Come funziona un flussostato calorimetrico?

Per monitorare la presenza di fluido che scorre in un sistema di tubazioni si usa spesso un flussostato calorimetrico, anche conosciuto come strumento per il monitoraggio della portata. Ma come funziona un flussostato basato sul principio di misura calorimetrico? Questo articolo lo illustra nei dettagli principali.

Il flussostato calorimetrico si basa sul principio fisico della trasmissione di calore nei fluidi in movimento. La differenza è, solitamente, fatta in base a due diverse soluzioni tecniche: il riscaldamento continuo e quello regolato.

Schema di una sonda di misura per un flussostato calorimetrico

Riscaldamento continuo

Un flussostato basato sul principio di misura calorimetrico è costituito da una sonda di misura con due sensori di temperatura integrati (vedi illustrazione). Un sensore viene riscaldato in modo continuo grazie all’aiuto di un elemento riscaldante integrato a filo-avvolto, con energia riscaldante continua, e misura la temperatura dell’elemento riscaldante. Il secondo sensore determina la temperatura del fluido nella tubazione. Di conseguenza, la differenza di temperatura che si verifica tra i due sensori del flussostato è registrata dall’elettronica dello strumento. Maggiore è la velocità del fluido nella tubazione, minore è la differenza di temperatura. Alla base di questo risultato si ha l’effetto di raffreddamento del fluido che scorre. Le molecole del fluido, che scorrono oltre la punta della sonda, raccolgono dei “pacchetti di calore” e li trasportano via. Più molecole scorrono, maggiore è l’effetto di raffreddamento. Il numero di molecole che passano aumenta costantemente aumentando la velocità del flusso.

Riscaldamento regolato

La sonda di misura è sostanzialmente realizzata nello stesso modo: due sensori di temperatura sono immersi nel fluido, uno dei quali può essere riscaldato. In questa soluzione tecnica, l’energia di riscaldamento è regolata in modo che la differenza di temperatura tra i due sensori venga mantenuta sempre costante.
Di conseguenza, quando la velocità del fluido aumenta l’energia di riscaldamento deve essere aumentate per mantenere la differenza di temperatura costante. L’energia di riscaldamento applicata è quindi una misura diretta della velocità del flusso all’interno del fluido.

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