Un misuratore di portata massica è un dispositivo utilizzato per misurare il flusso di un fluido o di un gas che passa attraverso un tubo in un tempo fisso. Il flusso di massa in questo senso si riferisce al peso e non al volume della sostanza. La misurazione della portata massica viene utilizzata in una varietà di applicazioni scientifiche e industriali e si ottiene con uno dei due tipi comuni di misuratori di portata massica: il misuratore inerziale o ad effetto Coriolis e il misuratore di portata massico termico.
Il flusso di massa, da non confondere con il flusso volumetrico, è una misurazione della massa del fluido o del gas oltre un punto fisso in un intervallo di tempo specifico. L’unità di misura standard per il flusso di massa è libbre al secondo o chilogrammi al secondo anziché galloni o litri al secondo. Queste misurazioni vengono effettuate con uno dei due diversi tipi di misuratore di portata massica. Il primo utilizza un fenomeno naturale noto come effetto coriolis per misurare il flusso di massa. Il secondo tipo si avvale dei principi del trasferimento termico.
Il coriolis o misuratore di portata massica inerziale utilizza il fluido che scorre attraverso una disposizione di tubi che sono soggetti a una forza vibratoria semicircolare indotta. L’effetto Coriolis risultante porta all’oscillazione in diverse parti della disposizione dei tubi che si sposta fuori fase. L’entità di questo sfasamento è direttamente proporzionale al flusso di massa del fluido nel tubo. I sensori posti sul tubo misurano l’ampiezza, la frequenza e lo sfasamento di queste oscillazioni. Il flusso di massa del fluido viene quindi estrapolato dalle letture del sensore.
Il secondo tipo comune di misuratore di portata massica, la variante termica, utilizza il principio del trasferimento di calore in condizioni controllate per calcolare le portate. Il gas o il fluido viene fatto passare attraverso un tubo dove è esposto a una fonte di calore. Quando le molecole del fluido passano la fonte di calore, assorbono energia termica, raffreddando così la fonte. Maggiore è la massa di fluido che passa attraverso la fonte di calore, maggiore è l’effetto di raffreddamento.
La velocità con cui avviene il trasferimento di energia molecolare è una costante nota e l’entità del raffreddamento è una variabile misurabile. Questi due fattori vengono utilizzati per calcolare il numero di molecole che sono passate sulla fonte di calore in un determinato periodo. Da questo risultato viene calcolata la portata massica esatta. Un profilo termico dettagliato del fluido e le sue caratteristiche di flusso possono essere apprese anche dai risultati del trasferimento termico.