Comprendere i Principi di Funzionamento dei Misuratori di Portata: Turbine, Elettromagnetici e Coriolis Spiegati

La misurazione accurata della portata è il battito cardiaco del controllo di processo. Che si tratti di acqua in un impianto municipale, petrolio greggio in un oleodotto o latte in un caseificio, la selezione del misuratore di portata corretto inizia con la comprensione di come funziona ogni tecnologia.

Di seguito, analizzeremo tre dei tipi di misuratori di portata più utilizzati — Turbina, Elettromagnetico (Mag) e Coriolis — esplorando i loro principi, vantaggi, limitazioni e applicazioni più adatte.

1. Misuratori di portata a turbina

Principio di funzionamento

Un misuratore di portata a turbina utilizza l'energia cinetica di un fluido in movimento per far ruotare un rotore a più pale montato all'interno del corpo del misuratore.

• La velocità del rotore è direttamente proporzionale alla portata volumetrica.
• Un pickup magnetico o ottico rileva il passaggio delle pale, generando un segnale di uscita a impulsi.

Vantaggi

• Elevata precisione per fluidi puliti e costanti
• Ampia gamma (buon rapporto di riduzione)
• Costo relativamente basso

Limitazioni

• Richiede liquidi o gas puliti — le particelle possono danneggiare il rotore
• Le parti in movimento comportano usura nel tempo
• Le prestazioni sono influenzate dalle variazioni di viscosità

Applicazioni tipiche

• Trasferimento di custodia di combustibili puliti
• Distribuzione dell'acqua negli impianti HVAC
• Misurazione di prodotti chimici a bassa viscosità

2. Misuratori di portata elettromagnetici (Magmetri)

Principio di funzionamento

Basato sulla Legge di induzione elettromagnetica di Faraday:

Quando un fluido conduttivo scorre attraverso un campo magnetico, viene indotta una tensione proporzionale alla sua velocità.

• Un magmetro genera un campo magnetico controllato attraverso il tubo di flusso.
• Gli elettrodi rilevano la tensione creata dal fluido in movimento.
• Questo segnale di tensione viene convertito in una portata volumetrica.

Nota chiave: Il fluido deve essere elettricamente conduttivo (ad es. > 5 µS/cm).

Vantaggi

• Nessuna parte in movimento → bassa manutenzione
• Non influenzato da pressione, temperatura o viscosità (entro limiti)
• Può misurare fluidi sporchi o corrosivi

Limitazioni

• Non può misurare fluidi non conduttivi (ad es. oli, gas)
• Richiede tubo pieno per garantire l'accuratezza

Applicazioni tipiche

• Trattamento delle acque e delle acque reflue
• Flusso di fanghi e polpa nelle industrie minerarie e cartarie
• Dosaggio chimico

3. Misuratori di portata massica Coriolis

Principio di funzionamento

Un misuratore Coriolis misura la portata massica direttamente utilizzando l'effetto Coriolis:

• Il misuratore ha uno o più tubi vibranti.
• Quando il fluido scorre, la massa provoca uno sfasamento (torsione) nel modello di vibrazione.
• I sensori rilevano questa torsione, che è proporzionale alla portata massica.
• La stessa misurazione rivela anche la densità del fluido.

Vantaggi

• Misurazione diretta della portata massica (nessuna necessità di compensazione della temperatura/pressione)
• Misura simultaneamente densità e temperatura
• Elevata precisione per liquidi e gas
• Gestisce fluidi viscosi, sporchi o multifase

Limitazioni

• Costo più elevato rispetto ad altri tipi
• Le dimensioni maggiori possono essere pesanti
• Sensibile alle vibrazioni esterne se non installato correttamente

Applicazioni tipiche

• Trasferimento di custodia di prodotti petroliferi
• Dosaggio preciso in alimenti e bevande
• Controllo dell'alimentazione della reazione chimica

4. Scegliere il misuratore di portata corretto

Considerazioni finali

I misuratori di portata non sono una soluzione unica.

• Turbina: ideale per fluidi puliti a bassa viscosità dove il costo è fondamentale.
• Magmetri: ideali per liquidi conduttivi, anche quando sporchi o corrosivi.
• Coriolis: imbattibile quando la portata massica di precisione e la densità sono fondamentali.

Abbinando il principio di funzionamento alle condizioni di processo, gli ingegneri garantiscono una misurazione accurata, una manutenzione ridotta e costi del ciclo di vita ottimali.