo bridge” - Theems
- Open kanaal magnetische debietmeter
- Doel: meten van het debiet van de rivier “Thames”
- Magnetisch veld van de aarde + 2 grote metalen platen
RESULTAAT?
- Geen 100% succes doorexterne effecten
- Geen instrumenten om µVolt-signalente meten
MAAR!
➢ De trend was gezet voorverder onderzoek
➢ 1952 – Bedrijfuit Nederland (TOBI-Meter)
- eerste commerciële elektromagnetische debietmeter

De TOEKOMST…
2020… wereldmarkt elektromagnetische debietmeters :2042 miljoen €
Verwachtingen tegen 2026… 2743 miljoen €
Reden?
“Meten is weten”
▪ Monitorenvanwaterschaarste
▪ Groeiende menselijke populatie (stijgend verbruik)
▪ Technologische innovaties bijirrigatie (landbouw)
▪ Verbruik algemene industrie (water-enafvalwater)
▪ Vervangen oudere toestellendoornieuwe innovaties (tgv lange levensduur
toestellen)
▪ …

INHOUD
❖ Terminologie
❖ Principe werking
❖ Uitvoeringen
❖ Installatievoorwaarden en montage
❖ Nauwkeurigheid en kalibratie
❖ Voordelen en nadelen
❖ Innovaties en nieuwe trends
❖ Enkele praktijkvoorbeelden

TERMINOLOGIE
Elektromagnetische debietmeter
…Magnetisch Inductievedoorstroommeter
…Magnetische debietmeter
…Magmeter
…MID
…EMD
…EMF
Principe?
“ELEKTROMAGNETISME”

PRINCIPE WERKING
Verband tussen elektromagnetisme en elektriciteit?
❖ Creatie van een magnetischveld
• Draadlus (spoel)
➢ Stroom aanleggen
➢ Magnetisch veld

PRINCIPE WERKING
❖ Creatie van stroom
• Wanneer een geleider beweegt in een
magnetische veld,dan wordt in deze geleider een
stroomopgewekt
• De snelheid van de geleider doorhet magnetisch
veld bepaald de stroomsterkte in de geleider.

PRINCIPE WERKING
Besluit:
❖ We hebben een magnetisch veld
❖ We krijgen stroom (spanning)die een verband heeft met het bewegen van een geleider in het
bovenstaande magnetische veld

PRINCIPE WERKING
U = v x B x L => v = U/(B x L)
v = snelheid van de “geleider”
U = gemeten spanning
B = magnetische veldsterkte
L = lengte van de geleider in het magnetisch veld
- (B) en (L) = constant

PRINCIPE WERKING
❖ Realiteit
• Hoe magnetisch veld maken?
=> 2 spoel”paketten” + spanningsbron

PRINCIPE WERKING
Zonder magnetisch veld
❖ Realiteit
• Hoe spanningmeten in de geleider (vloeistof)?
=> Magnetischveld
=> Oriëntatie van+ en– geladen deeltjes medium (rooden blauw)
=> 2 elektroden
U
MET magnetisch veld

PRINCIPE WERKING
DEBIET ?
Debiet = Volume / tijd
Debiet = A x lengte / tijd
= Snelheid (v)
DEBIET = Oppervlakte x Snelheid

PRINCIPE WERKING
Hoe ziet dit toestel in REALITEIT eruit?
Magneetspoelen
creatie magnetischeveld
Meetbuis
niet magnetisch(RVS)
Meetelektroden(2)

PRINCIPE WERKING
Lineruit kunststof
corrosieve/aggresievemedia
Meetelektrodeuit metaal

PRINCIPE WERKING
U … B …

UITVOERINGEN

UITVOERINGEN
❖ Compacte / Gescheiden “systemen”
- compact : sensor enomvormer samengebouwd
- gescheiden: sensor en omvormer apart (+ kabel)
❖ Diverse “bouwvormen”
- Nauwkeurigheid – Medium – Prijs – Sector – Afmetingen– IP65/67/68
- …

UITVOERINGEN
❖ Omvormers met diverse communicatiemogelijkheden
▪ Uitgangsignalen
• Analoge uitgangen (vb. 4-20mA)
• Pulsuitgangen
• Alarmuitgangen
• “Bus” systemen(profibus,fieldbus,…)
▪ Diagnostische functies
• Ingebouwde verificatie software
▪ Datalogging
▪ GPRS communicatie
▪ Batterij gevoede toestellen
▪ …

UITVOERINGEN
❖ Sensor samenstelling:
▪ Meetelektroden
• RVS
• Hastelloy
• Tantaal
• Titanium
• Platina,…
▪ Liner (bekleding)
• PTFE
• Hardrubber
• ETFE
• PP
• Ceramisch
• Rilsan,…

UITVOERINGEN
❖ Sensor samenstelling:
▪ Aardingvan de sensor -> tegen storingen (zie later)
• Aardingselektrode
• Aardingsschijven

MONTAGEEN INSTALLATIE
❖ Essentiële voorwaarden voor standaardEMD
• Volledig gevulde meetbuis (product) – Luchtinsluitsels vermijden
• Minimale elektrische geleidbaarheidnodig (> 5 µS)
• Rechte voor-ennalengte (vb. 5 x DN in – 3 x DN out)
❖ Uitzonderingen –> “speciale”toestellen
• Partieel gevulde meetbuis doorbvb. gebruik te maken vaneen niveaumetingin de meetbuis
• Zeer lage geleidbaarheden(vanaf 0,05µS)
• Geen rechte voor-ennalengte (nauwkeurigheid…. ?)

❖ Luchtbellen vermijden
❖ Volledig gevulde leiding
❖ Regelkleppen na de debietmeter
❖ Debietmeter na de pomp (persleiding)
❖ Externe magnetische velden vermijden
❖ Trillingen vermijden leidingwerk
…

❖ METALEN en KUNSTSTOFLEIDINGEN
Probleem?
Statische elektriciteit vangeleidende vloeistof bijkunststofleidingengeeft
STORINGEN inmagnetischveld
METALEN LEIDING KUNSTSTOFLEIDING

KALIBRATIEEN NAUWKEURIGHEID
❖ Wat is kalibratie?
• Het verschil tussen een effectief debiet en het aangegeven debiet.
• Bepalen van een “factor” of ook de “kalibratieconstante”genoemd
• Kalibratiefactork -> Q = v x A x k
❖ Waarom kalibreren?
• Afwijkingen bij de productie van een toestel (vb. liner diameter… Q= v x A)

❖ Methoden van kalibreren?
• Vergelijkende methode met een ander toestel
(Referentiemeter = MASTER METER)
• Kalibratie via referentieVOLUME in een tank
• Kalibratie via WEGEN
Hoogte:45 meter
Volume:550 m³(550.000 liter)
Diameter:DN300 –DN3000
Min.Debiet:7 l/s
Max.Debiet:4000l/s
Gecertifieerd volgensISO17025

• De nauwkeurigheid van een toestel is afhankelijkvan het type omvormer gebruikt wordt.
• Afhankelijkvan sectorvb. Chemie versus Waterindustrie
• Standaard2 of 3 puntskalibraties
• Speciale kalibraties:
✓ MID001/004 – watersector
✓ CT (custody transfer)– facturatie 2 partijen
✓ OIML R49
kalibratiecurve

• Speciale kalibraties
vb. 9 punt kalibraties met 3 herhalingen

VOORDELENEN NADELEN
+ Groot meetbereik - lage diameters (DN2) tot zeer grote diameters verkrijgbaar (DN3000)
+ Geen bewegende delen bij de werking
+ Geen obstructies in de meetbuis
+ Hoge nauwkeurigheden
+ Voor een zeer uitgebreid aantal (corrosieve/abbrasieve/slib)productente gebruiken
+ Geen (= éénvoudig)onderhoud
+ Bi-directionele meting
+ Geen drukval
+ Onafhankelijkvan temperatuur,druk,densiteit,viscositeit,concentratie
- Het product moet een minimale geleidbaarheid hebben
- Geen gasbellen oflucht aanwezigin medium
- Vervuilingelektroden/liner kan slechte/onnauwkeurige metinggeven

INNOVATIESEN NIEUWE TRENDS
= zijn beperkt
• Intelligente toestellen
- Verificatie / zelfdiagnose / rapportering
- Datalogging
• Batterij gevoede toestellen
- Alkaline / Lithium
- Energiebesparende toestellen (lowpower)
• Communicatie
- Geïntegreerde modem– 3G/5G - GPRS
- Bluetooth

- vb. BIV (Built-in-Verificator)
Testen van de meter via USB
✓ Systeemgeïntegreerdin de converter
✓ Automatische enperiodieke check vanvitale
elektrische eigenschappenvande sensoren de
converter
✓ Controle ter plaatse via USB connectie
✓ Verzamelde gegevens automatischvergeleken
met referentiegegevens

- vb. BIV (Built-in-Verificator)
Testen van de meter via USB
✓ Vb. gemetenparameters

ENKELE PRAKTIJKVOORBEELDEN
• Meetgoot vervangen door inline meting

• Afvalwatersector
Vlaamse MilieuMaatschappij
-> Adviesbeleid naar een minimale verontreiniging
-> Heffinglozingafvalwater/oppompengrondwater
-> Betrouwbare debietmeters
-> Certificaat na verificatie

IP68uitvoeringen

Skids
- Ontwatering(drainage)

• Energiemetingen
Warmte door transport van bvb. warmwater(“chauffage”)
Hoeveelheidwarmte metendat eenvloeistof afstaat
Energierekening afnemer?
- Via “calculator”
- Debiet meten
- Temperatuurverschil meten(aanloopenretour)
E [J] = massa * temperatuurverschil* soortelijke warmte
- Massa (Kg) : Volume x Densiteit (water)
- Temperatuurverschil -> temperatuursensoren
- Soortelijke warmte[J/kg*K] -> gekend(temperatuursafhankelijk)
=> E(nergie) berekenen

• Industrie

• Industrie
Chemische industrie
✓ Debietmetingenvan“zuren” -> aangepaste materialen
✓ Debiet metenbij hoge drukken
✓ Debiet metenbij hoge temperaturen
✓ ATEXomgeving(explosie gevaarlijk)
Voedingsindustrie
✓ Debiet meters brouwerijen/drank
✓ Debiet meters melkerijen

level – pressure – flow – temperature - signal conditioning
measuring solutions

Elektromagnetische_debietmeters.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Elektromagnetische_debietmeters.pdf

Similar to Elektromagnetische_debietmeters.pdf (20)

More from ie-net ingenieursvereniging vzw

More from ie-net ingenieursvereniging vzw (20)

Elektromagnetische_debietmeters.pdf