Sammanfattning
Denna jämförelse analyserar två vanliga, icke‐intrusiva tekniker för volymflödesmätning i rörledningar: ultraljudsflödesmätare (UF) och elektromagnetiska flödesmätare (EMF). Fokus ligger på mätprincip, installationskrav, noggrannhet, drifts- och underhållsaspekter samt kostnadsbild. Avslutningsvis ges rekommendationer för vilket instrument som lämpar sig bäst under olika processförhållanden.
Mätprincip
Ultraljud
Ultraljudsflödesmätare använder högfrekventa ljudpulser som skickas mellan givare. Den vanligaste varianten är transit‑time där tiden för en puls uppströms jämförs med en puls nedströms; skillnaden är proportionell mot flödeshastigheten. Doppler‑baserade mätare mäter i stället frekvensskiftet från partiklar eller bubblor som reflekterar ljudet.
Elektromagnetisk
EMF bygger på Faradays induktionslag: när en ledande vätska passerar ett magnetfält induceras en spänning som avkänns av elektroder och är proportionell mot medelhastigheten .
Mediakompatibilitet och processkrav
- Ultraljud: Fungerar i både ledande och icke‑ledande vätskor samt i vissa gasflöden. Transit‑time kräver relativt klar vätska utan hög partikelhalt; Doppler kräver däremot spridda partiklar/bubblor för reflektion.
- EMF: Kräver elektrisk ledningsförmåga (typiskt > 5 µS/cm). Olämplig för helt avjoniserat vatten, oljor eller gas. Tål hög faststoffhalt och abrasiva slurry‑flöden.
Noggrannhet och mätdynamik
| Parameter | Ultraljud (clamp‑on/in‑line) | Elektromagnetisk |
| Typisk noggrannhet | ±0,5 – 1 % resp. ±0,2 % av mätvärde | ±0,2 – 0,5 % |
| Repeterbarhet | ±0,1 % | ±0,1 % |
| Turndown‑förhållande | upp till 100:1 | >150:1 |
| Inverkan av densitet/viskositet | Låg | Obefintlig |
Installation
- Ultraljud:
- Clamp‑on: Givarna monteras utan intrång i röret → inget tryckfall, ingen processavstängning.
- Kräver raksträcka (typiskt 10 × D uppströms, 5 × D nedströms).
- Känslig för skiktning och stora temperaturgradienter.
- EMF:
- In‑line flänsat eller invävd mätdel som ersätter en rörsektion.
- Inget tryckfall, men elektrisk jordning är kritiskt.
- Raksträcka 5 × D uppströms, 2 × D nedströms (kan ökas vid starka störningar).
Drift, underhåll och livscykelkostnad
| Aspekt | Ultraljud | Elektromagnetisk |
| Rörliga delar | Inga | Inga |
| Slitage | Inget – sensorer sitter utanför rör (clamp‑on) | Liner‑erosion vid abrasiva medier, elektrodbeläggning |
| Kalibreringsintervall | 2–5 år (beroende på krav) | 1–3 år |
| Typiska reservdelar | Fästen, kablage | Packningar, liner, elektroder |
Typiska applikationer
| Applikation | Rekommenderad teknik | Kommentar |
| Dricksvatten, avlopp | EMF | Hög noggrannhet, tål fasta partiklar |
| Kylvatten med låg konduktivitet | Ultraljud | EMF fungerar ej under 5 µS/cm |
| Kemikaliedosering | EMF | Kemikaliespecifika liner |
| Energi‑/BTU‑mätning (värme/kyla) | Ultraljud | Clamp‑on + temp‑givare |
| Tillfällig fält‑survey | Ultraljud | Portabel clamp‑on |
| Pappersmassa‑slurry | EMF | Robust mot abrasiv slurry |
För‑ och nackdelar (översikt)
| Ultraljud | Elektromagnetisk | |
| Fördelar | • Icke‑intrusiv (clamp‑on)• Fungerar på alla material & vätskor (om rätt metod)• Snabb installation | • Hög noggrannhet• Okänslig för temperatur, tryck, viskositet• Tål fasta partiklar & slurry |
| Nackdelar | • Känslig för luftbubblor/partiklar (transit‑time)• Behöver god raka rörsträckor | • Fungerar endast på ledande vätskor• Kräver in‑line montage & jordning |
Rekommendationer
- Välj ultraljud när:
- Mediet är icke‑ledande eller varierar i ledningsförmåga.
- Tillgänglighet på raksträckor är god och installation utan ingrepp prioriteras.
- Tillfällig eller portabel mätning önskas.
- Välj elektromagnetisk när:
- Vätskan är stabilt ledande (vatten, slam, kemikalier).
- Hög noggrannhet krävs för fakturering, balans‑ eller styrmätningar.
- Slurry, fiberrik pappersmassa eller abrasiva medier förekommer där inline‑sensorns liner klarar slitaget.