Misuratore di portata: cos'è

Un flussometro è un dispositivo o uno strumento destinato a misurare il flusso lineare, non lineare, di massa o volume di un liquido o di un gas. Questo flusso dipenderà da diversi fattori, come la sezione del tubo e la pressione di alimentazione. Il monitoraggio questi due indicatori consente di ottenere un sistema di controllo ad alta precisione. I misuratori di portata sono strumenti molto utili per la domotica o per progetti elettronici e industriali. L'utilizzo dei misuratori di portata si è incrementato a partire dagli anni 2000 in seguito ai problemi legati alla gestione dell'acqua in un Paese, come l'Italia, segnato da stress idrico. 
Le autorità pubbliche hanno intrapreso, in particolare, una serie di importanti interventi mirati alla realizzazione di infrastrutture nel settore idrico, come la costruzione e gestione di impianti di trattamento dell'acqua potabile: perciò, si è reso importante misurare, monitorare e regolare in modo affidabile il flusso di liquidi. L'uso di metodi precisi e affidabili è diventato obbligatorio.Questo perché la misurazione del flusso soddisfa molteplici obiettivi e può essere effettuata in diversi tipi di tubazioni utilizzate per l'estrazione, il trasporto o lo scarico dell'acqua. I metodi per effettuare questa misurazione variano a seconda del tipo di tubo e di flusso. Ecco perché esistono diversi tipi di misuratori di portata.

Misuratore di portata: come funziona

Il misuratore di portata può avere diversi nomi (rilevatore di flusso, misuratore di liquido, indicatore di flusso, etc): qualunque sia quello utilizzato per designarlo, questo strumento viene impiegato per monitorare e controllare con precisione il fluido che circola in un tubo, in un condotto o all'aria aperta. In genere, i misuratori di portata vengono installati all'interno della condotta di convogliamento del fluido che misurano. Esistono diverse versioni di misuratore di portata, che possono essere meccanici o elettrici. I flussometri possono misurare il flusso di acqua, aria, gas diversi, olio, vapore, etc. Per fare un esempio noto a tutti, in una lavatrice, il misuratore di portata controlla e regola il ivello dell'acqua nel serbatoio. Per fare un altro esempio, l'accesso accurato ai dati dei fluidi industriali, che il misuratore di portata consente monitorando il loro flusso volumetrico o di massa, è di fondamentale importanza. Il misuratore di portata consente, quindi, la comprensione, il controllo e la regolazione della portata al fine di:

• garantire la qualità dei prodotti 
• identificare i problemi
• controllare i costi migliorando l'efficienza del processo
• sviluppare la conformità normativa delle operazioni 
• ottimizzare la manutenzione 
• evitare gli sprechi 
• monitorare la sicurezza del sistema.

Esistono due tipi fondamentali di misurazione del fluido: misurazione del flusso di massa e misurazione del flusso di volume. La misurazione del flusso volumetrico dipende dalla temperatura e dalla pressione, in particolare per i gas, e verrà visualizzata in unità di misura come ml/min o m3/h. Quando si misura il flusso di massa, vengono visualizzate unità di massa come kg/h o g/min. Poiché il gas è comprimibile, è più pratico esprimere il flusso di massa in termini di volumi standardizzati, ad es. ex. ml/min o m3n/h. Pertanto, è possibile scegliere un misuratore di portata volumetrica o un misuratore di portata massica, a seconda delle proprie necessità.

Misuratori di portata: le tipologie

Per misurare le portate, ci sono molti tipi di flussometro.
 

A effetto Coriolis

I misuratori di portata ad effetto Coriolis sono utilizzati per misurare liquidi puliti, carichi, altamente carichi, multifase, ma anche gas puliti o carichi. Si trovano negli impianti di trattamento delle acque, nell'industria farmaceutica, negli impianti nucleari e nelle condotte di gas naturale.
 

Elettromagnetici

La versione elettromagnetica del misuratore di portata viene utilizzata con liquidi puliti, carichi, altamente carichi o addirittura viscosi, conduttivi o multifase. Questi misuratori di portata hanno la particolarità di essere estremamente resistenti e sono, quindi, consigliati per stabilire misure in ambienti difficili.
 

A turbina

Vengono utilizzati con liquidi o gas puliti o carichi per misurare corsi d'acqua e circuiti di raffreddamento. Sono particolarmente preziosi nell'industria del gas o del petrolio. I flussometri a turbina, inoltre, sono consigliati per misurare portate elevate e non risentono di pressioni, alte temperature o altro genere di variazioni. Il loro corretto funzionamento dipende da una regolare manutenzione.
 

Termici

Si applicano a liquidi puliti e gas puliti o carichi. Grazie ad una sonda, il flussometro termico misura la portata massica. Il suo principale vantaggio è che non disturba il flusso, grazie alle dimensioni ridotte della sua sonda.
 

A ultrasuoni

Vengono utilizzati per il monitoraggio di liquidi puliti, viscosi o carichi oi fortemente carichi. Il loro vantaggio risiede nel metodo non invasivo di misurazione all'esterno del tubo. Il misuratore di portata ad ultrasuoni è ideale per misurazioni puntuali su portate elevate.
 

A effetto vortice

Questi flussometri sono utilizzati per misurare liquidi puliti o carichi e gas puliti, a portate elevate. Sui fluidi carichi, la manutenzione regolare è obbligatoria.
 

Ad ingranaggi

Sono impiegati per liquidi puliti, carichi o viscosi. Particolarmente robusti, sono indicati per la misura di fluidi ad alta viscosità.
 

A galleggiante o ad area variabile

Il flussometro a galleggiante contribuisce alla misura e alla regolazione di liquidi puliti, carichi o viscosi e gas puliti. Tuttavia, il suo uso non è raccomandato su liquidi molto viscosi o molto carichi. Il galleggiante deve essere posizionato in posizione verticale: questo tipo di dispositivo di misurazione è più economico di altri e permette una lettura visiva della misura.
 

Venturi

È probabile che liquidi e gas puliti o carichi vengano misurati da un misuratore di portata Venturi. Questo genere di dispositivo, infatti, è acclamato per la sua precisione, con un margine di errore pari a circa lo 0,5%. Il misuratore di portata Venturi è preferito a un flussometro a diaframma per fanghi, a causa della sua minore sensibilità alle particelle.
 

A membrana

Si tratta di dispositivi di misura per liquidi e gas puliti. Sono apprezzati per la loro accuratezza e convenienza. È necessario, tuttavia, fare attenzione a non utilizzarli su fluidi carichi, a causa delle particelle abrasive che potrebbero danneggiare l'orifizio addetto alla misurazione. 

 

Misuratori di portata: criteri di scelta

Esiste, dunque, un'ampia scelta di misuratori di portata. Tuttavia, per scegliere il dispositivo più adatto all'uso desiderato, è possibile tenere conto di alcuni semplici criteri. 
 

La sostanza da misurare

 In primo luogo, è indispensabile rispondere ad alcune domande sul materiale da esaminare: è un fluido liquido o gassoso? Qual è la sua viscosità? Il fluido è pulito o carico? La sua composizione chimica è compatibile con i materiali presenti nel flussimetro?
 

L'ambiente e l'installazione

In una seconda fase, vanno esaminati l'ambiente e le tubazioni di installazione. Per le condotte, in particolare, bisognerà tenere conto delle dimensioni, della direzione, dell'accessibilità, della pressione nominale della flangia e dei materiali del sistema. Per quanto riguarda l'ambiente, si presterà attenzione, ad esempio, al rispetto delle norme sanitarie o al rischio di esplosione.
 

L'accuratezza della misurazione

In terzo luogo, ci si occuperà dell'accuratezza del misuratore di portata. I flussometri, in particolare, devono indicare chiaramente la precisione del dispositivo per le portate minima, normale e massima. La precisione è stabilita da tre criteri: l'unità di percentuale della lettura effettiva (LR), il campo tarato (PC) e il fondo scala (PE).
 

L'unità utilizzata

Le informazioni recuperate saranno più significative se fornite in unità volumetriche o di massa? In alcuni casi, il flusso di massa sarà più rilevante, ad esempio per i fluidi comprimibili.

Misuratori di portata: norme e certificazioni

I misuratori di portata importati, prodotti o anche solo commercializzati nei Paesi che aderiscono alla Comunità europea devono esporre il marchio CE. Gli apparecchi, inoltre, devono rispondere an che ai requisiti fissati da:

                           • Direttiva MID (2014/32/UE), in materia di commercializzazione dei misuratori di                                          portata
                           • UNI EN ISO 6416:2005: riguarda i misuratori di portata eletromagnetici
                           • UNI EN ISO 6416:2005: standar per i dispositivi a ultrasuioni
                           • UNI EN 29104: regolamenta i metodi di misurazione dei flussometri.

Misuratori di portata: l'importanza della calibrazione

Oggi, la misurazione dei liquidi in movimento gioca un ruolo essenziale per un gran numero di produttori, chiamati a rispondere e garantire l'aderenza a requisiti relativi a qualità, sicurezza ed efficienza dei processi e tutela dell'ambiente. La precisione dei misuratori di portata, nel lungo periodo, costituisce una difficoltà importante. Le prestazioni dei flussometri sono, infatti, influenzate da molti fattori, di conseguenza i sistemi di misurazione devono essere controllati regolarmente e rispondere a uno standard di riferimento, al fine di dimostrare la conformità ai requisiti di precisione e ripetibilità. Le procedure di misurazione di riferimento, chiamate anche metodi di calibrazione, consentono di verificare e tarare i flussometri, in modo che i dispositivi assicurino una misurazione la più accurata possibile e il soddisfacimento di una serie ben definita di requisiti. Va da sè che i misuratori di portata debbano essere controllati regolarmente. I servizi di calibrazione devono rispondere alla norma EN ISO 17025.

Misuratori di portata: vantaggi

L'utilizzo di un misuratore di portata presenta diversi vantaggi. Tra questi:

                   • elevata precisione di misurazione 
                   • resistenza alla corrosione 
                   • vasta gamma di applicazioni, dai piccoli laboratori alle grandi fabbriche 
                   • capacità di adattarsi a pressioni di esercizio e a escusioni termiche rilevanti.

Misuratori di portata: i costi

Il prezzo di un misuratore di portata è generalmente compreso tra 150 e oltre 3000 €. Il costo varia in base al modello scelto e alle diverse caratteristiche del dispositivo, come ad esempio:

                                   • il campo di misura del flussometro 
                                   • l'intervallo di errore di misurazione 
                                   • l'intervallo di temperatura 
                                   • la massima pressione di processo 
                                   • le variabili misurate 
                                   • l'indice di protezione 
                                   • il materiale della cassa.