Elektromagnetische in-linedebietmeter (volledig gevulde leiding)

De elektromagnetische debietmeter (zie figuur A) is zeer geschikt om het debiet in volledig gevulde persleidingen te meten (zie figuur B). Figuur A Elektromagnetische debietmeter (Bron: Leidraad Riolering module C2330) Vergroot afbeelding     Figuur B Ingebouwde elektromagnetische debietmeters: in een gemaal (links) en in een persleiding (rechts) (Bron: Leidraad Riolering module C2330) Vergroot afbeelding Meetprincipe Het principe van de elektromagnetische debietmeter is gebaseerd op de Inductiewet van Faraday. Deze wet geeft het verband weer tussen een veranderend magnetisch veld en het daardoor opgewekte elektrische veld. Doordat een elektrische geleider door het magnetische veld beweegt, ontstaat in de geleider een elektrische spanning1). Bij het meten met een elektromagnetische debietmeter werkt het (afval)water in de leiding als geleider. Twee spoelen aan weerszijden van de stroom wekken het magnetische veld op (zie figuur C). Twee meetelektroden haaks op de spoelen detecteren de door het stromende water opgewekte spanning. De opgewekte spanning is de som van alle over de gehele diameter opgewekte 'spanninkjes'. De lengte van de geleider is de afstand tussen de elektroden (diameter D van de leiding). De opgewekte spanning is recht evenredig met de stroomsnelheid van het water tussen de twee elektroden. Het meetprincipe is onafhankelijk van invloeden van druk, dichtheid, temperatuur en viscositeit. Figuur C Principe elektromagnetische inductie (Bron: Leidraad Riolering module C2330) Vergroot afbeelding Geleidbaarheid van het afvalwater Om dit principe te gebruiken, moet de geleidbaarheid van de te meten vloeistof groter zijn dan 5 mS/cm. De normale geleidbaarheid van afvalwater ligt veel hoger, tussen 600 en 1.000 mS/cm. Een variërende geleidbaarheid (door variatie in de samenstelling van het afvalwater) kan de opgewekte spanning en hiermee de meting beïnvloeden. De geleidbaarheid van hemelwater ligt tussen 30 en 60 mS/cm. Andere invloedsfactoren zijn: isolatie van de elektroden door bijvoorbeeld vetten of oliën; een verhoogd contact door aanhaking van materiaal. Toepassing en installatie Voor een in-linedebietmeter moet voldoende rioollengte beschikbaar zijn om de meter als tussenstuk te kunnen plaatsen. Ook moet de leiding volledig gevuld zijn. Om de meter te plaatsen, moet u de (pers)leiding volledig kunnen vrijgraven en onderbreken. Als dit niet kan, is een elektromagnetische debietmeter niet de juiste keuze. Aandachtspunten voor installatie Voor een correcte werking hebben de meeste typen in-linedebietmeters een uniform stromingsprofiel nodig. Installeer de meter daarom op voldoende afstand van verstoringen (zoals bochten) om turbulentie zo veel mogelijk te voorkomen. Turbulentie kan namelijk het meetsignaal verstoren en daarmee de meetresultaten negatief beïnvloeden. Vuistregel is dat vóór een elektromagnetische debietmeter een rechte lengte van vijf maal de buisdiameter aanwezig moet zijn en achter de debietmeter een rechte leiding met een lengte van minimaal twee maal de diameter. N.B. Tegenwoordig zijn elektromagnetische debietmeters verkrijgbaar die geen rechte aanstroomlengte nodig hebben. De eerste resultaten van een onderzoek naar het functioneren en de nauwkeurigheid van deze debietmeters zijn veelbelovend. De diameter van de debietmeter mag niet groter zijn dan die van de betreffende leiding, dat kan de stroming verstoren. Plaats de elektroden in een horizontaal vlak. Hiermee voorkomt u dat incidenteel passerende luchtbellen het meetsignaal verstoren. De meter kunt u zowel in een horizontale als in een verticale leiding installeren (zie figuur B). De bekleding (bijvoorbeeld teflon en polypropyleen) van de meetbuis moet u afstemmen op het soort (afval)water. Plaats de debietmeter bij voorkeur in een put, zodat de meter toegankelijk is voor onderhoud. Veel debietmeters hebben een contactuitgang voor indicatie van de stromingsrichting. De ervaring leert dat deze optie bij installatie niet altijd gebruikt wordt. Hierdoor kan (afval)water terugstromen in de leiding (bijvoorbeeld als de pomp niet in werking is) en dan meet u deze hoeveelheid dubbel. Controleer daarom op locatie of (afval)water terugstroomt en of u de optie wilt gebruiken. Onderhoud De elektromagnetische debietmeter bevat geen bewegende delen en is robuust. Hierdoor is normaal gesproken weinig onderhoud nodig. Voor de voeding kunt u netspanning of een accu gebruiken. De levensduur van de accu is afhankelijk van de meetfrequentie. Op basis van uw eigen ervaringen in de praktijk bepaalt u hoe vaak u de elektronica controleert en de meter kalibreert. Jaarlijkse controle van de elektronica is een gangbare frequentie. De meter kunt u op locatie of in de fabriek kalibreren. Bij kalibratie op locatie zijn de omstandigheden niet optimaal, maar u test dan wel de gehele opstelling en niet alleen de meter zelf. Voor kalibratie in de fabriek moet u de meetbuis demonteren. Dit is een nadeel ten opzichte van ultrasone clamp-ondebietmeters, waarbij u alleen de sensoren kunt demonteren. Nauwkeurigheid In een volledig gevulde leiding bedraagt de meetonzekerheid van een elektromagnetische debietmeter 0,5 - 2%. Om deze nauwkeurigheid te bereiken, moet u wel voldoen aan de inbouwspecificaties van de leverancier. Let daarbij in het bijzonder op de minimale stroomsnelheid: de te meten snelheid mag niet lager zijn dan de aangegeven ondergrens (vaak circa 0,3 m/s). 1) Shercliff J. A. (1962). The Theory of Electromagnetic Flow-Measurement. Cambridge University Press, Cambridge (UK), 164 p. ISBN 978-0521335546.