Defininizione di Portata Volumetrica

 

La portata volumetrica è una tipologia di grandezza fisica che indica il volume di un fluido che scorre all'interno di un'unità temporale ed è piuttosto complessa da misurare.
Per questo motivo sul mercato è possibile trovare differenti tipologie di sensori con svariati funzionamenti.
Nel sistema di unità di misura internazionale, la portata volumetrica viene indicata con la dicitura m3/s.

 

Dove Servono le Misurazioni di Portata Volumetrica

 

Le misure di portata volumetrica sono fondamentali in numerosi settori come l'industria chimica, mineraria, alimentare, negli impianti idroelettrici, nell'ingegneria ambientale e nelle acque reflue.
Questo genere di misurazione deve essere effettuato con il massimo della precisione:un'errata rilevazione potrebbe infatti causare dei danni molto gravi, compromettere il corretto funzionamento dei macchinari e causare ingenti danni economici.
L interesse per la misurazione volumetrica risale però ai tempi antichi, durante i quali era necessario monitorare le portate dei fiumi per conoscere la loro portata, ma soprattutto per prevedere le piene ed evitare danni ai raccolti e alle abitazioni circostanti.

Tipologie di Sensori di Portata Volumetrica

Esistono diversi tipi di sensori di portata volumetrica: ad area variabile, elettromagnetici, di Coriolis, a ultrasuoni e a vortici.

Sensori di Portata a Vortici

Sono conosciuti anche come vortex, in quanto sono in grado di far nascere dei vortici quando il fluido incontra un ostacolo.
Questo sistema è molto utile nei misuratori ad elica o appunto a vortice per misurare in maniera sicura e precisa la portara di vapori, fluidi e gas.
Il vortex funziona secondo la legge di Kaman: la frequenza dei vortici si misura dietro a ciò che ostacola il flusso ed è direttamente proporzionale alla sua velocità.
Questa tipologia di misuratore ha i seguenti benefici:

- Ha un vasto lasso di temperatura (da -200° a oltre 400°);
- Può essere considerato lo strumento universare per misurare vapori, gas e liquidi;
- Garantisce un’elevata stabilità a lungo termine;
- Non viene influenzato dai cambiamenti di densità, viscosità, pressione e temperatura.

Sensori di Portata di Coriolis 

Questo misuratore è conosciuto anche come massiccio ed è tra quelli più all’avanguardia per misurare la portata volumetrica di gas e liquidi.
La sua forma classica è costituita da due tubi racchiusi a forma di ferro di cavallo, all'interno dei quali si introduce la portata e viene creata una forza oscillante che li fa vibrare.
Per quanto riguarda invece il fluido, subisce una torsione creata appunto dalla Forza di Coriolis, secondo la quale il tubo e il fluido si muovono in direzioni opposte.
Per i tubi ad alto rischio intasamento o molto sporchi, è disponibile anche la versione a tubo dritto

I vantaggi di questa tipologia di sensore sono:

- È adatto per tutti i liquidi e per la maggioranza dei gas;

- È molto ripetibile e accurato;

- Può calcolare sia la portata volumetrica che quella massiccia, fornendo in questo modo la densità del fluido;

- Se è realizzato in materiali come l'Hastelloy, può misurare anche i liquidi più aggressivi.

Sensori di Portata Elettromagnetici

I sensori di portata elettromagnetici possono essere utilizzati per la misurazione della velocità di scorrimento di un liquido all'interno di un tubo.
Una parte dei suddetti sistemi è realizzata con materiali non conduttori per facilitare l'induzione magnetica e il fluido funge da guida.
Il funzionamento di tali dispositivi è basato sulla legge dell’induzione elettromagnetica/Legge di Faraday, secondo cui il liquido conduttore all'interno del campo magnetico genera una potenza in Volts e viene raccolta dagli elettrodi situati sulle pareti dei tubi.
Il voltaggio generato è direttamente proporzionale alla velocità del fluido.
L'utilizzo dei sensori di portata elettromagnetici sono consigliabili per le applicazioni economiche come la misurazione della portata dell'acqua, ma funziona bene anche con i liquidi fangosi.
È perfetto nei seguenti ambiti:

- Applicazioni sanitarie;
- Per la misurazione di liquidi aggressivi, a patto che siano conduttivi.

 

Misuratori ad Effetto Doppler o a Ultrasuoni 

Permettono la misurazione di un fluido mediante lo sfruttamento della variazione delle lunghezze d’onda di un suono emesso dal suddetto quando è in movimento all’interno di un tubo.
Questo è appunto l’effetto Doppler, viene utilizzato per liquidi e gas ed è la sola tecnologia capace di monitorare una portata senza essere invasiva o richiedere l’esecuzione di lavori meccanici sul piping.
In più non necessita di manutenzione, in quanto sprovvista di parti in movimento, non causa perdite di carico e riesce a calcorare i fluidi a doppia direzione.

Misuratori Volumetrici con Disco Nutante

In questi misuratori volumetrici è presente una sfera centrale ed un disco che effettua dei movimenti nutanti attorno ad essa.
La misurazione risulta essere semplice e accurata per via dei moti circolari compiuti dalla sfera.
Il loro impiego è molto utile per misurare i liquidi viscosi come melassa, bitume, olio e via discorrendo.