x

Zoek resultaten

Loading...


Meerkanaals ultrasone flowmeters

 

Hoewel de eerste ultrasone looptijdverschil flowmeters niet uitblonken in nauwkeurigheid is door met name betere transducers en DSP (Digital Signal Processing) technieken een fikse inhaalslag gemaakt. Zo fiks, dat ultrasone flowmeters nu geschikt zijn voor ijkwaardige metingen. Voor een ijkwaardige flowmeting is de ultrasone debietmeter altijd uitgevoerd met een aantal geluidspaden. Daarmee wordt getracht méér informatie te vergaren over het aanwezige flowprofiel zodat voor afwijkende flowprofielen gecompenseerd kan worden. Hoe meer paden, des te meer informatie kan het instrument vergaren over het (laminair of turbulent) flowprofiel, een eventueel asymmetrische flowprofiel, crossflow en swirl.

Het is belangrijk zich te realiseren dat gassen altijd een lage viscositeit hebben. Daardoor heeft het flowprofiel bijna altijd een hoog turbulent karakter. De viscositeit van vloeistoffen, daarentegen, kan flink variëren, en ook hoog zijn. Het Re-getal kan zo laag zijn/worden dat laminair flowgedrag ontstaat. Moderne meerkanaals ultrasone flowmeters kunnen dit meten en daarvoor corrigeren. Het is evenwel wel een punt van aandacht!

Op dit moment zijn er een aantal leveranciers die voor gassen 2-, 3-, 4-, 5- en 6-kanaals ultrasone flowmeters bieden voor verrekeningsdoeleinden. Bij een 2-kanaals instrument moet flowconditionering toegepast worden. Zonder dat is de noodzakelijke nauwkeurigheid zeker niet te halen. 3-kanaals flowmeters zijn eventueel toepasbaar in wat kleinere leidingen, maar meestal worden in ijkwaardige applicaties instrumenten met 4 of meer kanalen toegepast. Zeker in de grotere leidingen. Overigens, hoewel het niet altijd noodzakelijk is, is het toepassen van een flowconditioner wel gebruikelijk voor gassen. Uit testen, o.a. door het South-West Research Institute in San Antonio, Texas uitgevoerd, is duidelijk geworden dat de diverse flowconditioners verschillende effecten heeft op de diverse ultrasone flowmeters. Hun aanbeveling is dan ook dat, indien een flowconditioner in de installatie wordt gebruikt, deze ook meegecalibreerd wordt samen met de ultrasone flowmeter en de up- & downstream piping.

Ook voor vloeistoffen zijn er een aantal fabrikanten die instrumenten met 3, 4, 5, 6, 15, 18 of 32 kanalen leveren voor de ijkwaardige toepassingen. Juist voor de vloeistofapplicaties kan het aantal geluidspaden belangrijk zijn. De 3-pads flowmeters blijken alleen toepasbaar voor laagvisceuze producten, al dan niet in combinatie met een flowconditioner.

32-kanaals US flowmeter

Calibratie 

In de praktijk worden de ijkwaardige ultrasone gasflowmeters vrijwel alleen voor aardgas en ruwe olie (en geraffineerde producten) toegepast. In deze producten zit veel geld, en de prestatie van een flowmeter is dus van groot belang. Een 0,1 % afwijking kan een verschil van enkele 100-den miljoenen euro's betekenen! Dit is mede de reden dat alle ijkwaardige flowmeters gecalibreerd worden, en dus ook ultrasone flowmeters. Zowel voor gassen, en nog belangrijker voor vloeistoffen, wordt een instrument gecalibreerd met een product dat "lijkt" op het product dat uiteindelijke gemeten gaat worden in de applicatie.

Voor gassen zijn er een aantal "laboratoria" die deze calibraties kunnen verzorgen, waaronder enkele die door het NMi worden gerund, te weten Euroloop en ook Westerbork (Gasunie locatie) is nog actief. Andere zijn de installaties van RMA in Duitsland, Advantica in Engeland, Pigsar in Duitsland, CEESI in Amerika. In alle gevallen worden turbine flowmeters als referenties gebruikt, waarmede de DUT's (Devices Under Test) in serie staan. Deze referentiemeters worden op hun beurt ook weer gecalibreerd, waarbij de diverse laboratoria ook met elkaar vergeleken worden.

Het calibreren van ultrasone vloeistofflowmeters is wat complexer. Er zijn niet al te veel locaties waar een instrument in serie kan staan met een referentiemeter en dan bovendien de installatie met een soortgelijk product is gevuld als dat uiteindelijk in de toepassing gemeten moet gaan worden. Van huis uit worden vloeistofflowmeters gecalibreerd tegen een bepaald volume of gewicht. Het volume kan bepaald worden met een gecalibreerde tank of een prover, het gewicht natuurlijk met een gecalibreerde weegschaal. Om een ultrasone flowmeter te kunnen calibreren is een groot volume nodig (inherent aan de werking van het instrument). Op dit moment worden ultrasone flowmeters gecalibreerd met turbine flowmeters, die op hun beurt weer gecalibreerd worden met een prover loop of compact prover. Deze wijze van calibratie is door het NMi geaccepteerd, en o.a. een Franse leverancier van ijkwaardige ultrasone flowmeters heeft een MID-keur op hun calibratie installatie. In aanbouw is een installatie in het Botlekgebied, waar de referentiemeters ("master meters") ultrasone flowmeters zijn, die op hun beurt weer gecalibreerd worden met een piston prover.

 
Meerkanaals ultrasone flowmeters