Nauwkeurige volumestroommeter voor kleine leidingdiameters

ES-Flow volumestroommeterIn onder meer de farmacie en voedingsmiddelenindustrie worden veel ultrasone vloeistof-flowmeters gebruikt, die geschikt zijn voor leidingdiameters van 25 mm en groter. Een oplossing voor een kleine leiding is echter veel moeilijker te vinden. Bronkhorst High-Tech ontwikkelde met de ES-Flow een oplossing.

De ES-Flow ultrasone volumeflowmeter voor vloeistoffen, een volledig nieuw type voor het bedrijf, werd ontwikkeld in samenwerking met TNO. Het instrument heeft een rechtdoor gaande buis en geen O-ringen in contact met de vloeistof. In zijn nauwkeurigheidsklasse is het ook een alleszins betaalbare flowmeter.

In de ES-Flow bevindt zich aan de buitenzijde van de rechte sensorbuis een aantal piëzoringen. Deze actuatoren brengen met een radiale kracht een ultrasone golf in de vloeistof, die in de volgende ring wordt opgevangen. In dit instrument wordt de golf zowel met de stroom mee als tegen de stroom in verstuurd en weer opgevangen. Door het tijdsverschil te meten, kan Bronkhorst nauwkeurig de vloeistofsnelheid en de actuele geluidssnelheid van het medium bepalen. Samen met de exacte diameter van de buis geeft dit de volumeflow. Het instrument meet ook de temperatuur van het medium. Het is geschikt voor CIP (Cleaning in Place) en hoeft dus niet te worden uitgebouwd voor reiniging.

Uitvoering

Het instrument is uitgevoerd in dichtheidsklasse IP67, zodat het stof- en waterdicht is. Op dit moment is er één meetbuis, met een binnendiameter van 1,3 mm en een buitendiameter van 1,6 mm. Het door de transducer gemeten signaal gaat naar een printkaart in de ronde behuizing. Een DSP (Digital Signal Processor) voert diverse berekeningen uit waaruit de vloeistofstroom volgt. Het meten en verwerken van data gebeurt in de ordegrootte van nanoseconden (ns).

De buis is van roestvast staal 316L (1.4404). De techniek leent zich er echter voor om ook andere materialen te gebruiken, bijvoorbeeld hastelloy, glas, bepaalde kunststoffen of wat hardere aluminiumlegeringen. Ook onderzoekt Bronkhorst de mogelijkheden om typen met grotere en nog kleinere diameters te ontwikkelen.

Toepassingen

Het instrument is, zoals alle instrumenten van Bronkhorst, duidelijk niet bedoeld voor op bulktoepassingen. Het bedrijf mikt met de ES-Flow op processen met kleinere vloeistofstromen, zoals doseren, pilot plants en analysetechniek. Typische vloeistoffen zijn kleur-, geur- en smaakstoffen, katalysatoren, fijnchemicaliën, additieven, katalysatoren, verbrandingsvloeistoffen, maar ook waterstofperoxide (voor sterilisatie van verpakkingsmaterialen). Applicaties zijn te vinden in de chemie in pilot plants, branderregelingen, laboratoriuminstrumenten en doseersystemen. Inmiddels wordt het instrument ook in de machinebouw al toegepast, onder meer in machines voor snoepfabricage.

In de voedingsmiddelenmarkt zijn inmiddels de nodige applicaties gerealiseerd. Maar ook daarbuiten vindt het instrument aftrek. Ook zijn instrumenten verkocht voor laboratoriumtoepassingen, de watermarkt, het testen en afstellen van verbrandingsmotoren en doseernaalden. Een heel andere toepassing is het meten van vloeistoffen die worden gebruikt in de oppervlaktetechniek (zie kader).

Het volledige artikel vindt u in de oktober 2018 editie van Automatie PMA.