Variabelstroommeters – of rotameters, zoals ze vaak worden genoemd – werken volgens een eenvoudig principe: een vloeistof of gas stroomt door een conische buis en duwt een vlotter omhoog. De hoogte van de vlotter correspondeert met de gemeten flow. Dat lijkt heel rechttoe rechtaan, maar die meting is alleen geldig binnen bepaalde referentiecondities. Zodra de omstandigheden veranderen, verandert ook de interpretatie van de afgelezen waarde.
In mijn werk kom ik vaak toepassingen tegen waar de flowmeter netjes een debiet aangeeft, terwijl de werkelijkheid anders ligt. Het is daarom belangrijk te begrijpen wanneer je een correctiefactor moet toepassen en hoe je dat precies doet.
De invloed van druk en temperatuur bij gasdebieten
Gassen reageren sterk op veranderingen in druk en temperatuur. Hun dichtheid varieert continu, en die dichtheid bepaalt hoe hoog de vlotter in de buis kan stijgen. De waarde die je op de schaal afleest (Q₁) is dus niet automatisch dezelfde als de gestandaardiseerde flow (Q₂).
De correctieformule is: Q₂ = Q₁ × √((P₁ × T₂) / (P₂ × T₁))
Hierbij staan P₁ en T₁ voor de werkelijke procesdruk en -temperatuur, en P₂ en T₂ voor de standaardwaarden.
Een hogere druk is een klassiek voorbeeld: het gas wordt dichter, waardoor de vlotter minder hoog komt. De flowmeter toont dan een lager debiet dan er werkelijk door de leiding gaat. Met de formule kun je dat eenvoudig rechttrekken.
Andere gassen dan lucht: let op de soortelijke massa
Veel variabelstroommeters worden gekalibreerd op lucht. Meet je een ander gas – denk aan CO₂, stikstof of waterstof – dan moet je rekening houden met de soortelijke massa (specific gravity, S.G.) van dat gas.
De correctie is simpel: Q₂ = Q₁ × √(1 / S.G.)
CO₂ heeft bijvoorbeeld een S.G. van ongeveer 1,52. Een rotameter die op lucht is ingesteld, zal dan te hoge waarden laten zien. Door te delen door de S.G. kom je uit op het juiste debiet.
Bij vloeistoffen: kleinere, maar nog steeds relevante effecten
In tegenstelling tot gassen veranderen vloeistoffen nauwelijks van volume door druk. Toch kan de dichtheid – bijvoorbeeld door temperatuurverschillen of een ander medium dan water – wel een merkbare invloed hebben op de vlotterstand. Ook hiervoor bestaan correcties, al zijn de afwijkingen doorgaans bescheidener.
Waarom deze correcties essentieel zijn
Flowmetingen worden in allerlei toepassingen gebruikt: van laboratoria en chemische processen tot waterzuivering en industriële gasinstallaties. Een foutieve flow kan leiden tot verkeerde doseringen, kwaliteitsproblemen of veiligheidsrisico’s. Een variabelstroommeter is een betrouwbaar instrument, maar alleen als je de omstandigheden waarin hij werkt goed begrijpt.
Met een kleine berekening kun je de kloof tussen een indicatieve waarde en een nauwkeurige meting gemakkelijk dichten.
