Która z podanych metod pomiarowych umożliwia pomiar prędkości przepływu cieczy w rurociągu bez powodowania spadku ciśnienia?
Metoda ultradźwiękowa to naprawdę sprytne rozwiązanie, jeśli chodzi o pomiar prędkości przepływu cieczy w rurociągach, szczególnie tam, gdzie zależy nam na zachowaniu pełnej drożności i braku ingerencji w instalację. W praktyce takie przepływomierze montuje się z zewnątrz rury – czasem nawet bez konieczności jej rozcinania czy zatrzymywania procesu technologicznego, co jest ogromnym plusem np. przy pomiarach w przemyśle spożywczym czy farmaceutycznym. Zasada działania opiera się na pomiarze czasu przelotu fal ultradźwiękowych – różnica w czasie przejścia sygnału w kierunku z prądem cieczy i pod prąd pozwala bardzo precyzyjnie wyznaczyć prędkość przepływu. Nie powoduje to żadnego spadku ciśnienia, bo w środku rury nie pojawia się absolutnie żadna przeszkoda. Moim zdaniem to jest zgodne z najlepszymi praktykami i standardami, które wskazują na minimalizowanie ingerencji w medium. Często w dużych instalacjach, gdzie liczy się czystość i sterylność, ultradźwięki są właściwie jedyną sensowną opcją. Warto dodać, że takie rozwiązania sprawdzają się przy różnych rodzajach cieczy, choć przy bardzo zabrudzonych mogą pojawić się drobne ograniczenia. Sam byłem świadkiem jak w oczyszczalniach ścieków wybierano właśnie ten typ pomiaru – łatwość montażu i brak ryzyka wycieków robią robotę.
Wybierając metodę pomiaru prędkości przepływu cieczy w rurociągu, często błędnie zakłada się, że anemometry czy spiętrzające przyrządy też nie powodują spadków ciśnienia. Tymczasem zarówno metody anemometryczne, jak i spiętrzające oraz zwiężkowe opierają się na wprowadzeniu do przepływu elementu pomiarowego – czy to siatki, zwężki, przeszkody czy jakiegoś elementu blokującego lub zaburzającego strugę cieczy. Takie rozwiązania z definicji powodują lokalny spadek ciśnienia, bo medium musi pokonać dodatkowy opór. Przepływomierze spiętrzające (np. rurka Pitota, kryzy) oraz zwiężkowe (najczęściej zwężki Venturiego czy dysze) są bardzo popularne w klasycznych instalacjach przemysłowych, bo są proste i tanie, ale niestety zawsze ingerują w przepływ. Anemometry natomiast są powszechnie stosowane do gazów, a w cieczach spotyka się je rzadko – i jeśli już, to też wymagają zabudowania jakiegoś czujnika w środku, co generuje nie tylko spadek ciśnienia, ale i ryzyko zanieczyszczenia czujnika. Z mojego doświadczenia wynika, że wiele osób nie zwraca uwagi na konsekwencje nawet niewielkich spadków ciśnienia, a to w dużych instalacjach może prowadzić do poważnych problemów z bilansowaniem hydrauliki lub stratami energii. Tylko metoda ultradźwiękowa umożliwia całkowicie bezinwazyjny pomiar – fale ultradźwiękowe przechodzą przez ściankę rury i ciecz, nie powodując absolutnie żadnych zakłóceń w przepływie. Dlatego wszędzie tam, gdzie liczy się bezpieczeństwo procesu, czystość medium i brak ingerencji w układ, rozwiązania kontaktowe schodzą na dalszy plan, a ultradźwięki przejmują stery. Warto o tym pamiętać, szczególnie przy projektowaniu nowoczesnych instalacji, gdzie energooszczędność i niezawodność są na pierwszym miejscu.