Indukčné prietokomery boli a stále viac sú, nepostrádateľným prvkom meracej techniky v odbore vodárenstva. Magneticko-indukčný prietokomer AcquaMAG® nachádza uplatnenie v technológiách úpravní pitnej vody alebo pri meraní splaškových vôd.

Merací princíp prietokomeru je založený na využití Faradayovho zákona o elektromagnetickej indukcii, ktorý popisuje vznik elektrického napätia na vodiči, ktorý sa pohybuje určitou rýchlosťou v magnetickom poli.

Prietokomer sa skladá z dvoch základných častí, snímača prietoku a elektronickej jednotky, tzv. prevodníka. Snímač prietoku je svojou podstatou trubica z nemagnetického materiálu, obvykle z nehrdzavejúcej ocele, s vnútornou nevodivou výstelkou z gumy alebo PTFE. Na vonkajšej strane trubice sú vzájomne proti sebe pripevnené dve cievky tvoriace elektromagnet a kolmo na magnetické pole generované cievkami sú potom umiestnené opäť dve odizolované snímacie elektródy, ktoré prechádzajú meracou trubicou aj výstelkou a sú v kontakte s meranou kvapalinou. Pohybom vodivej kvapaliny v magnetickom poli vzniká elektrické napätie, ktoré je za určitých definovaných okolností úmerné strednej rýchlosti prietoku meranej kvapaliny.

Prevodník meraných hodnôt napája cievky snímača, vyhodnocuje elektrický signál na snímacích elektródach a prevádza ho na unifikované výstupné signály, ktoré môžu byť ďalej spracovávané v systémoch automatického riadenia a zberu dát.

Tieto dve časti môžu tvoriť jeden celok, tzv. kompaktné prevedenie alebo môžu byť umiestnené oddelene od seba. V tomto prípade sú prepojené špeciálnym káblom.

Správne umiestnenie

Magneticko indukčné prietokomery merajú s presnosťou lepšou ako 0,5 % z meranej hodnoty v širokom rozsahu stredných rýchlostí prietoku, typicky 0,3 až 10 ms-1 a predstavujú spoľahlivé meranie, ktoré nevnáša do potrubia prakticky žiadnu prídavnú tlakovú stratu. Je preto možné použiť ich napríklad aj na meranie prietoku vody na vstupe k jednotlivým pieskovým filtrom a pod. Správne meranie prietoku vody na pranie filtrov môže najmä u malých úpravní poskytnúť okrem iného aj predstavu o množstve odpadových pracích vôd. Z podrobného rozboru overenej teórie vzniku signálneho napätia na elektródach magneticko indukčného prietokomeru plynú nasledujúce, pre prevádzkovateľov vodárenských zariadení veľmi podstatné skutočnosti. Každá prúdnica v meracej trubici prispieva určitým dielom k celkovej hodnote strednej rýchlosti prietoku. Vďaka tomu magneticko indukčný prietokomer vyžaduje pomerne krátke rovné úseky pred a za meradlom v porovnaní napríklad s clonou alebo tryskou. Typicky uvádzaná hodnota je 5 DN pred a 3 DN za prietokomerom, kde DN je menovitá svetlosť prietokomeru.

Bezchybné meranie pomocou indukčného prietokomera je však podmienené dodržaním zásad, z ktorých hlavné je zachovanie požadovaných rovných úsekov pred a za prietokomermi a úplné zaplnenie meracej trubice vodou v priebehu merania, regulačné klapky a ventily by mali byť umiestnené vždy za prietokomer v smere prúdenia a prietokomer inštalovaný.

Pre správne meranie musí byť meraná kvapalina homogénna, tzn. potrubie s dávkovanými chemikáliami je nutné zaústiť vždy za prietokomer. Za homogénnu kvapalinu možno napríklad považovať vápennú vodu alebo vápenné mlieko, ktoré je dopravované odstredivým alebo objemovým čerpadlom. Za nehomogénnu naopak považujeme upravovanú vodu v mieste zmiešavania s vápennou vodou na stvrdzovanie. Prebiehajúce chemické reakcie sú v tomto prípade sprevádzané značnými posunmi v elektrochemických potenciáloch, ktoré (sú) môžu byť mnohonásobne vyššie ako veľkosť signálneho napätia na elektródach magneticko indukčného prietokomera. Obdobné platí aj pre dávkovanie plynov, konkrétne napr. pre oxid uhličitý. Pozor na úplné rozpustenie, aby v priereze neboli bubliny plynu.

Meraná kvapalina musí mať dostatočnú vodivosť, táto podmienka je v procese prípravy pitnej vody vždy splnená. Minimálna vyžadovaná vodivosť je 20 μS.cm-1, surová aj pitná voda má vodivosť ≥ 200 μS.cm-1.

Snímač prietokomera musí byť odolný proti pôsobeniu meranej kvapaliny, čo nemusí byť vždy automaticky splnené napríklad pri dávkovaní chemikálií. Akékoľvek poškodenie vnútornej nevodivej výstelky (prasknutie, vydutie, poškodenie abrázií, naleptanie) spôsobí čoskoro výrazné chyby merania a vedie spravidla veľmi rýchlo k vniknutiu meranej kvapaliny do snímača a tým k jeho zničeniu.

Samotná korózna odolnosť meracích elektród nie je postačujúcou podmienkou správnej funkcie magneticko indukčných prietokomerov, napríklad tantalové meracie elektródy sú nepoužiteľné na meranie prietoku obyčajnej vody.

Spracovávané elektrické signály majú veľmi malé napätie - typická hodnota napätia na snímacích elektródach je niekoľko miest milivoltu. Preto je nevyhnutné správne prepojenie snímača a prevodníka a správne elektrické zapojenie.

Aj krátkodobé zaplavenie snímača vodou môže spôsobiť jeho poškodenie alebo zničenie. Preto v prípadoch, kde k zaplaveniu môže dôjsť, inštalujeme snímače s krytím IP 68 (trvalá prevádzka pod vodou). Túto podmienku spĺňa prevedenie prietokomeru s oddeleným prevodníkom.

Na čo dbať pri montáži

Indukčný prietokomer je elektrické zariadenie, preto by jeho montáž a údržbu mali vykonávať riadne preškolení pracovníci s potrebnou kvalifikáciou.

Zvýšenú pozornosť je nutné pri montáži a prevádzkovaní týchto meradiel venovať utesneniu vývodiek elektrických káblov a správnemu utesneniu krytov svorkovníc. Kondenzovaná vlhkosť v priestore svorkovníc a elektroniky môže spôsobiť dlhodobé chyby merania magneticko indukčných prietokomerov, magneticko indukčný prietokomer spravidla ukazuje menej, než zodpovedá skutočnej hodnote prietoku.

Skriňa elektroniky u indukčného prietokomera AcquaMAG® je certifikovaná na stupeň krytia IP67. To sa však dá dosiahnuť iba za predpokladu, že sú splnené všetky podmienky uvedené v návode na obsluhu. Najmä sa jedná o ošetrenie tesniacej manžety silikónovou vazelínou pred uzavretím krytu a utiahnutím uzatváracích skrutiek. Odporúčame tiež do priestoru elektroniky prietokomeru umiestniť vysúšacie vrecko so silikagélom.

Magneticko indukčné prietokomery vyžadujú aby elektrický potenciál medzi ochranným vodičom napájacej sústavy, meranou kvapalinou a telesom snímača bol nulový. Preto sa elektricky prepájajú telesá snímača s nadväzujúcim kovovým potrubím, poprípade so uzemňovacími krúžkami v prípade plastových potrubí a zemným vodičom objektu. Toto prepojenie je nevyhnutné z hľadiska správnej funkcie prietokomeru.

Meraná hodnota okamžitého prietoku na miestnom ukazovateli musí byť stabilná, a to aj pri montáži magneticko indukčného prietokomera za jednočinné objemové dávkovacie čerpadlo. Preto sa odporúča použiť v takom prípade tzv. tlmič pulzácií.

Prietokomery na meranie prietoku vápenného mlieka je vhodné periodicky preplachovať vodou poprípade podľa potreby demontovať a mechanicky vyčistiť.

Prietokomery majú byť mechanicky namontované tak, aby ich bolo možné bez väčších ťažkostí demontovať za účelom kalibrácie alebo opravy. Pre prietokomery DN 100 a väčšie je vhodné umiestniť za prietokomer montážnu vložku, ktorá umožňuje axiálny posuv potrubia a uľahčí tak montáž a demontáž prietokomeru, najmä v dlhých priamych úsekoch alebo šachtách.

Ako už bolo uvedené v predchádzajúcom článku, regulačné armatúry umiestňujeme za prietokomer.

Prevádzkovateľ by mal dbať aj na to, aby prietokomery, ktorých vnútorné časti sú v styku s pitnou vodou, mali platné schválenie v Českej republike na základe vykonaných skúšok v súlade s požiadavkami vyhlášky Ministerstva zdravotníctva č. 37/2001 Zb. v platnom znení.