Áramlásmérésről alapfokon - 1. rész

Reményi Tibor, Flow-Cont Kft. (2002.02.08)



A következő részre

A szerkesztő előszava:
Az áramló közegek mennyiségmérése és számítása igen komoly szakmai feladat. Megtisztelő, hogy a magyar profi áramlásmérési cégek legjelentősebbikei közül kettő - a Process Control Kft. és a Flow-Cont Kft. - vezetői vállalták, hogy ismeretterjesztő cikksorozatot készítenek a PID.hu olvasói számára. Lássuk az első, bevezető részt!


Anyagáramlás-, mennyiségmérési igények meghatározásának szempontjai

Mielőtt megtervezünk bármilyen anyagáramlást (mennyiséget) mérő rendszert, és kiválasztjuk a hozzá szükséges mérőeszközöket, tisztában kell lennünk azzal a feladattal és azokkal az igényekkel, amelyeknek kielégítésére a mennyiségmérő rendszer hivatott.
Az igény meghatározásának nagyon sokféle szempontja lehet, ám úgy tartjuk, hogy a mérés pontosságának és megbízhatóságának ismérvei azok a legfontosabb jellemzők, amelyek alapján csoportosítani lehet az áramlásmérési igényeket. Az itt bemutatott csoportosítás egyúttal a mérés megvalósításához szükséges költségszinteket is elég jól meghatározza.

Etalonok:
Az úgynevezett etalon mérések állnak a hierarchia csúcsán. Ezek a mérési eljárások és mérőberendezések valósítják meg az adott mérési terület legfejlettebb technikai színvonalát. Ilyen mérőberendezésekkel rendelkeznek az áramlásmérő eszközöket gyártó világcégek, a nemzeti kalibráló laboratóriumok, a nemzetközileg elismert és feljogosított mérőállomások, esetleg némely kiemelt oktatási intézmény vagy kutatóhely. Általában a folyadék- és gázáramlások etalon mérő állomásai külön-külön szerveződnek, továbbá az olaj- és gázipar szintén külön tart fenn magának világszerte ilyen mérőállomásokat. Az etalon mérések, illetve mérőeszközök osztályozására jó példát találunk az ISO/TR 5168:1998 (E) kiadványban.
A fizikai módszereket tekintve mérőetalonként használhatók:
- golyós kalibráló berendezések (proverek),
- precíziós mérlegek
- köböző edények,
- szonikus mérőtorkok,
- precíziós mérőturbinák,
- ultrahangos mestermérők stb.
Ezek a berendezések és az ezekkel megépült mérőállomások természetesen rendkívül drágák.

Elszámolási mérések:
A pénzügyi elszámolás alapmérései jelentik a következő csoportot. Ilyen elszámolási mérőállomásokat szoktak építeni nagy anyag- és energia mennyiségek átadásakor vagy átvételekor, energiatermelő és nagy fogyasztó létesítmények ki- és bemeneti pontjain. Ide tartoznak például az országhatárokon áthaladó olaj- és földgáz vezetékek mérőállomásai,vagy a fűtőerőművek un."kapumérései" stb. Az angol, amerikai szakirodalom "custody transfer" méréseknek nevezi ezt a kategóriát.
A legismertebb eljárások és eszközök:
- mérőperemes mérőszakaszok, - turbinás mérőállomások, - több sugárutas ultrahangos folyadék- és gázmérők, - újabban közvetlen tömegárammérők.
Az ilyen elszámolási mérések alapvető tartozékai a nagyon pontos érzékelők, távadók és hozamszámító (flow-computer) készülékek. Földgáz elszámolási mérések esetében a mérőállomások gyakran gázkromatográfot is tartalmaznak.
Példaként említjük, hogy egy DN 400, PN 40 méretű földgáz átadó mérőállomás hozzávetőleges költsége jelenleg 12...20 millió Ft!

Üzemviteli mérések:
Az ipari technológiák minden területén fontos a különféle csővezetékeken áthaladó anyagmennyiségek meghatározása. Ezt a típusú anyagmennyiség-számlálást a fentiekhez képest már olcsóbb mérőeszközökkel is gazdaságosan meg lehet valósítani. Ilyen méréseket tartalmaznak a különféle technológiai részlegek közötti vezetékrendszerek, valamely üzemek vagy üzemrészek energia-betáplálási helyei, adagolási- és kimérési folyamatok mérőpontjai stb. Erre a feladatra folyadékok esetében kiválóan alkalmasak a térfogat-kiszorításos mérőeszközök (oválkerekes, bolygódugattyús, lapátkerekes stb mérők). Folyadékokra, gőzökre és gázokra egyaránt jól használhatóak a mérőperemek, az örvénymérők, a turbinás áramlásmérők stb. A fogyasztásméréshez itt is elengedhetetlen a megbízható hozamszámító készülék alkalmazása. Az ilyen mérések tervezésekor és kiépítésekor különösen nagy tere van a gazdaságossági elemzéseknek, a beruházási, üzemeltetési, karbantartási költségek, valamint a megtérülés józan felmérésének. Ugyanarra a feladatra gyakorlatilag ugyanolyan jó lehet két különböző típusú és gyártmányú készülék, amelyek között viszont 4-5-szörös árkülönbség lehet!

Egyéb mérések:
Külön csoportba oszthatók az anyagmozgások figyelésére és anyagáramlások jelzésére szolgáló módszerek és eszközök. Ide tartoznak a tájékoztató jellegű technológiai mérések, amelyek többnyire csupán valamilyen átlagos mennyiségi érték becslésére, fogyasztások szélső értékeinek megállapítására szolgálnak. Ugyancsak ide sorolhatók az áramlásjelző és áramláskapcsoló eszközök amelyeknek feladata, valamely határértékek figyelése, vezérlési, üzembiztonsági, esetleg részjelzési háttér-funkciók megvalósítása. Az ilyen eszközökkel szemben a legfontosabb követelmény a megbízható ismétlőképesség és másodlagos az abszolút értelemben vett pontosság. A fizikai elvek és eszközök közül kiemeljük a torlótárcsás, torlórugós áramláskapcsolókat, valamint a hőelvonásos (termikus diszperziós) tömegáram jelző készülékeket. Természetesen bármely üzembiztosan működő áramlásmérő eszköz használható erre a célra, amennyiben a folyamatos jelet szolgáltató jelképzőhöz vagy távadóhoz határérték kapcsoló (komparátor) egységet illesztünk. Az önálló áramláskapcsoló eszközök ma már elég olcsón kaphatók és ahol a folyamatos mérés nem igény, ott ezek alkalmazása ajánlott.

Az előzőekben felsorolt mérésfajták képezik mind az iparban, mind a kommunális szolgáltató hálózatokban alkalmazott áramlásmérések zömét. Külön kell említést tennünk a gyógyászatban és az orvostechnikában alkalmazott speciális áramlásmérő berendezésekről, amelyek minősítése és kezelése teljesen elkülönült az ipari eszközökétől. Ezeken az oldalakon a továbbiakban ilyen mérésekkel nem foglalkozunk.

Ismét csak külön csoportba oszthatók a kísérleti kutatási mérések. Ebben a kategóriában az eddig említett bármely mérési mód vagy mérőeszköz előfordulhat és alkalmas lehet, sőt bizonyos kísérletek esetében a legmeglepőbb kombinációban állítják össze a kísérletek idejére a mérőrendszert.


A következő részre