Le misurazioni di flussi su larga e piccola scala

Nei processi industriali, un fattore di fondamentale importanza è rappresentato senza dubbio dalla precisione dei dati e dal livello di accuratezza delle misurazioni. Per esempio, una portata eccessiva di un certo liquido, anche in apparenza innocuo come l’acqua, può causare una pressione superiore al dovuto da cui può derivare la rottura di dispositivi di valore. Ecco perché nei processi del settore farmaceutico e del settore chimico occorre che le misurazioni garantiscano una precisione al millilitro, o addirittura superiore.

Gli strumenti necessari per le misurazioni dei liquidi

Un flussimetro per liquidi è uno strumento che viene adoperato per eseguire misurazioni precise senza entrare a diretto contatto con il liquido, mediante il tubo o il capillare. È possibile misurare flussi molto ridotti, addirittura fino al nanolitro al minuto. Un particolare tipo di flussimetro che può essere utilizzato per la misurazione di medie e piccole portate dei liquidi conduttivi all’interno delle tubazioni è quello a induzione magnetica, caratterizzato dalla presenza di un sistema elettronico compatto con un’uscita analogica e un’altra in commutazione.

I sistemi elettronici

I sistemi di dosaggio elettronici permettono di misurare non solo la portata, ma anche il volume di riempimento e il volume globale, oltre a monitorare le funzioni di riempimento. Con un flussimetro a induzione magnetica, la misurazione non varia a seconda del liquido di processo e non è condizionata dalle sue proprietà, vale a dire la temperatura, la viscosità e la densità. Il fluido di processo agisce come conduttore in movimento: due elettrodi rilevano la tensione indotta, essendo in contatto con l’agente di misura.

I fattori che influenzano le misurazioni

La misurazione che viene effettuata tramite un rilevatore di flusso può essere influenzata, tra l’altro, dall’esperienza e dalla capacità di chi si occupa di effettuare questa operazione. Non si tratta solo di avere una certa familiarità con gli strumenti che vengono impiegati, ma anche di possedere dimestichezza con la manutenzione e con la calibrazione. Per individuare il misuratore di flusso acqua più adeguato alle esigenze che devono essere soddisfatte occorre capire se l’informazione della portata, totalizzata o continua che sia, debba essere disponibile da remoto o localmente.

Le caratteristiche del flusso

Sono molto importanti le caratteristiche del fluido e, di conseguenza, del flusso: si tratta di aspetti come la viscosità, la conducibilità, il peso specifico, la densità, la caduta di pressione ammissibile, la temperatura e la pressione, senza dimenticare la pressione di vapore alla massima temperatura di funzionamento. Tutte queste proprietà devono essere valutate, per la scelta di un rilevatore di flusso, non solo di per sé ma anche in base al modo in cui potrebbero interagire le une con le altre.

I valori della temperatura e della pressione

Non bisogna sottovalutare l’importanza dei valori della temperatura massima, della temperatura minima e della pressione, così come i valori nominali di funzionamento operativo. È bene verificare se il flusso è in grado di cambiare verso e se può sviluppare altri fluidi. Ancora, è indispensabile sapere se sia meglio avere le informazioni di lettura espresse in massa o in volume. La lettura del volume del flusso serve a poco se viene misurato il flusso di materiali comprimibili, eccezion fatta per i casi in cui la densità è costante. Va ricordato, poi, che la presenza di bolle sospese, nel caso in cui venga misurata la velocità di un liquido incomprimibile, provoca un errore: di conseguenza è necessario rimuovere il gas e l’aria prima che il fluido arrivi allo strumento di misurazione.

I flussimetri di portata massica

Un particolare esempio di misuratore di flusso dacqua è il flussimetro di portata massica, che ha il pregio di essere insensibile rispetto alle variazioni di viscosità, di pressione e di densità. Questo strumento, inoltre, non è condizionato dalle variazioni del numero di Reynolds. I flussimetri a pistone sono caratterizzati dalla presenza di un orifizio calibrato costituito da un cono rastremato e da un pistone, il quale viene trattenuto da una molla tarata alla base del cono. Si tratta di alternative più convenienti dal punto di vista economico rispetto ai flussimetri ad area variabile quando si deve procedere al controllo della portata. I flussimetri ad area variabile vengono usati di frequente per misurare i flussi in aree variabili perché sono facili da usare e si contraddistinguono per una caduta di pressione ridotta. Hanno la forma di tubi rastremati galleggianti e garantiscono un intervallo di misura piuttosto ampio.

I flussometri per liquidi ad ultrasuoni

Un livello di precisione molto elevato per le misurazioni si ottiene anche con i flussometri per liquidi a ultrasuoni doppler, a cui in genere si ricorre per applicazioni sporche: per esempio, è il caso dei fanghi e delle acque reflue, che potrebbero provocare dei danni ai sensori classici. Lo spostamento di frequenza di un segnale ultrasonico, noto come effetto doppler, è alla base del meccanismo di funzionamento.

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