Debimetre Üreticileri: Yaygın Sıvı Debimetrelerini Seçme Kılavuzu

Bir debimetre üreticisi olarak, endüstriyel üretim, belediye su temini, enerji ve kimya endüstrileri gibi alanlarda uygulama örneklerine sahibiz. İşte debimetre satın alma kılavuzunun özet hâli:

Sıvı akışını doğru bir şekilde ölçmek, üretim verimliliğini, maliyet kontrolünü ve güvenliği sağlamak açısından hayati öneme sahiptir. Türbin debimetreler, elektromanyetik debimetreler, ultrasonik debimetreler ve vortex (girdap) debimetreler, sıvı sektöründe en yaygın olarak kullanılan dört ölçüm cihazıdır. Her biri farklı bir çalışma prensibine dayanır ve bu durum, farklı performans avantajları ile kullanım sınırlarına yol açar.

1,4 ana akım sıvı debimetrelerinin temel özelliklerinin analizi

(1) Türbina akış göstergesi

1.1 Kullanım Senaryoları

Yüksek hassasiyetli ölçüm avantajlarıyla birlikte türbin tipi debimetreler, yüksek akış ölçüm doğruluğu gerektiren temiz sıvı uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. Bunlara örnek olarak petrokimya endüstrisinde hafif yağ ve dizel gibi rafine yağların teslimatının ölçülmesi, gıda ve içecek endüstrisinde arıtılmış su ve süt gibi steril sıvıların dolumu ve ölçümü ile farmasötik endüstrisinde sıvı ilaçların teslimatının hassas ölçümü verilebilir. Ayrıca endüstriyel soğutma sistemlerinde yağlama yağı ve hidrolik yağı gibi yağlayıcı ortamların akışını izlemede de yaygın olarak kullanılırlar ve özellikle orta ile düşük viskoziteli, safsızlık içermeyen sıvılara uygundurlar.

1.2 Avantajlar

Yüksek Ölçüm Doğruluğu : Adım akış aralığında doğruluk genellikle ±0,2% ila ±1,0% arasında olabilir. Günümüzde mevcut en doğru sıvı akış ölçüm tiplerinden biridir ve yüksek doğruluk gerektiren ölçüm ihtiyaçlarını karşılayabilir.

Hızlı yanıt hızı : Türbin kanatları akış değişimlerine karşı oldukça duyarlıdır ve akıştaki anlık dalgalanmaları hızlı bir şekilde algılayabilir, bu da onları akış değişimlerinin gerçek zamanlı izlendiği dinamik senaryolara uygun hale getirir.

Kompakt yapı ve kolay montaj : Boyut olarak nispeten küçük ve hafif olup daha az yer kaplar; montaj yöntemleri esnektir. Farklı boru tesisatlarına uyum sağlayabilmek için flanş, kelepçe ya da dişli bağlantı ile bağlanabilir.

Düşük basınç kaybı : Normal işletme debisinde, türbinli debimetre üzerinden geçen akışkanın basınç kaybı relatively düşüktür ve tüm boru sisteminin basınç dengesini fazlaca etkilemez.

1.3 Dezavantajlar

Ortamın temizliğine yüksek gereksinim : Türbin kanatları ortamdaki safsızlıklar ve partiküller nedeniyle kolayca aşınabilir veya sıkışabilir; bu durum ölçüm doğruluğunun düşmesine hatta ekipmanın hasar görmesine neden olabilir. Bu yüzden kesinlikle filtreleme cihazları kullanılmalıdır.

Ortamın viskozitesinden büyük ölçüde etkilenir : Yüksek viskoziteli sıvılar ölçülürken, sıvının viskozitesi türbin kanatlarının hızını azaltır ve bu da düşük ölçüm sonuçlarına neden olur.

Mekanik aşınmaya karşı duyarlı : Türbin kanatları ve yataklar mekanik temas halindedir ve uzun süreli kullanımdan sonra aşınmaya neden olur. Düzenli bakım ve değişim gerektirir ve ömürleri göreceli olarak kısadır.

(2)Elektromanyetik Akış Sayacı

2.1 Kullanım Senaryoları

Elektromanyetik debimetreler, elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanarak çalışır ve ortamın yoğunluğu, viskozitesi ve sıcaklığı gibi fiziksel parametrelerden etkilenmez. İletken sıvıların ölçümü için uygundur ve belediye atık su arıtma tesisleri, endüstriyel atık su deşarj ölçümleri, kimya sanayisinde asit ve alkali çözeltileri ile tuz çözeltileri gibi korozif sıvıların taşımacılık izlenmesi ve metalürji sanayisinde süspansiyonlu katı parçacık içeren sıvıların, örneğin hamurların ve çamurların debi ölçümünde yaygın olarak kullanılır. Ayrıca soslar ve şuruplar gibi yapışkan iletken sıvıların ölçülmesi açısından gıda sektöründe de iyi performans gösterir.

2.2 Avantajlar

Ortama karşı güçlü uyum : Ortamın iletkenliği ≤20 µS/cm olduğunda, viskozite ve yoğunluktaki değişikliklerden bağımsız olarak doğru ölçüm yapılabilir. Parçacık, askıda madde içeren akışkanların yanı sıra çamur ve hamur gibi hatta korozif sıvıların ölçümü de mümkündür.

Stabil ölçüm doğruluğu : Ölçüm aralığı içinde doğruluk ±0,5%~±1,0%'a ulaşabilir ve akış değişimlerinden daha az etkilenir.

Mekanik aşınma yok ve uzun ömür : Ölçüm tüpü içinde hareketli parça bulunmaz ve ölçüm sadece elektromanyetik indüksiyon ile gerçekleştirilir. Bu da mekanik aşınmayı önler ve bakım maliyetlerini düşürür.

Minimum basınç kaybı : Ölçüm tüpünün iç duvarı pürüzsüzdür ve akışkan geçerken neredeyse hiç basınç kaybı oluşmaz. Boru hattında basınç kaybı açısından sıkı gereksinimleri olan sistemler için uygundur.

Ters akışın ölçülmesi mümkün : İki yönlü ölçüm özelliğine sahip olup sıvıların ileri ve geri akışını doğru şekilde tespit edebilir. Bu nedenle akışkanın geri akışının izlenmesi gereken uygulamalar için uygundur.

2.3 Dezavantajlar

İletken olmayan sıvıları ölçemez : İletkenliği ≤20 μS/cm olan sıvılar (benzin, dizel, alkol, saf su vb.) etkin bir şekilde ölçülemez ve bu en temel uygulama sınırlamasıdır.

Dış elektromanyetik girişimden etkilenir : Kurulum ortamında güçlü manyetik alanlar veya yüksek frekanslı girişim kaynakları (büyük motorlar ve transformatörler gibi) varsa ölçüm doğruluğu etkilenebilir ve buna karşı koruyucu önlemler alınmalıdır.

(3)Ultrasonik akıölçer

3.1 Kullanım Senaryoları

Ultrasonik debimetreler, ortamla doğrudan temas etmeyen bir ölçüm yöntemi kullanır. Bu ölçüm cihazları, şehir su şebekeleri ve ısıtma sistemlerindeki büyük çaplı borulardaki akışın izlenmesi, petrokimya endüstrisinde yanıcı, patlayıcı ve aşındırıcı sıvıların akışının ölçülmesi ile gıda ve ilaç endüstrilerinde hijyenik sıvıların ölçülmesi gibi çeşitli karmaşık senaryolara uygundur. Ayrıca, eski boru hatlarının bulunduğu ve boruların sökülmeden yenileme yapılması gereken projelerde önemli bir avantaj sağlar çünkü boru hattı kesilmeden kurulum yapılabilir.

3.2 Avantajlar

Temassız ölçüm, yüksek uyumluluk : Sensör borunun dış duvarına monte edilir ve ortamla temas etmesine gerek yoktur, bu da ortamın aşındırıcı etkisi ve sensörün kirlenme sorunundan kaçınmayı sağlar. Patlayıcı, yanıcı, yüksek toksikte, yüksek oranda korozif ve diğer özel sıvıların ölçümü yapılabilir.

Boru hattı çalışmasını etkilemeden kolay kurulum : Boru hattı kesilmeden veya üretim durdurulmadan kurulum tamamlanabilir. Çalışmaya devam eden eski hatlarda veya kapatılamayan büyük çaplı boru hatlarının akış izleme güncellemesi için özellikle uygundur.

3.3 Dezavantajlar

Boru hattı koşullarından büyük ölçüde etkilenir : Boru iç duvarında oluşan tortu, korozyon ve pas, ultrasonik yansıma sinyalini zayıflatabilir ve ölçüm doğruluğunu etkiler; bazı boru malzemeleri de ölçümü etkileyebilir.

Ortam özelliklerinden önemli ölçüde etkilenir : ortamda çok sayıda kabarcık ve askıda parçacık varsa, ultrasonik saçılmalara neden olur ve ölçüm hatasını artırır; yüksek viskoziteli sıvıların ölçüm doğruluğu da düşer.

Ölçüm doğruluğu görece olarak düşüktür : geleneksel ultrasonik debimetrelerin doğruluğu ±1%~±1.5%'tir ve türbin debimetreler ile elektromanyetik debimetrelerden daha düşüktür ve yüksek doğruluklu ölçüm ihtiyaçlarını karşılamak zordur.

Sınırlı çevresel uyumluluk : yüksek sıcaklık, yüksek nem ve şiddetli titreşim ortamlarında sensörün stabilitesi azalır ve ek koruyucu önlemler alınması gerekir.

(4) Vortex Akımölçer

4.1 Kullanım Senaryoları

Vorteks debimetreler, Karman vorteks prensibine dayanarak çalışır ve belirli bir Reynolds sayısı aralığında temiz sıvıların ölçümü için uygundur. Endüstriyel soğutma sistemlerinde soğutma suyu akışının izlenmesi, kimya endüstrisinde çözücüler ve reaktifler gibi düşük ila orta viskoziteli sıvıların teslimatının ölçülmesi ve enerji endüstrisinde hafif yağ ile ısı transfer yağı gibi sıvı akışlarının ölçülmesi amacıyla yaygın olarak kullanılır. Ayrıca, klima sistemlerinde soğuk ve sıcak su akışının izlenmesi için de yaygın şekilde kullanılır ve özellikle orta ile yüksek hızdaki sıvıların ölçümüne uygundur.

4.2 Avantajlar

Basit yapı ve yüksek güvenilirlik : Ölçüm tüpü içinde yalnızca bir vorteks üretici bulunur, hareketli parça yoktur, mekanik arıza riski düşüktür, bakım maliyeti düşük ve kullanım ömrü uzundur.

Orta düzeyde basınç kaybı : Türbin tipi debimetre ile karşılaştırıldığında basınç kaybı biraz daha yüksek olmakla birlikte, kısılma debimetresinden daha düşüktür ve boru hattı sisteminin basıncı üzerinde çok az etkisi vardır.

Yüksek ölçüm sıcaklığı : Yüksek sıcaklıktaki ortamları ölçebilir ve yüksek sıcaklık ortamları için en fazla 350° destekleyebilir.

4.3 Dezavantajlar

Ortamın temizliği konusunda belirli gereksinimler vardır : Eğer girdap oluşturucuya ortamdaki safsızlıklar veya parçacıklar yapışırsa ya da tıkanırsa, girdap oluşumunun kararlılığı etkilenecek ve ölçüm hatası artacaktır. Bu nedenle, büyük miktarda askıda katı madde içeren sıvılara uygun değildir.

Düşük debilerden büyük ölçüde etkilenir : Sıvı akış hızı düşük olduğunda, kararlı bir Karman girdabı sokak formu oluşturmak zorlaşır, ölçüm doğruluğu önemli ölçüde düşer veya cihaz normal şekilde çalışmaz hale gelir; bu yüzden minimum akış hızı gereksinimi vardır.

Titreşime karşı zayıf direnç dışsal titreşimler, girdap sokağının frekansını kolayca etkileyebilir ve yanlış ölçüm sonuçlarına neden olabilir. Bu nedenle, cihaz az titreşimli bir ortama monte edilmeli veya titreşim telafisi yapabilen bir cihazla donatılmalıdır.

2.4 Akış ölçer türlerinin temel parametre karşılaştırması ve uygunluk analizi

(1) Temel parametrelerin karşılaştırılması

Parametre Türü	türbina akış göstergesi	Elektromanyetik Akış Sayacı	Ultrasonik akıölçer	Vortex Akımölçer
Ölçüm doğruluğu	±0.2%~±1.0%	±0.5%~±1.0%	±1%~±1.5%	±1%~±2.5%
Dielektrik iletkenlik gereksinimleri	Gereksinim yok	≤20 µS/cm	Gereksinim yok	Gereksinim yok
Ortamın temizlik gereksinimleri	Yüksek (filtreleme gerektirir)	Düşük (parçacık içerebilir)	Yüksek (katı parçacıklar doğruluğu etkiler)	Yüksek (safsızlıkların yapışmasını önleyin)
Basınç Kaybı	Küçük	Çok küçük	yok	Küçük
Bakım Maliyetleri	Yüksek (düzenli bıçak/yatak değişimi gerektirir)	Düşük	Düşük	Düşük

(2) Senaryo uygunluk analizi

Yukarıdaki parametre karşılaştırmasına ve her akış ölçerinin performans özelliklerine dayanarak, farklı senaryolardaki uygulabilirlik üç seviyeye ayrılabilir: "yüksek uyumlu", "orta uyumlu" ve "uyumsuz". Spesifik uyumluluk şu şekildedir:

2.1 Yüksek hassasiyetli temiz sıvı ölçüm senaryoları (örneğin, bitmiş yağ dolumu ve sıvı ilaç teslimatı)

2.1.1 Yüksek uyumlu: Türbin tipi akış ölçer. ±0,2%'den ±1,0%'e kadar olan yüksek doğruluğu ve yüksek tekrarlanabilirliği ölçüm ihtiyaçlarını karşılar ve temiz, düşük viskoziteli sıvılarda mükemmel stabilite sunar.

2.1.2 Orta uyumlu: Elektromanyetik akış ölçer, sıvının iletken olması gerekir ve doğruluğu gereksinimleri karşılamalıdır. Boyutu büyük olup iletken olmayan sıvılar için etkisizdir.

2.1.3 Uyumsuzluk: Ultrasonik debimetreler yetersiz doğruluk sağlar ve düşük debi oranlarında vorteks debimetrelerin kararlılığı düşüktür.

2.2 Korozyon oluşturan/partikül içeren sıvı ölçüm senaryoları (örneğin kimyasal asit ve alkali çözeltiler, atık su arıtma)

2.2.1 Yüksek uyumluluk: Elektromanyetik debimetreler korozyona dayanıklıdır ve partikül içeren ortamlara uyum sağlayabilir.

2.2.2 Genel uyum: Ultrasonik debimetre, temas olmaksızın ölçüm yaparak korozyondan kaçınır ancak çok fazla kabarcık veya partikül olduğunda doğruluk azalır.

2.2.3 Uyumsuz: Türbin debimetreler korozyona ve tıkanmaya eğilimlidir; vorteks debimetrelerde ise safsızlıkların birikmesi yaygındır.

2.3 Büyük çaplı boru hatları/eski boru hattı yenileme senaryoları (örneğin belediye su temini ve ısıtma sistemleri)

2.3.1 Yüksek uyumluluk: Ultrasonik debimetreler. Temas gerektirmeyen kurulum sayesinde borunun kesilmesine gerek yoktur ve büyük çaplı borulara uygundur; elektromanyetik debimetreler eklenebilir.

2.3.2 Genel uyum: Elektromanyetik debimetre yüksek doğruluğa sahiptir ancak montajı için borunun kesilmesi gerekir ve bu da değişikliği zorlaştırır.

2.3.3 Uyumsuz: Türbin debimetreler küçük çaplı borular için kullanılır ve DN200'den büyük çaplı borulara uygun değildir. Vorteks debimetreler ise DN300'den büyük çaplı borulara uygun değildir.

3. Debimetre seçiminin temel karar mantığı

Uygulamada debimetre seçimi "senaryo önceliği ve parametre uyumu" ilkesine göre yapılmalıdır. Spesifik karar verme adımları aşağıdaki gibidir:

3.1 Ortam özelliklerini belirleyin : İlk olarak, sıvının iletkenliğini (iletken olup olmadığı), temizliğini (kirlilik) ve viskozitesini (yüksek/orta/düşük viskozite) belirleyin. Bu, uyumsuz akış ölçerleri elemek açısından önemlidir. Örneğin, iletken olmayan sıvılar elektromanyetik akış ölçerlerden doğrudan çıkarılmalıdır, büyük miktarda partikül içeren sıvılar ise türbin akış ölçerlerden çıkarılmalıdır.

3.2 Ölçüm doğruluğu gereksinimleri : Ticari hesaplaşma ve hassas dolum gibi yüksek doğruluk gerektiren uygulamalarda türbin akış ölçerler veya elektromanyetik akış ölçerler tercih edilmelidir; rutin izleme ve proses kontrol gibi orta ve düşük doğruluk gerektiren durumlar için ise vortex (dalgıç) akış ölçerler veya ultrasonik akış ölçerler seçilebilir.

3.3 Boru hattı ve çevre koşulları : Boru hattı çapına göre, DN200 üzerindeki boru hatları için ultrasonik debimetreler tercih edilir ve küçük alanlara türbin debimetreleri ile ultrasonik debimetrelerin montajı önceliklidir; çevresel titreşim/sıcaklık: büyük titreşimler söz konusu olduğunda vorteks debimetrelerinden kaçınılmalı, yüksek sıcaklık ortamları için ise vorteks debimetreleri seçilmelidir.

4. Debimetre üreticisi önerileri

Türbin, elektromanyetik, ultrasonik ve vorteks debimetrelerin her birinin sıvı akış uygulamalarında kendi güçlü ve zayıf yönleri vardır ve 'tek boyutun herkes için uygun olduğu' bir debimetre diye bir şey yoktur. Doğru, kararlı ve verimli akış ölçümü elde etmek, medyanın özelliklerine, ölçüm gereksinimlerine, boru hattı ortamına ve maliyet bütçesine dayalı kapsamlı bir değerlendirmeyi gerektirir.