SlideShare a Scribd company logo
1 of 64
Download to read offline
18/09/2012
Products Solutions Services
Go with the Flow 2012
Basisbegrippen in Industriële Flow Metingen
Slide 1 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
5 Sessies (eigenlijk 9)
• 18.09.2012 Basisbegrippen in Flow- en Debietmetingen
• 09.10.2012 Verschildruk- en vortex debietmetingen: is de oude technologie nog efficiënt
genoeg ?
• Verschildruk
• Vortex
• 23.10.2012 Conductiviteit van een product bepaalt het meetprincipe
• Electromagnetisch
• Ultrasoon
• 13.11.2012 Debietmetingen met massa en thermische metingen
• Coriolis
• Thermisch
• 27.11.2012 Calibratie als basis voor ijkwaardige metingen
• Custody Transfer & TOC
• Calibratie
Slide 2 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Agenda Sessie 1 : Intro & Overview
1. Basisbegrippen & Terminologie bij flowmetingen
2. Flow meetprincipes
• Grote verscheidenheid : kort overzicht
• Selectie- & toepassingscriteria
3. Inbouw- & Installatievoorschriften
4. Materialen
5. Electrische interfaces
6. Verificatie, Calibratie & IJken
7. Hoe & waar verder ?
Slide 3 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Documentatie
Slide 4 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Flow meten is belangrijk !
Flowmeetpunten zijn dikwijls kritieke meetpunten in een productie proces
Verschillende doeleinden :
• Indicatie/Visualisatie & Proces-controle
• Productie volume
• Productie kwaliteit
• Voorraadbeheer : voorraadveranderingen, be- & overladen
• Levering van grondstoffen & brandstoffen  “Custody transfer”
• Energie : custody transfer, ook voor subsidies
• Opmaken van massa- en energie-balansen, efficiëntie verbeteren
• Kosten-beheer & kosten-verdeling binnen bedrijf
• Veiligheid : explosie, voedselveiligheid, functionele
Slide 5 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Basisbegrippen & Terminologie
Slide 6 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Basisbegrippen & Terminologie
Slide 7 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Basisbegrippen & Terminologie
• Mass flow QM - Volume flow QV ‟ Corrected or “normalized” volume flow QN
• QM [kg/h] = QV [m³/h]* [kg/m³]
• Normal conditions : 0 C / 1,013 bar abs
• Standard conditions : 15 C / 1,013 bar abs
• QN [Nm³/h] = QM [kg/h] / N [kg/m³]
= (QV [m³/h] * p [bar abs] * 273,15 [K]) / (T [K] * 1,013 [bar
abs]) for ideal gases
Slide 8 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Basisbegrippen & Terminologie
• Pressure p : absolute (bar abs, MPa abs), relative (bar rel, MPa rel)
• Absolute pressure ‟ Relative pressure
• p abs = p rel + p atm (1,013 bar abs)
• Temperature T in °C, °F, K
• K = °C + 273,15
• Density kg/m³, kg/l, g/l, g/cm³, …
• Viscosity or cSt, cP, mPa.s, Ns/m², …
• Reynolds number
• Conductivity S, S
Slide 9 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Basisbegrippen & Terminologie
• Accuracy
• Repeatability
• Rangeability
High Accuracy (Pulse output)
• Promag 50/53 - W/P/H ± 0.2% / 0.50% o.r. ± 1 mm/s
• Promag 23 – P/H ± 0.50% o.r. ± 4.0 mm/s
Excellent Repeatability
• Standard ± 0.10% o.r. ± 0.5 mm/s
Slide 10 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Flow Meetprincipes
Flow in closed
pipes 70%
Volume
Direct Methods
Positive
Displacement
Indirect Methods
Diff. Pressure
Variable Area
Turbine
Vortex
Electromagnetic
Ultrasonic
Insertion devices
Miscellaneous
Mass
Direct Methods
Coriolis
Thermal
Weighing Systems
Solids type meters
Indirect Methods
Separate
measurements of Q
and r
Mass calculation
with separate
metering of Q, p
and T)
Slide 11 / 64
18/09/2012
Flow in open
lines & channels
30%
Flumes
Parshall
Palmer-Bowlus
Khafagi
Rectangular
(with/without
restriction)
Trapezoidal
(with/without
restriction)
Special Flumes
Weirs
Triangular (V-
shaped)
Rectangular
(with/without
restriction)
Trapezoidal
Broad-crested
Compound (with
multiple sections)
Sharp-edged
(plate weirs)
Special Weirs
Other Methods
Velocity-area methods (current
meter, ultrasoncis)
Use of tracer methods
Electromagnetic
Level Measurement (ultrasonics,
diff. pressure, float, etc…)
Solids type meters
Flow Meetprincipes
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 12 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Positive Displacement
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 13 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Positive Displacement
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 14 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Variable Area
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 15 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Variable Area
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 16 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Turbine
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 17 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Diff. Pressure (dP)
• Video clip : Flow-dP (also on YouTube) 4:49 min
Important :
• Artificial restriction in pipe : orifice plate, venturi, nozzles, pitot tube
• Bernouilli’s Law  changing velocity in restriction  pressure 
• 2 pressure measurement points  comparison  difference
• Pressure diff. directly proportional to flow velocity  volume & mass-
flow
• Concerns :
• Excessive pressure drop
• Abrasion, due to solid particles
• Turbulences, disturbing a reliable measurement
• All liquids, gases and steam can be measured
• High process pressures & temperatures
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 18 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : dP - “Primary Elements”
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 19 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Electromagnetisch
• Video clip : Flow-Electromagnetic (also on YouTube) 4:42 min
Important :
• Faraday’s law : an electrical current can be generated by movement
through a magnetic field
• For electrically conductive fluids : + and – charged particles in fluid cause
voltage difference in opposite sensors
• Water, acids, alkalis
• Flow-volume can be calculated (with pipediameter)
• External disturbances eliminated by alternating magnetic fields
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 20 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Thermisch
• Video clip : Flow-Thermal (also on YouTube) 5:19 min
Important :
• Gases
• Independent of gas temperature
• Heating element  cooling effect by gas flow
• Proportional to the gas mass flow in pipe
• Measurement influenced by gas density
• Measurement influenced by gas thermal properties
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 21 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Ultrasoon
• Video clip : Flow-Ultrasonic (also on YouTube) 4:31 min
Important :
• Diagonally placed piezo-electric sensors, alternating ultrasonic sound
pulses & detection of time differences
• Acceleration/deceleration of sound pulses represents flow velocity
• Calculate flow volume (with pipediameter)
• Flexible mounting, process safety and low cost
• 2nd version : “Clamp-on” : no intrusion in pipe – up to large diams
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
t
Slide 22 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Vortex
• Video clip : Flow-Vortex (also on YouTube) 4:31 min
Important :
• Fixed obstruction disturbing flow  vorteces  mechanical sensor picks
up oscillating “waves” of pressure
• Uninfluenced by pipe vibration, pressure surges & temp shocks
• Frequency of vorteces represents flow velocity, hence volume-flow
• Total volume-flow is calculated by counting passing vorteces
• If low velocity, then no vorteces  reduce diameter of vortex meter
• Combines with temp meter  calculate mass & energy flow
• Ideal for saturated steam & gases
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 23 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Coriolis
• Video clip : Flow-Coriolis (also on YouTube) 3:55 min
Important :
• Direct mass flow measurement
• By measurement of phase-shift of excited bent tube
• Highest accuracy
• Simultaneous density measurement  “Multiparameter measurement”
• By measurement of changing frequency of exited bent tube
• Viscosity, Fat content
• Often combined with temperature
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
fR
Q
m
Slide 24 / 64
18/09/2012
Meetprincipe : Niveau bij Open Kanaal
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 25 / 64
18/09/2012Slide 26 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Selectie & toepassingscriteria
• Flow meter selection is complicated, partly due to the number of designs
and technologies, but also to the great many factors that influences the
choice
• Basic considerations that affect the meter selection :
• Fluid properties considerations
• Installation considerations
• Environmental considerations
• Economic considerations
• Performance considerations (device properties)
• Once all the influencing factors have been clarified and the application
defined in detail, it is time to consider which flow measuring principle will
be the most suitable for the application
18/09/2012
Selectie- & toepassingscriteria
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 27 / 64
Conductive
Liquids
Non-conductive
Liquids Gases Steam
Promag
Electromagnetic
Promass
Coriolis
Prowirl
Vortex
Prosonic Flow
Ultrasonic
T Mass
Thermal Mass
Deltatop
Differential Pressure
Low
viscosity
High
viscosity
Low
viscosity
High
viscosity
Fluid
Technology
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Selectie- & toepassingscriteria
Flow
Meter
Type
Measuring
principle
Volume
or
Mass
Fluid DN
(mm)
T°
range
(°C)
P
range
(bar a)
Rangea-
bility
Accuracy
(% or)
Repeat-
ability
(% or)
Price
average
(€)
Electro-
magnetic
flow meter
Faraday Law Volume Liquids
µS/cm
>5
2
2000
-40
+180
0
100
1000:1 0,50
0,20
0,1 1.500
Coriolis
mass flow
meter
Coriolis forces Mass Liquids
Gases
1
250
-200
+350
0
340
1000:1 L: 0,10
G: 0,35
0,05 5.000
Vortex flow
meter
Vortex effect Volume Liquids
Gases
Steam
15
300
-200
+400
0
250
L: 25:1
G: 15:1
L: 0,75
G: 1,00
S: 1,00
0,25 1.500
Ultrasonic flow
meter
Transit time
of sound
pulse
Volume Liquids 15
4000
-40
+170
No limit 100:1 0,50
2,00
0,10 3.000
Thermal
mass flow
meter
Thermal
dispersion
Mass Pure
gases
15
1000
-10
+120
0
40
100:1 2,00 0,50 2.000
DP
flow meter
Differential
pressure
Volume
and
Mass
Liquids
Gases
Steam
1
2000
No limit No limit 3:1
10:1
0,50
2,00
0,20 1.000
10.000
Slide 28 / 64
18/09/2012Slide 29 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Selectie- & toepassingscriteria :
Verdere overwegingen
• Measurement range
• Responsiviteit van de meting
• Multi-phase flow : mix van vloeistof en gas(sen)
• Niet-homogene media
• Slurries, zand & steen
• Niet-volle pijp, lege pijp detectie
• Neerslag/Sediment vanuit de gemeten vloeistof
• Pulserende flow, drukstoten, vacuum
• Hoge werkdruk, of zeer lage werkdruk
• Hoge werktemperatuur of zeer lage werktemperatuur
18/09/2012Slide 30 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Selectie- & toepassingscriteria :
Verdere overwegingen
• Continuous of batch process
• Locatie & plaatsing :
• Diameter leiding, orientatie (horizontaal of verticaal), in-let & out-let runs,
vibraties, safe of Ex area, pompen of compressoren dichtbij, …
• Toegankelijkheid voor onderhoud en calibratie
• Budget
• Aanschaf flowmeter
• Installatie-kosten
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Selectie- & toepassingscriteria :
Verdere overwegingen
• Materiaalbestendigheid, materiaal-specificaties & -certificaten
• Corrosiebestendigheid : binnenkant  buitenkant
• Indien CIP/SIP  Detergenten !!!
• Slijtvastheid voor abrasieve media
• Weersbestendigheid bij buiten-opstelling
• Temperatuur : blootstelling aan direct zonlicht
• Hoge vochtigheid
• Kust of zee : zout !
• Ondergrondse installatie
• Process connecties : aankoppelpunt aan pijpwerk
• Diversiteit : vaste flens met bouten, lap-joint, …
• Industrie-specifiek en gereglementeerd
• Dichtingen
Slide 31 / 64
18/09/2012Slide 32 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Selectie- & toepassingscriteria :
Verdere overwegingen
• Electrische interfaces
• Communicatie van meetwaard(en)
• Communicatie van device status- & performance information
• Configuratie & diagnose vanop afstand
• Installatie op afstand
• Batterij-voeding
• Draadloze communicatie
• Veiligheid
• Explosieveiligheid : ATEX
• Voedselveiligheid : EHEDG  “reinigbaarheid”, detergenten, CIP/SIP
• Functionele veiligheid : SIL (Safety Integrity Level), PED (Pressure Equipment
Directive)
18/09/2012
Products Solutions Services
Inbouw- & Installatievoorschriften
Slide 33 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Inbouw- & Installatievoorschriften :
Flow profiel
Grote doorlaat hoge snelheid
Volledig turbulent
Kleinere doorlaat lagere snelheid
Volledig laminair
Na bocht of andere asymmetrische verstoring
snelheidvectoren snelheidsafhankelijk verdeeld
Na pomp of klep
Snelheidvectoren ongelijk verdeeld en omnidirectioneel
Volledig
ontwikkeld
profiel
Slide 34 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Inbouw- & Installatievoorschriften :
Stromingsprofiel in een kogelkraan
Slide 35 / 64
18/09/2012Slide 36 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Inbouw- & Installatievoorschriften :
Viscositeit & Reynolds nummer
„ Reynolds Number
• Of crucial importance in fluid flow
• Where v = flow speed [m/s]
• D = pipe diameter [m]
• = cinematic viscosity [m²/s]
„ Flow profile
„ Laminar flow Re < 2.000
„ Turbulent flow Re > 4.000
„ Flow meters are normally designed to operate in turbulent flow, as this condition exist in 95% of
closed pipes
/s]²[m
[m/s][m]
γ
vD
Re
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Ideaal conisch verloop: < 8°
Abrupte vernauwing Abrupte verwijding
Conisch verloop
Steile conus:
secondaire stroming
Profielverstoring/Secundaire stroming
Slide 37 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Invloed van bochten
DN 150
DN
100
DN
100
Afwijking % % %
0,10 Qmax + 0,54 + 1,52 + 0,95
0,25 Qmax + 0,76 + 1,59 - 0,05
0,50 Qmax + 0,81 + 1,61 - 0,15
0,75 Qmax + 0,74 + 1,57 + 0,13
1,00 Qmax + 0,77 + 1,51 + 0,10
Qmax = 140 m3/h (5 m/s)
Diameter
Slide 38 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Invloeden regelklep
Afwijking % %
0,10 Qmax.
0,25 Qmax.
0,50 Qmax
0,75 Qmax
1,00 Qmax
Qmax. = 140 m3/h
Klepopening 25% 50% 100% 100%50%25%
% % % %
DN 100
-125
-122
-
-
-
-9,1
-7,1
-6,7
-6,0
-6,3
-7,5
-3,8
5xD
-2,9
-3,9
-4,8
0,10
0,47
-
-
-
0,55
0,39
0,44
0,39
0,34
0,52
1,30
1,02
0,40
0,52
Diameter
Klepstand
Snelheid
Slide 39 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Installatie zoals voorgeschreven
Slide 40 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Installatie zoals voorgeschreven
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 17 33 49 65 81 97 113 129 145 161 177 193 209 225 241 257 273 289 305 321 337 353 369 385 401 417 433 449 465 481 497
Master
t-trend
Slide 41 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Flow
Installatie in een dubbele bocht
Slide 42 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Effect van een dubbele bocht
3.6
3.7
3.8
3.9
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129137 145 153 161 169177 185 193 201 209217 225 233
Dubbele bocht + 10%
M3/min
Master
t-trend
Slide 43 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Invloed op de verschillende meetprincipes
• Gemiddelde snelheid/massa meting of spotmeting
EMF meting weinig gevoelig voor
flowprofielen.
Thermische massaflow (spotmeting)
zeer gevoelig voor flowprofielen
Coriolis Massaflow totaal ongevoelig
Slide 44 / 64
18/09/2012Slide 45 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Invloed laminaire flow op b.v. Vortex
• Bij een laminair flowprofiel is de invloed van de viscositeit
zo groot dat alle vortexen worden gedempt en niet goed
ontstaan.
• Een Vortex heeft daarom een minimaal Re nodig van 4.000 (20.000)
• Een hoge viscositeit heeft een negatieve invloed om het
meetgebied
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Profielverstoring / Swirl
Spiraal gelaste buis Turbineflowmeter of Kleppen
Zijdelingse inlaat
Dubbele bocht met vlinderklep
Bochten in twee vlakken
veroorzaken swirls
Slide 46 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Typische verstoringen
Naar binnenstekende pakking
Gladde las
Diameter 2Diameter 1
Slide 47 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Flow conditioner of straightener
Flowconditioner zorgt voor een gelijke verdeling
van de snelheid
Slide 48 / 64
18/09/2012Slide 49 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Installatie Aanbevelingen - Thermisch
Met flowconditioner
Conisch verloop
Na een 90° bocht
Wanneer mogelijk de klep achter
de meter plaatsen
8 * DN
18/09/2012Slide 50 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Installatie Aanbevelingen Vortex
5 x DN
5 x DN
5 x DN2 x DN
15 x DN
50 x DN
8 x DN
3...5 x DN
4...8 x DN
18/09/2012Slide 51 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Installatie Aanbevelingen EMF
18/09/2012Slide 52 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Installatie Aanbevelingen Massflow
18/09/2012
Inbouw- & Installatievoorschriften
Aarding en potentiaal vereffening
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 53 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Voorschriften voor inbouw
• ISO 5167
Deel 1 Algemene beschrijving
Deel 2 Meetflenzen
Deel 3 Nozzle’s en venturi nozzle’s
Deel 4 Venturi’s
• Vortex meters, EMF meters etc ???????
Thermische massaflow: ISO 14511
Inbouw:”good installation practice shall be followed”
“The manufacturer normally specifies this”
Slide 54 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Materials
EPD electrode
Liner
Measuring tube
Reference electrode Coil system
Measuring electrode
Housing
Flanges Lining material Electrodes (Measuring/EPD)
Carbon steel or Stainless steel PU : -20…50°C, waste water 316L : most fluids
No contact with medium HR : 0…80°C, drinking water Alloy C22 : some chemicals
Standard Max PN40 PTFE : -40…130°C, chemicals or food products Tantalum : most acids
PFA : -40…180°C, chemicals or food products Platinum Rhodium : all others
Slide 55 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Certificates
Slide 56 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Electrische interfaces : Overzicht
• Analoge technologie
• 4-20mA
• 4-wire  2-wire
• Analoge technologie met modulatie van digitale info
• 4-20mA + HART
• Digitale technologie
• Proprietaire veldbussen/netwerken
• Profibus : DP of PA, v3.02
• Foundation Fieldbus : ook verschillende versies, incl. HSE
• Ethernet-based : ProfiNet, Ethernet/IP, (Modbus TCP, EtherCAT, …)
• Wireless Sensor Networks
• NIET Bluetooth, WiFi , GSM of 3G !!!
• WirelessHART, ISA100.11a, proprietary protocols
Slide 57 / 64
18/09/2012
“Digital communication saves costs”
I/O components
Signal adaptation modules
Junction boxes
Expensive wiring
Lots of wiring
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 58 / 64
Simple wiring
Less system I/O
Simpler signal adaptation
Direct access to instrument data
Status
A single wire
E.g.
Profibus PA
Fieldbus foundation
18/09/2012Slide 59 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Echte Value-add van digitaal
• Let op : afgezien van de primaire meetwaarde is 4-20mA + HART ook
“digitaal”
• Communicatie-snelheid
• HART : 1200 & 2200 bps
• Profibus : +/- 10’en  100’en Kbps
• Ethernet : (10Mbps)  100Mbps  1 Gbps
• Digitale meetwaarden : constante nauwkeurigheid, evt. meerdere
• Status-informatie ophalen t.b.v.
• Asset Management
• Maintenance Management
• Quality Management
• Download van device configuraties : bij vervanging van toestel, evt. ook
meer operationeel in bv. batchprocessen
• Diagnose vanop afstand
18/09/2012
Products Solutions Services
Inspectie, Calibratie, IJken
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Slide 60 / 64
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Inspectie, Calibratie & IJken
• Wat is Inspectie ?
• Vaststellen of meettoestel correct werkt
• Uitvoering door leverancier van meettoestel
• Wat is Calibratie ?
• Vaststellen of er afwijkingen zijn tov. referentie-toestel
• Uitvoering door leverancier, tussenpartij of eind-gebruiker zelf
• Wat is Adjustment ?
• Toestel onder test bijregelen, daarna weer calibreren
• Uitvoering door leverancier, tussenpartij of eind-gebruiker zelf
• Wat is ijken ?
• Als meeting gebruikt wordt voor handelstransacties… zeker met publiek
• Uitvoering door “geaccrediteerde 3de partij” onder toezicht van Nationaal
Metrologisch Instituut
Slide 61 / 64
18/09/2012Slide 62 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Manieren van Calibreren & Adjusteren
• On-site calibratie
• Workshop calibratie
• Factory calibratie
18/09/2012Slide 63 / 64
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Gravimetrische Calibratie dmv. watertoren
Tower-Tank
25 m3
Edgeofoverflow=23,9m
Q Max. 1650 l/s
Main-water-reservoir 1‘300 m3 total
Deviceundertest
Constant overflow = stable
conditions at the location of
the DUT
18/09/2012
Go with the Flow 2012 - Intro & Overview
Interessante weblinks
Basis technische informatie
• www.youtube.com/
• Zoekterm “Flow measurement”
• www.flowmeters.com
• http://www.spitzerandboyes.com/  David Spitzer’s e-newsletter
Product- & toepassing informatie :
• www.abb.com  Products and Services  ABB Product Guide 
Measurement Products  Flow Measurement
• www.endress.com  Instruments  Flow
• www.krohne.com  Products  Flow Measurement
• www.yokogawa.com  Field (Industrial) Instruments  Flow
Slide 64 / 64

More Related Content

Similar to Go with the flow: Basisbegrippen in industrile flowmetingen

Seminar Co2-beprijzing presentatie Klimaatplein
Seminar Co2-beprijzing presentatie KlimaatpleinSeminar Co2-beprijzing presentatie Klimaatplein
Seminar Co2-beprijzing presentatie Klimaatpleinwww.klimaatplein.com
 
Presentatie Workshop Condition Based Maintenance13 En4 Oct12
Presentatie Workshop Condition Based Maintenance13 En4 Oct12Presentatie Workshop Condition Based Maintenance13 En4 Oct12
Presentatie Workshop Condition Based Maintenance13 En4 Oct12GH_Wijnants
 
Ken de wetten, pak je kansen - Alles over ErP, Ecodesign en Energy-labeling
Ken de wetten, pak je kansen - Alles over ErP, Ecodesign en Energy-labelingKen de wetten, pak je kansen - Alles over ErP, Ecodesign en Energy-labeling
Ken de wetten, pak je kansen - Alles over ErP, Ecodesign en Energy-labelingrcckoudeenluchtbehandeling
 
Ontwikkeling alternatieve WKK voor biogas.
Ontwikkeling alternatieve WKK voor biogas.Ontwikkeling alternatieve WKK voor biogas.
Ontwikkeling alternatieve WKK voor biogas.HANduurzaam
 
New tech presentatie ontwikkelingen r22 koudemiddellen
New tech presentatie ontwikkelingen r22 koudemiddellenNew tech presentatie ontwikkelingen r22 koudemiddellen
New tech presentatie ontwikkelingen r22 koudemiddellening.Gregory Perk
 
Uniformiteit in meten van duurzaamheid 21 09-2011
Uniformiteit in meten van duurzaamheid 21 09-2011Uniformiteit in meten van duurzaamheid 21 09-2011
Uniformiteit in meten van duurzaamheid 21 09-2011John Mak
 
4_Stilstaan is achteruitgaan: de nood tot optimalisatie van het meetnet
4_Stilstaan is achteruitgaan: de nood tot optimalisatie van het meetnet4_Stilstaan is achteruitgaan: de nood tot optimalisatie van het meetnet
4_Stilstaan is achteruitgaan: de nood tot optimalisatie van het meetnetWaterbouwkundig Laboratorium
 
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)Significant
 
Presentatie train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie   train de trainer (klimaatgericht inkopen)Presentatie   train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie train de trainer (klimaatgericht inkopen)Significant
 
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)Significant
 
Ifma bedrijfsbezoek daikin 10-11-15_deel 1
Ifma bedrijfsbezoek daikin 10-11-15_deel 1Ifma bedrijfsbezoek daikin 10-11-15_deel 1
Ifma bedrijfsbezoek daikin 10-11-15_deel 1Muriel Walter
 
Gastles Strukton over Duurzaam Vakmanschap voor BBL-studenten Technicus Engin...
Gastles Strukton over Duurzaam Vakmanschap voor BBL-studenten Technicus Engin...Gastles Strukton over Duurzaam Vakmanschap voor BBL-studenten Technicus Engin...
Gastles Strukton over Duurzaam Vakmanschap voor BBL-studenten Technicus Engin...duurzame verhalen
 
Met energie-efficiëntie naar 2020
Met energie-efficiëntie naar 2020Met energie-efficiëntie naar 2020
Met energie-efficiëntie naar 2020Tim Vermeir
 
073 konweclear infradagen 2014
073 konweclear infradagen 2014073 konweclear infradagen 2014
073 konweclear infradagen 2014CROW
 
Sheets informatiebijeenkomst raw 2015
Sheets informatiebijeenkomst raw 2015Sheets informatiebijeenkomst raw 2015
Sheets informatiebijeenkomst raw 2015CROW
 
Warmte kracht eten van twee walletjes.
Warmte kracht eten van twee walletjes.Warmte kracht eten van twee walletjes.
Warmte kracht eten van twee walletjes.BRONSWERK
 
Workshop 3 - Gijs Verhoeven TUE - Daniel Bakker KWR Water - Jan Pellis TROEF
Workshop 3 - Gijs Verhoeven TUE - Daniel Bakker KWR Water - Jan Pellis TROEFWorkshop 3 - Gijs Verhoeven TUE - Daniel Bakker KWR Water - Jan Pellis TROEF
Workshop 3 - Gijs Verhoeven TUE - Daniel Bakker KWR Water - Jan Pellis TROEFDutch Power
 

Similar to Go with the flow: Basisbegrippen in industrile flowmetingen (20)

Seminar Co2-beprijzing presentatie Klimaatplein
Seminar Co2-beprijzing presentatie KlimaatpleinSeminar Co2-beprijzing presentatie Klimaatplein
Seminar Co2-beprijzing presentatie Klimaatplein
 
Wanneer is een riool gerenoveerd en wat zijn de materialen die hierbij gebrui...
Wanneer is een riool gerenoveerd en wat zijn de materialen die hierbij gebrui...Wanneer is een riool gerenoveerd en wat zijn de materialen die hierbij gebrui...
Wanneer is een riool gerenoveerd en wat zijn de materialen die hierbij gebrui...
 
Presentatie Workshop Condition Based Maintenance13 En4 Oct12
Presentatie Workshop Condition Based Maintenance13 En4 Oct12Presentatie Workshop Condition Based Maintenance13 En4 Oct12
Presentatie Workshop Condition Based Maintenance13 En4 Oct12
 
Ken de wetten, pak je kansen - Alles over ErP, Ecodesign en Energy-labeling
Ken de wetten, pak je kansen - Alles over ErP, Ecodesign en Energy-labelingKen de wetten, pak je kansen - Alles over ErP, Ecodesign en Energy-labeling
Ken de wetten, pak je kansen - Alles over ErP, Ecodesign en Energy-labeling
 
Ontwikkeling alternatieve WKK voor biogas.
Ontwikkeling alternatieve WKK voor biogas.Ontwikkeling alternatieve WKK voor biogas.
Ontwikkeling alternatieve WKK voor biogas.
 
New tech presentatie ontwikkelingen r22 koudemiddellen
New tech presentatie ontwikkelingen r22 koudemiddellenNew tech presentatie ontwikkelingen r22 koudemiddellen
New tech presentatie ontwikkelingen r22 koudemiddellen
 
Uniformiteit in meten van duurzaamheid 21 09-2011
Uniformiteit in meten van duurzaamheid 21 09-2011Uniformiteit in meten van duurzaamheid 21 09-2011
Uniformiteit in meten van duurzaamheid 21 09-2011
 
4_Stilstaan is achteruitgaan: de nood tot optimalisatie van het meetnet
4_Stilstaan is achteruitgaan: de nood tot optimalisatie van het meetnet4_Stilstaan is achteruitgaan: de nood tot optimalisatie van het meetnet
4_Stilstaan is achteruitgaan: de nood tot optimalisatie van het meetnet
 
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
 
Presentatie train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie   train de trainer (klimaatgericht inkopen)Presentatie   train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie train de trainer (klimaatgericht inkopen)
 
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
Presentatie - Train de trainer (klimaatgericht inkopen)
 
Ifma bedrijfsbezoek daikin 10-11-15_deel 1
Ifma bedrijfsbezoek daikin 10-11-15_deel 1Ifma bedrijfsbezoek daikin 10-11-15_deel 1
Ifma bedrijfsbezoek daikin 10-11-15_deel 1
 
Gastles Strukton over Duurzaam Vakmanschap voor BBL-studenten Technicus Engin...
Gastles Strukton over Duurzaam Vakmanschap voor BBL-studenten Technicus Engin...Gastles Strukton over Duurzaam Vakmanschap voor BBL-studenten Technicus Engin...
Gastles Strukton over Duurzaam Vakmanschap voor BBL-studenten Technicus Engin...
 
Met energie-efficiëntie naar 2020
Met energie-efficiëntie naar 2020Met energie-efficiëntie naar 2020
Met energie-efficiëntie naar 2020
 
073 konweclear infradagen 2014
073 konweclear infradagen 2014073 konweclear infradagen 2014
073 konweclear infradagen 2014
 
Sheets informatiebijeenkomst raw 2015
Sheets informatiebijeenkomst raw 2015Sheets informatiebijeenkomst raw 2015
Sheets informatiebijeenkomst raw 2015
 
Monitoring met energieprofielen
Monitoring met energieprofielenMonitoring met energieprofielen
Monitoring met energieprofielen
 
Warmte kracht eten van twee walletjes.
Warmte kracht eten van twee walletjes.Warmte kracht eten van twee walletjes.
Warmte kracht eten van twee walletjes.
 
Milieuinfo VDAB 2012
Milieuinfo VDAB 2012Milieuinfo VDAB 2012
Milieuinfo VDAB 2012
 
Workshop 3 - Gijs Verhoeven TUE - Daniel Bakker KWR Water - Jan Pellis TROEF
Workshop 3 - Gijs Verhoeven TUE - Daniel Bakker KWR Water - Jan Pellis TROEFWorkshop 3 - Gijs Verhoeven TUE - Daniel Bakker KWR Water - Jan Pellis TROEF
Workshop 3 - Gijs Verhoeven TUE - Daniel Bakker KWR Water - Jan Pellis TROEF
 

More from ie-net ingenieursvereniging vzw

Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)ie-net ingenieursvereniging vzw
 
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig efficient
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig  efficientHoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig  efficient
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig efficientie-net ingenieursvereniging vzw
 
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)ie-net ingenieursvereniging vzw
 
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)ie-net ingenieursvereniging vzw
 

More from ie-net ingenieursvereniging vzw (20)

Ultrasoon_Clamp-on.pdf
Ultrasoon_Clamp-on.pdfUltrasoon_Clamp-on.pdf
Ultrasoon_Clamp-on.pdf
 
Elektromagnetische_debietmeters.pdf
Elektromagnetische_debietmeters.pdfElektromagnetische_debietmeters.pdf
Elektromagnetische_debietmeters.pdf
 
SGS Skybase (NL) .pdf
SGS Skybase (NL) .pdfSGS Skybase (NL) .pdf
SGS Skybase (NL) .pdf
 
VEGA-Radar vs US-26APR2022-NL.pdf
VEGA-Radar vs US-26APR2022-NL.pdfVEGA-Radar vs US-26APR2022-NL.pdf
VEGA-Radar vs US-26APR2022-NL.pdf
 
From process to emission
From process to emissionFrom process to emission
From process to emission
 
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
 
Connecting fieldbus power and knowledge
Connecting fieldbus power and knowledgeConnecting fieldbus power and knowledge
Connecting fieldbus power and knowledge
 
Frequentieregelaars
FrequentieregelaarsFrequentieregelaars
Frequentieregelaars
 
Breekplaten beademingsmachines vlamdover (NED.)
Breekplaten beademingsmachines vlamdover (NED.)Breekplaten beademingsmachines vlamdover (NED.)
Breekplaten beademingsmachines vlamdover (NED.)
 
Veiligheden rond de tank
Veiligheden rond de tankVeiligheden rond de tank
Veiligheden rond de tank
 
Hima cyber security
Hima cyber securityHima cyber security
Hima cyber security
 
Vik g.haekens-atex risico evaluatie
Vik g.haekens-atex risico evaluatieVik g.haekens-atex risico evaluatie
Vik g.haekens-atex risico evaluatie
 
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig efficient
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig  efficientHoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig  efficient
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig efficient
 
Checklist tankcontrole 2018 bacd
Checklist tankcontrole 2018 bacdChecklist tankcontrole 2018 bacd
Checklist tankcontrole 2018 bacd
 
Controle en ingebruikname van uw opslagtank
Controle en ingebruikname van uw opslagtankControle en ingebruikname van uw opslagtank
Controle en ingebruikname van uw opslagtank
 
Certainly not explosive (Eng)
Certainly not explosive (Eng)Certainly not explosive (Eng)
Certainly not explosive (Eng)
 
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)
 
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)
 
Tuev sued-drives-and-controls-2014-presentation
Tuev sued-drives-and-controls-2014-presentationTuev sued-drives-and-controls-2014-presentation
Tuev sued-drives-and-controls-2014-presentation
 
Pressure Relief Devices
Pressure Relief DevicesPressure Relief Devices
Pressure Relief Devices
 

Go with the flow: Basisbegrippen in industrile flowmetingen

  • 1. 18/09/2012 Products Solutions Services Go with the Flow 2012 Basisbegrippen in Industriële Flow Metingen Slide 1 / 64
  • 2. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview 5 Sessies (eigenlijk 9) • 18.09.2012 Basisbegrippen in Flow- en Debietmetingen • 09.10.2012 Verschildruk- en vortex debietmetingen: is de oude technologie nog efficiënt genoeg ? • Verschildruk • Vortex • 23.10.2012 Conductiviteit van een product bepaalt het meetprincipe • Electromagnetisch • Ultrasoon • 13.11.2012 Debietmetingen met massa en thermische metingen • Coriolis • Thermisch • 27.11.2012 Calibratie als basis voor ijkwaardige metingen • Custody Transfer & TOC • Calibratie Slide 2 / 64
  • 3. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Agenda Sessie 1 : Intro & Overview 1. Basisbegrippen & Terminologie bij flowmetingen 2. Flow meetprincipes • Grote verscheidenheid : kort overzicht • Selectie- & toepassingscriteria 3. Inbouw- & Installatievoorschriften 4. Materialen 5. Electrische interfaces 6. Verificatie, Calibratie & IJken 7. Hoe & waar verder ? Slide 3 / 64
  • 4. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Documentatie Slide 4 / 64
  • 5. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Flow meten is belangrijk ! Flowmeetpunten zijn dikwijls kritieke meetpunten in een productie proces Verschillende doeleinden : • Indicatie/Visualisatie & Proces-controle • Productie volume • Productie kwaliteit • Voorraadbeheer : voorraadveranderingen, be- & overladen • Levering van grondstoffen & brandstoffen  “Custody transfer” • Energie : custody transfer, ook voor subsidies • Opmaken van massa- en energie-balansen, efficiëntie verbeteren • Kosten-beheer & kosten-verdeling binnen bedrijf • Veiligheid : explosie, voedselveiligheid, functionele Slide 5 / 64
  • 6. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Basisbegrippen & Terminologie Slide 6 / 64
  • 7. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Basisbegrippen & Terminologie Slide 7 / 64
  • 8. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Basisbegrippen & Terminologie • Mass flow QM - Volume flow QV ‟ Corrected or “normalized” volume flow QN • QM [kg/h] = QV [m³/h]* [kg/m³] • Normal conditions : 0 C / 1,013 bar abs • Standard conditions : 15 C / 1,013 bar abs • QN [Nm³/h] = QM [kg/h] / N [kg/m³] = (QV [m³/h] * p [bar abs] * 273,15 [K]) / (T [K] * 1,013 [bar abs]) for ideal gases Slide 8 / 64
  • 9. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Basisbegrippen & Terminologie • Pressure p : absolute (bar abs, MPa abs), relative (bar rel, MPa rel) • Absolute pressure ‟ Relative pressure • p abs = p rel + p atm (1,013 bar abs) • Temperature T in °C, °F, K • K = °C + 273,15 • Density kg/m³, kg/l, g/l, g/cm³, … • Viscosity or cSt, cP, mPa.s, Ns/m², … • Reynolds number • Conductivity S, S Slide 9 / 64
  • 10. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Basisbegrippen & Terminologie • Accuracy • Repeatability • Rangeability High Accuracy (Pulse output) • Promag 50/53 - W/P/H ± 0.2% / 0.50% o.r. ± 1 mm/s • Promag 23 – P/H ± 0.50% o.r. ± 4.0 mm/s Excellent Repeatability • Standard ± 0.10% o.r. ± 0.5 mm/s Slide 10 / 64
  • 11. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Flow Meetprincipes Flow in closed pipes 70% Volume Direct Methods Positive Displacement Indirect Methods Diff. Pressure Variable Area Turbine Vortex Electromagnetic Ultrasonic Insertion devices Miscellaneous Mass Direct Methods Coriolis Thermal Weighing Systems Solids type meters Indirect Methods Separate measurements of Q and r Mass calculation with separate metering of Q, p and T) Slide 11 / 64
  • 12. 18/09/2012 Flow in open lines & channels 30% Flumes Parshall Palmer-Bowlus Khafagi Rectangular (with/without restriction) Trapezoidal (with/without restriction) Special Flumes Weirs Triangular (V- shaped) Rectangular (with/without restriction) Trapezoidal Broad-crested Compound (with multiple sections) Sharp-edged (plate weirs) Special Weirs Other Methods Velocity-area methods (current meter, ultrasoncis) Use of tracer methods Electromagnetic Level Measurement (ultrasonics, diff. pressure, float, etc…) Solids type meters Flow Meetprincipes Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 12 / 64
  • 13. 18/09/2012 Meetprincipe : Positive Displacement Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 13 / 64
  • 14. 18/09/2012 Meetprincipe : Positive Displacement Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 14 / 64
  • 15. 18/09/2012 Meetprincipe : Variable Area Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 15 / 64
  • 16. 18/09/2012 Meetprincipe : Variable Area Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 16 / 64
  • 17. 18/09/2012 Meetprincipe : Turbine Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 17 / 64
  • 18. 18/09/2012 Meetprincipe : Diff. Pressure (dP) • Video clip : Flow-dP (also on YouTube) 4:49 min Important : • Artificial restriction in pipe : orifice plate, venturi, nozzles, pitot tube • Bernouilli’s Law  changing velocity in restriction  pressure  • 2 pressure measurement points  comparison  difference • Pressure diff. directly proportional to flow velocity  volume & mass- flow • Concerns : • Excessive pressure drop • Abrasion, due to solid particles • Turbulences, disturbing a reliable measurement • All liquids, gases and steam can be measured • High process pressures & temperatures Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 18 / 64
  • 19. 18/09/2012 Meetprincipe : dP - “Primary Elements” Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 19 / 64
  • 20. 18/09/2012 Meetprincipe : Electromagnetisch • Video clip : Flow-Electromagnetic (also on YouTube) 4:42 min Important : • Faraday’s law : an electrical current can be generated by movement through a magnetic field • For electrically conductive fluids : + and – charged particles in fluid cause voltage difference in opposite sensors • Water, acids, alkalis • Flow-volume can be calculated (with pipediameter) • External disturbances eliminated by alternating magnetic fields Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 20 / 64
  • 21. 18/09/2012 Meetprincipe : Thermisch • Video clip : Flow-Thermal (also on YouTube) 5:19 min Important : • Gases • Independent of gas temperature • Heating element  cooling effect by gas flow • Proportional to the gas mass flow in pipe • Measurement influenced by gas density • Measurement influenced by gas thermal properties Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 21 / 64
  • 22. 18/09/2012 Meetprincipe : Ultrasoon • Video clip : Flow-Ultrasonic (also on YouTube) 4:31 min Important : • Diagonally placed piezo-electric sensors, alternating ultrasonic sound pulses & detection of time differences • Acceleration/deceleration of sound pulses represents flow velocity • Calculate flow volume (with pipediameter) • Flexible mounting, process safety and low cost • 2nd version : “Clamp-on” : no intrusion in pipe – up to large diams Go with the Flow 2012 - Intro & Overview t Slide 22 / 64
  • 23. 18/09/2012 Meetprincipe : Vortex • Video clip : Flow-Vortex (also on YouTube) 4:31 min Important : • Fixed obstruction disturbing flow  vorteces  mechanical sensor picks up oscillating “waves” of pressure • Uninfluenced by pipe vibration, pressure surges & temp shocks • Frequency of vorteces represents flow velocity, hence volume-flow • Total volume-flow is calculated by counting passing vorteces • If low velocity, then no vorteces  reduce diameter of vortex meter • Combines with temp meter  calculate mass & energy flow • Ideal for saturated steam & gases Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 23 / 64
  • 24. 18/09/2012 Meetprincipe : Coriolis • Video clip : Flow-Coriolis (also on YouTube) 3:55 min Important : • Direct mass flow measurement • By measurement of phase-shift of excited bent tube • Highest accuracy • Simultaneous density measurement  “Multiparameter measurement” • By measurement of changing frequency of exited bent tube • Viscosity, Fat content • Often combined with temperature Go with the Flow 2012 - Intro & Overview fR Q m Slide 24 / 64
  • 25. 18/09/2012 Meetprincipe : Niveau bij Open Kanaal Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 25 / 64
  • 26. 18/09/2012Slide 26 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Selectie & toepassingscriteria • Flow meter selection is complicated, partly due to the number of designs and technologies, but also to the great many factors that influences the choice • Basic considerations that affect the meter selection : • Fluid properties considerations • Installation considerations • Environmental considerations • Economic considerations • Performance considerations (device properties) • Once all the influencing factors have been clarified and the application defined in detail, it is time to consider which flow measuring principle will be the most suitable for the application
  • 27. 18/09/2012 Selectie- & toepassingscriteria Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 27 / 64 Conductive Liquids Non-conductive Liquids Gases Steam Promag Electromagnetic Promass Coriolis Prowirl Vortex Prosonic Flow Ultrasonic T Mass Thermal Mass Deltatop Differential Pressure Low viscosity High viscosity Low viscosity High viscosity Fluid Technology
  • 28. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Selectie- & toepassingscriteria Flow Meter Type Measuring principle Volume or Mass Fluid DN (mm) T° range (°C) P range (bar a) Rangea- bility Accuracy (% or) Repeat- ability (% or) Price average (€) Electro- magnetic flow meter Faraday Law Volume Liquids µS/cm >5 2 2000 -40 +180 0 100 1000:1 0,50 0,20 0,1 1.500 Coriolis mass flow meter Coriolis forces Mass Liquids Gases 1 250 -200 +350 0 340 1000:1 L: 0,10 G: 0,35 0,05 5.000 Vortex flow meter Vortex effect Volume Liquids Gases Steam 15 300 -200 +400 0 250 L: 25:1 G: 15:1 L: 0,75 G: 1,00 S: 1,00 0,25 1.500 Ultrasonic flow meter Transit time of sound pulse Volume Liquids 15 4000 -40 +170 No limit 100:1 0,50 2,00 0,10 3.000 Thermal mass flow meter Thermal dispersion Mass Pure gases 15 1000 -10 +120 0 40 100:1 2,00 0,50 2.000 DP flow meter Differential pressure Volume and Mass Liquids Gases Steam 1 2000 No limit No limit 3:1 10:1 0,50 2,00 0,20 1.000 10.000 Slide 28 / 64
  • 29. 18/09/2012Slide 29 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Selectie- & toepassingscriteria : Verdere overwegingen • Measurement range • Responsiviteit van de meting • Multi-phase flow : mix van vloeistof en gas(sen) • Niet-homogene media • Slurries, zand & steen • Niet-volle pijp, lege pijp detectie • Neerslag/Sediment vanuit de gemeten vloeistof • Pulserende flow, drukstoten, vacuum • Hoge werkdruk, of zeer lage werkdruk • Hoge werktemperatuur of zeer lage werktemperatuur
  • 30. 18/09/2012Slide 30 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Selectie- & toepassingscriteria : Verdere overwegingen • Continuous of batch process • Locatie & plaatsing : • Diameter leiding, orientatie (horizontaal of verticaal), in-let & out-let runs, vibraties, safe of Ex area, pompen of compressoren dichtbij, … • Toegankelijkheid voor onderhoud en calibratie • Budget • Aanschaf flowmeter • Installatie-kosten
  • 31. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Selectie- & toepassingscriteria : Verdere overwegingen • Materiaalbestendigheid, materiaal-specificaties & -certificaten • Corrosiebestendigheid : binnenkant  buitenkant • Indien CIP/SIP  Detergenten !!! • Slijtvastheid voor abrasieve media • Weersbestendigheid bij buiten-opstelling • Temperatuur : blootstelling aan direct zonlicht • Hoge vochtigheid • Kust of zee : zout ! • Ondergrondse installatie • Process connecties : aankoppelpunt aan pijpwerk • Diversiteit : vaste flens met bouten, lap-joint, … • Industrie-specifiek en gereglementeerd • Dichtingen Slide 31 / 64
  • 32. 18/09/2012Slide 32 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Selectie- & toepassingscriteria : Verdere overwegingen • Electrische interfaces • Communicatie van meetwaard(en) • Communicatie van device status- & performance information • Configuratie & diagnose vanop afstand • Installatie op afstand • Batterij-voeding • Draadloze communicatie • Veiligheid • Explosieveiligheid : ATEX • Voedselveiligheid : EHEDG  “reinigbaarheid”, detergenten, CIP/SIP • Functionele veiligheid : SIL (Safety Integrity Level), PED (Pressure Equipment Directive)
  • 33. 18/09/2012 Products Solutions Services Inbouw- & Installatievoorschriften Slide 33 / 64
  • 34. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Inbouw- & Installatievoorschriften : Flow profiel Grote doorlaat hoge snelheid Volledig turbulent Kleinere doorlaat lagere snelheid Volledig laminair Na bocht of andere asymmetrische verstoring snelheidvectoren snelheidsafhankelijk verdeeld Na pomp of klep Snelheidvectoren ongelijk verdeeld en omnidirectioneel Volledig ontwikkeld profiel Slide 34 / 64
  • 35. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Inbouw- & Installatievoorschriften : Stromingsprofiel in een kogelkraan Slide 35 / 64
  • 36. 18/09/2012Slide 36 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Inbouw- & Installatievoorschriften : Viscositeit & Reynolds nummer „ Reynolds Number • Of crucial importance in fluid flow • Where v = flow speed [m/s] • D = pipe diameter [m] • = cinematic viscosity [m²/s] „ Flow profile „ Laminar flow Re < 2.000 „ Turbulent flow Re > 4.000 „ Flow meters are normally designed to operate in turbulent flow, as this condition exist in 95% of closed pipes /s]²[m [m/s][m] γ vD Re
  • 37. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Ideaal conisch verloop: < 8° Abrupte vernauwing Abrupte verwijding Conisch verloop Steile conus: secondaire stroming Profielverstoring/Secundaire stroming Slide 37 / 64
  • 38. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Invloed van bochten DN 150 DN 100 DN 100 Afwijking % % % 0,10 Qmax + 0,54 + 1,52 + 0,95 0,25 Qmax + 0,76 + 1,59 - 0,05 0,50 Qmax + 0,81 + 1,61 - 0,15 0,75 Qmax + 0,74 + 1,57 + 0,13 1,00 Qmax + 0,77 + 1,51 + 0,10 Qmax = 140 m3/h (5 m/s) Diameter Slide 38 / 64
  • 39. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Invloeden regelklep Afwijking % % 0,10 Qmax. 0,25 Qmax. 0,50 Qmax 0,75 Qmax 1,00 Qmax Qmax. = 140 m3/h Klepopening 25% 50% 100% 100%50%25% % % % % DN 100 -125 -122 - - - -9,1 -7,1 -6,7 -6,0 -6,3 -7,5 -3,8 5xD -2,9 -3,9 -4,8 0,10 0,47 - - - 0,55 0,39 0,44 0,39 0,34 0,52 1,30 1,02 0,40 0,52 Diameter Klepstand Snelheid Slide 39 / 64
  • 40. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Installatie zoals voorgeschreven Slide 40 / 64
  • 41. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Installatie zoals voorgeschreven 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 17 33 49 65 81 97 113 129 145 161 177 193 209 225 241 257 273 289 305 321 337 353 369 385 401 417 433 449 465 481 497 Master t-trend Slide 41 / 64
  • 42. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Flow Installatie in een dubbele bocht Slide 42 / 64
  • 43. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Effect van een dubbele bocht 3.6 3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129137 145 153 161 169177 185 193 201 209217 225 233 Dubbele bocht + 10% M3/min Master t-trend Slide 43 / 64
  • 44. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Invloed op de verschillende meetprincipes • Gemiddelde snelheid/massa meting of spotmeting EMF meting weinig gevoelig voor flowprofielen. Thermische massaflow (spotmeting) zeer gevoelig voor flowprofielen Coriolis Massaflow totaal ongevoelig Slide 44 / 64
  • 45. 18/09/2012Slide 45 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Invloed laminaire flow op b.v. Vortex • Bij een laminair flowprofiel is de invloed van de viscositeit zo groot dat alle vortexen worden gedempt en niet goed ontstaan. • Een Vortex heeft daarom een minimaal Re nodig van 4.000 (20.000) • Een hoge viscositeit heeft een negatieve invloed om het meetgebied
  • 46. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Profielverstoring / Swirl Spiraal gelaste buis Turbineflowmeter of Kleppen Zijdelingse inlaat Dubbele bocht met vlinderklep Bochten in twee vlakken veroorzaken swirls Slide 46 / 64
  • 47. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Typische verstoringen Naar binnenstekende pakking Gladde las Diameter 2Diameter 1 Slide 47 / 64
  • 48. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Flow conditioner of straightener Flowconditioner zorgt voor een gelijke verdeling van de snelheid Slide 48 / 64
  • 49. 18/09/2012Slide 49 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Installatie Aanbevelingen - Thermisch Met flowconditioner Conisch verloop Na een 90° bocht Wanneer mogelijk de klep achter de meter plaatsen 8 * DN
  • 50. 18/09/2012Slide 50 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Installatie Aanbevelingen Vortex 5 x DN 5 x DN 5 x DN2 x DN 15 x DN 50 x DN 8 x DN 3...5 x DN 4...8 x DN
  • 51. 18/09/2012Slide 51 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Installatie Aanbevelingen EMF
  • 52. 18/09/2012Slide 52 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Installatie Aanbevelingen Massflow
  • 53. 18/09/2012 Inbouw- & Installatievoorschriften Aarding en potentiaal vereffening Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 53 / 64
  • 54. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Voorschriften voor inbouw • ISO 5167 Deel 1 Algemene beschrijving Deel 2 Meetflenzen Deel 3 Nozzle’s en venturi nozzle’s Deel 4 Venturi’s • Vortex meters, EMF meters etc ??????? Thermische massaflow: ISO 14511 Inbouw:”good installation practice shall be followed” “The manufacturer normally specifies this” Slide 54 / 64
  • 55. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Materials EPD electrode Liner Measuring tube Reference electrode Coil system Measuring electrode Housing Flanges Lining material Electrodes (Measuring/EPD) Carbon steel or Stainless steel PU : -20…50°C, waste water 316L : most fluids No contact with medium HR : 0…80°C, drinking water Alloy C22 : some chemicals Standard Max PN40 PTFE : -40…130°C, chemicals or food products Tantalum : most acids PFA : -40…180°C, chemicals or food products Platinum Rhodium : all others Slide 55 / 64
  • 56. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Certificates Slide 56 / 64
  • 57. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Electrische interfaces : Overzicht • Analoge technologie • 4-20mA • 4-wire  2-wire • Analoge technologie met modulatie van digitale info • 4-20mA + HART • Digitale technologie • Proprietaire veldbussen/netwerken • Profibus : DP of PA, v3.02 • Foundation Fieldbus : ook verschillende versies, incl. HSE • Ethernet-based : ProfiNet, Ethernet/IP, (Modbus TCP, EtherCAT, …) • Wireless Sensor Networks • NIET Bluetooth, WiFi , GSM of 3G !!! • WirelessHART, ISA100.11a, proprietary protocols Slide 57 / 64
  • 58. 18/09/2012 “Digital communication saves costs” I/O components Signal adaptation modules Junction boxes Expensive wiring Lots of wiring Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 58 / 64 Simple wiring Less system I/O Simpler signal adaptation Direct access to instrument data Status A single wire E.g. Profibus PA Fieldbus foundation
  • 59. 18/09/2012Slide 59 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Echte Value-add van digitaal • Let op : afgezien van de primaire meetwaarde is 4-20mA + HART ook “digitaal” • Communicatie-snelheid • HART : 1200 & 2200 bps • Profibus : +/- 10’en  100’en Kbps • Ethernet : (10Mbps)  100Mbps  1 Gbps • Digitale meetwaarden : constante nauwkeurigheid, evt. meerdere • Status-informatie ophalen t.b.v. • Asset Management • Maintenance Management • Quality Management • Download van device configuraties : bij vervanging van toestel, evt. ook meer operationeel in bv. batchprocessen • Diagnose vanop afstand
  • 60. 18/09/2012 Products Solutions Services Inspectie, Calibratie, IJken Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Slide 60 / 64
  • 61. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Inspectie, Calibratie & IJken • Wat is Inspectie ? • Vaststellen of meettoestel correct werkt • Uitvoering door leverancier van meettoestel • Wat is Calibratie ? • Vaststellen of er afwijkingen zijn tov. referentie-toestel • Uitvoering door leverancier, tussenpartij of eind-gebruiker zelf • Wat is Adjustment ? • Toestel onder test bijregelen, daarna weer calibreren • Uitvoering door leverancier, tussenpartij of eind-gebruiker zelf • Wat is ijken ? • Als meeting gebruikt wordt voor handelstransacties… zeker met publiek • Uitvoering door “geaccrediteerde 3de partij” onder toezicht van Nationaal Metrologisch Instituut Slide 61 / 64
  • 62. 18/09/2012Slide 62 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Manieren van Calibreren & Adjusteren • On-site calibratie • Workshop calibratie • Factory calibratie
  • 63. 18/09/2012Slide 63 / 64 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Gravimetrische Calibratie dmv. watertoren Tower-Tank 25 m3 Edgeofoverflow=23,9m Q Max. 1650 l/s Main-water-reservoir 1‘300 m3 total Deviceundertest Constant overflow = stable conditions at the location of the DUT
  • 64. 18/09/2012 Go with the Flow 2012 - Intro & Overview Interessante weblinks Basis technische informatie • www.youtube.com/ • Zoekterm “Flow measurement” • www.flowmeters.com • http://www.spitzerandboyes.com/  David Spitzer’s e-newsletter Product- & toepassing informatie : • www.abb.com  Products and Services  ABB Product Guide  Measurement Products  Flow Measurement • www.endress.com  Instruments  Flow • www.krohne.com  Products  Flow Measurement • www.yokogawa.com  Field (Industrial) Instruments  Flow Slide 64 / 64