Kalibracja przepływomierzy jest niezwykle ważnym elementem kontroli urządzenia. By zapewnić wymagany poziom wiarygodności wyników przeprowadzanych badań, przepływomierze powinny być poddawane kalibracji regularnie i okresowo. Kalibracja jest procesem, który ma na celu skorygowanie ewentualnych różnic pomiarowych powstałych z upływem czasu.
Czym jest kalibracja przepływomierzy?
Kalibracją przepływomierzy nazywamy zespół operacji, które ustalają, w określonych warunkach, zależność między wartościami wielkości wskazywanych przez przyrząd pomiarowy lub system pomiarowy, a odpowiadającymi im wartościami realizowanymi przez normy.
Urządzenia do pomiaru przepływu można kalibrować różnymi metodami. Jedną z nich jest kalibracja na mokro przy użyciu rzeczywistego przepływu płynu. Kolejna metoda polega na wykorzystaniu szczytów empirycznych odnoszących natężenie przepływu do tych wymiarów. Inna technika zakłada kalibrację na sucho z wykorzystaniem symulacji przepływu, za pomocą środków elektronicznych lub mechanicznych.
W praktyce często zdarza się kalibrowanie różnych części systemu różnymi metodami. Powszechnie bowiem dokonuje się pomiarów przy użyciu kombinacji kilku przyrządów działających razem.
Z powyższych metod kalibracji przepływomierzy najdokładniejszą jest metoda na mokro. Metoda jest stosowana wszędzie tam, gdzie dokładność jest głównym kryterium. Zwykle precyzyjne przepływomierze kalibruje się na mokro w momencie produkcji. Po dłuższym stosowaniu użytkownik powinien je serwisować, demontować z instalacji i ponownie kalibrować. W metodzie na mokro wykorzystuje się przepływomierze wzorcowe, czyli takie, które zostały certyfikowane zgodnie ze standardami wysokiej dokładności. Stosuje się jako element porównawczy z wyjściem testowanego przepływomierza.
Kalibracja statyczna a dynamiczna
Powyższe metody kalibracji przepływomierzy używamy w przypadkach, gdy zbiornik wagowy lub objętościowy jest standaryzowany. Natomiast w metodzie kalibracji statycznej przepływ rozpoczyna się szybko. Aby zainicjować test, przepływ utrzymuje się na stałym poziomie, a następnie wyłącza się po zakończeniu testu. Zsumowany odczyt przepływomierza porównać należy z zebraną masą lub objętością i obliczyć wydajność przepływomierza. System statyczny działa najlepiej z przepływomierzami, które mają minimalną czułość na niskie natężenia przepływu. Trzeba jednak zauważyć, że nie daje on jednak optymalnych wyników w przypadku wysokowydajnych, cyfrowych mierników wyjściowych, takich jak przepływomierze wirowe.
Wzorzec masy lub objętości może być również używany w trybie całkowicie dynamicznym. Wtedy przepływ ustalamy na stałym poziomie przed rozpoczęciem testu, a odczyt przepływomierza i początkowa masa lub objętość, możemy odczytywane jednocześnie.
Kalibracja przepływomierzy metodą hybrydową
Dokładniejsze odczyty niż systemy czysto statyczne i dynamiczne, zapewniają systemy hybrydowe, dynamiczne systemy start-stop, statyczne systemy odczytu masy i objętości. W takim przypadku uzyskuje się żądaną prędkość przepływu testowego, gdy przepływ jest kierowany poza wzorce przepływu masowego lub objętościowego. Przebieg testowy rozpoczynamy kierując przepływ do wzorca, a kończymy go kierując go z systemu. Sygnał testowy jest włączany i wyłączany przez zmianę kierunku.
Kluczem do dynamicznego systemu odczytu start-stop jest konstrukcja zaworu odcinającego przepływ – włączającego i wyłączającego przepływ, który mieści się w standardzie określonym przez normy. Rzeczywisty czas przekierowania powinien być krótszy niż czas pomiaru, a wzorzec przepływu przez rozdzielacz, jest niezależny od natężenia przepływu. Czynnikiem ograniczającym niepewność systemu jest dokładność i rozdzielczość wzorców masy lub objętości. Jednak takie błędy można zredukować tylko w warunkach laboratoryjnych, stąd metoda nie znajduje zastosowania w terenie.
Statyczna kalibracja przepływomierzy metodą start-stop
Tę metodę stosujemy w przypadku przepływomierzy, które są używane do pomiaru ilości cieczy, zwłaszcza przepływomierzy dla ilości partii. Wymagane natężenie przepływu ustalamy w zbiorniku. Następnie zatrzymujemy przepływ za pomocą szybko działającego zaworu. Opróżniony pojemnik oznacza zamknięty zawór spustowy. Wtedy przepływ zostaje wznowiony i pojemnik napełniony.
Dynamiczna kalibracja przepływomierz metodą start-stop
W tej metodzie nie zatrzymujemy przepływu przez przepływomierz. Jest on kierowany między powrotem do zasilania, a zbiornikiem zbiorczym. Kluczem do precyzyjnego pomiaru jest dokładne oddzielenie płynu wchodzącego do zbiornika i płynu powracającego do źródła. Metodę stosujemy głównie w przypadku przepływomierzy z długimi czasami odpowiedzi i tam, gdzie natężenie przepływu jest głównym pomiarem, a nie zmierzoną ilością (zużyciem). Głównym źródłem niepewności dla tej metody jest błąd synchronizacji.
Podsumowując, metod kalibracji przepływomierzy istnieje kilka. Wybór zależy przede wszystkim od typu przepływomierza i medium, a także od wymaganej dokładności pomiaru. O częstotliwości kalibracji decyduje wiele czynników. Warto pamiętać, że niektóre przepływomierze kalibrowane są przez tylko raz przez producenta, a są i takie, które wymagają regularnej i okresowej kalibracji.
Więcej szczegółów w temacie kalibracji przepływomierzy znaleźć można w naszym najnowszym numerze Pod kontrolą:
https://www.podkontrola.pl/kalibracja-przeplywomierzy/
