Misuratori di Portata a Ruote Ovali

Misuratori di Portata a Ruote Ovali

Misura precisa per liquidi ad alta viscosità

I misuratori di portata a ruote ovali sono strumenti di misura volumetrica a spostamento positivo progettati per offrire un’elevata precisione e ripetibilità nel monitoraggio di liquidi a viscosità media e alta.

A differenza dei misuratori a turbina, ultrasonici o elettromagnetici, i misuratori a ingranaggi ovali non dipendono dal profilo del flusso, dalla densità del fluido o dalle variazioni di temperatura. Per questo motivo sono ideali nei settori:

• chimico e petrolchimico

• petrolifero e lubrificanti

• alimentare (sciroppi, oli, salse)

• automotive e macchinari industriali

• vernici, resine, polimeri e adesivi

Grazie alla combinazione tra precisione meccanica e integrazione elettronica moderna, questi misuratori offrono soluzioni robuste, affidabili e a bassa manutenzione, perfette sia per applicazioni in continuo che per sistemi di dosaggio (batch).

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Come Funzionano i Misuratori a Ruote Ovali

Il principio di misura si basa su due ingranaggi ovali sincronizzati che ruotano all’interno di una camera calibrata. Ogni rotazione intrappola un volume fisso di liquido, che viene poi convertito in:

• portata istantanea

• volume totalizzato

I segnali possono essere letti tramite:

• sensore a impulsi

• trasmettitore elettronico

• uscita analogica 4–20 mA

• comunicazione digitale (es. Modbus)

Le versioni moderne includono:

• sistemi di bilanciamento per migliorare l’accuratezza

• riduzione delle perdite per liquidi molto viscosi

• encoder ad alta risoluzione

• elettronica integrata con compensazione termica

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Vantaggi Principali dei Misuratori a Ruote Ovali

1. Elevata precisione con liquidi viscosi

Mantengono accuratezza ±0,25% ~ ±1%, anche con:

• oli pesanti

• resine

• polimeri

• sciroppi

• fluidi adesivi o appiccicosi

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2. Indipendenti dal profilo di flusso

Funzionano correttamente anche in presenza di:

• curve ravvicinate

• valvole vicine

• flusso parzialmente sviluppato

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3. Bassa manutenzione

La struttura meccanica robusta e il design sigillato riducono:

• usura

• frequenza degli interventi

• necessità di ricalibrazioni frequenti

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4. Ampia compatibilità di uscita

Supportano:

• impulsi

• 4–20 mA

• uscite digitali

• PLC, BMS, SCADA, sistemi MES

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5. Materiali resistenti

Struttura tipica:

• acciaio inox 316 / 17-4PH

• guarnizioni compatibili con fluidi chimici aggressivi

• opzioni anticorrosione e per alte temperature

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Applicazioni Industriali Tipiche

Industria Chimica

• dosaggio reagenti

• iniezione sostanze viscose

• monitoraggio processi reattivi

Petrolio & Lubrificanti

• lubrificanti industriali

• oli motore e oli pesanti

• combustibili ad alta densità

Alimentare

• sciroppi

• oli vegetali

• salse e semilavorati ad alta viscosità

Automotive & Macchinari

• oli idraulici

• fluidi per trasmissioni

• lubrificanti in linea

Vernici, Coatings & Resine

• adesivi

• vernici industriali

• resine polimeriche e solventi

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Guida alla Selezione: Come Scegliere il Misuratore di Portata a Ruote Ovali

La scelta corretta di un misuratore di portata a ingranaggi ovali richiede la comprensione delle proprietà del fluido, delle condizioni di processo e delle esigenze di integrazione con i sistemi di controllo.
Questa guida riassume i criteri tecnici principali per garantire precisione, stabilità e lunga durata nelle applicazioni industriali.

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1. Viscosità del fluido e temperatura di esercizio

I misuratori a ingranaggi ovali sono ideali per liquidi di media o alta viscosità.
La viscosità influisce su:

• Coppia necessaria alla rotazione degli ingranaggi

• Portata minima misurabile

• Accuratezza e ripetibilità

• Scelta dei materiali interni

Consigli pratici:

• Considerare la viscosità alla temperatura di esercizio reale.

• Se la temperatura varia molto, valutare un modello con compensazione termica.

• Per liquidi molto densi o adesivi, è preferibile una camera di misura più ampia per ridurre lo sforzo meccanico sugli ingranaggi.

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2. Gamma di portata e portata minima

I misuratori volumetrici richiedono una portata minima affinché gli ingranaggi inizino a ruotare regolarmente.

Verificare:

• Portata minima (Qmin)

• Portata di lavoro tipica

• Portata massima (Qmax)

Per applicazioni di riempimento o dosaggio

È essenziale scegliere un modello con Qmin basso, così da mantenere l’accuratezza anche durante l’avvio/arresto lento del processo.

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3. Pressione di esercizio e dinamiche del sistema

Assicurarsi che il misuratore sia idoneo a:

• Pressione di esercizio

• Picchi di pressione generati da pompe o valvole

• Sovrapressioni impulsive tipiche dei sistemi idraulici

Suggerimento:
Per impianti con frequenti colpi d’ariete, scegliere un misuratore con cuscinetti rinforzati e elevata resistenza differenziale.

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4. Compatibilità chimica e materiali costruttivi

La scelta dei materiali è fondamentale per evitare corrosione, rigonfiamenti o usura prematura.

Materiali più comuni:

• Acciaio inox 316L / 17-4PH → oli, carburanti, prodotti chimici

• Alluminio → oli lubrificanti non corrosivi

• Rivestimenti PFA/PP → fluidi aggressivi e acidi

• Guarnizioni in Viton, EPDM, PTFE → selezionare in base alla resistenza chimica

Se il fluido contiene particelle o abrasivi:
Preferire ingranaggi temprati o rivestimenti ceramici.

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5. Requisiti di accuratezza

Ogni settore ha standard diversi:

• Dosing chimico, resine → ±0.2–0.5%

• Carburanti e oli → ±0.5–1%

• Settore alimentare (sciroppi, oli) → ±0.5–1%

• Monitoraggio industriale generale → ±1% o superiore

I modelli ad alta precisione offrono spesso:

• Sensori ottici/magnetici ad alta risoluzione

• Cuscinetti di precisione

• Certificati di calibrazione

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6. Uscita del segnale e integrazione con l’automazione

Selezionare il segnale in base al sistema di controllo:

Se serve integrazione avanzata:
Scegliere un modello con trasmettitore programmabile o display locale.

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7. Vincoli di installazione

I misuratori a ingranaggi ovali sono flessibili, ma alcuni fattori influenzano le prestazioni:

• Orientamento della tubazione (preferibilmente orizzontale)

• Tratti rettilinei minimi (anche se meno critici rispetto ad altre tecnologie)

• Spazio disponibile per trasmettitore o display

• Vibrazioni e temperatura ambiente

Per fluidi molto viscosi:
È consigliabile installare il misuratore vicino alla pompa per garantire un flusso stabile.

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8. Manutenzione, pulizia e requisiti igienici

Considerare le procedure di pulizia richieste dal settore:

• Compatibilità CIP/SIP (alimentare/farmaceutico)

• Facilità di smontaggio se necessarie pulizie periodiche

• Guarnizioni resistenti a detergenti aggressivi

La manutenzione è generalmente ridotta, ma fluidi abrasivi o corrosivi richiedono materiali adeguati.

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9. Misura in continuo o in batch

La scelta del modello dipende dal tipo di processo:

Per dosaggio / batch:

• Uscita a impulsi

• Ingranaggi ad alta risoluzione

• Possibile abbinamento con unità di controllo valvole

Per misura continua:

• Uscita 4–20 mA o Modbus

• Preferibile la compensazione della temperatura

• Integrazione con PLC/SCADA per trend e allarmi

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10. Costo vs. prestazioni

I misuratori a ingranaggi ovali offrono un eccellente equilibrio costo-prestazioni.
La scelta finale dipende da:

• Precisione richiesta

• Materiali del corpo e delle guarnizioni

• Tipo di uscita

• Viscosità del fluido

• Necessità di certificazioni (ATEX, alimentare, ecc.)

Per fluidi costosi o critici (resine, oli speciali, additivi), l’investimento in un modello di fascia alta ripaga rapidamente.

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Checklist di Selezione Rapida

Prima di scegliere un misuratore, verificare:

• Viscosità del fluido alla temperatura operativa

• Accuratezza richiesta dal processo

• Portata minima e massima

• Pressione di esercizio e sovrapressioni

• Compatibilità chimica con corpo e guarnizioni

• Tipo di segnale richiesto dal PLC/SCADA

• Layout di installazione e orientamento del tubo

• Necessità di dosaggio o misura continua

• Requisiti igienici o certificazioni

Questa checklist assicura una scelta corretta e un funzionamento affidabile a lungo termine.

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Raccomandazioni Tecniche per Applicazioni Specifiche

La scelta e l’installazione di un misuratore di portata a ingranaggi ovali richiedono più di una semplice selezione della dimensione. Ogni settore industriale presenta esigenze differenti in termini di materiali, accuratezza, pulizia, viscosità del fluido e configurazione dei segnali di uscita.
Le seguenti raccomandazioni derivano da reali condizioni operative riscontrate in impianti chimici, raffinerie, stabilimenti alimentari e sistemi di lubrificazione industriale.

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1. Industria Chimica e Solventi

Criticità: fluidi corrosivi, viscosità variabile, compatibilità dei materiali
Raccomandazioni:

• Utilizzare corpi in acciaio inox 316L e guarnizioni in PTFE o FKM per fluidi aggressivi

• Per sostanze sensibili alla temperatura, scegliere trasmettitori con compensazione termica

• Installare miscelatori statici a monte in caso di miscele o additivi non omogenei

• Per solventi a bassa viscosità, adottare tubazioni dissipate da pulsazioni

Sconsigliato: utilizzo di corpi in alluminio con fluidi acidi o ossidanti

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2. Petrolio, Carburanti e Lubrificanti

Criticità: alta viscosità, pulsazioni da pompe, impurità abrasive
Raccomandazioni:

• Scegliere camere di misura più grandi per oli molto viscosi

• Utilizzare pickup magnetici ad alta risoluzione per dosaggi e distribuzione carburanti

• Installare un filtro da 10–50 μm a monte per proteggere gli ingranaggi

• Per misurazioni mobili o all’aperto, scegliere trasmettitori IP67/IP68

Sconsigliato: montaggio diretto sull’uscita della pompa senza smorzatore di pulsazioni

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3. Vernici, Resine e Rivestimenti

Criticità: fluidi sensibili al taglio, viscosità estremamente elevate, rischio di indurimento interno
Raccomandazioni:

• Adottare misuratori con ingranaggi a bassa tolleranza e coppia elevata

• Utilizzare camicie riscaldate (se disponibili) per stabilizzare la viscosità

• Posizionare il misuratore vicino al punto di dosaggio nelle linee batch

• Prevedere una linea di lavaggio con solvente per evitare incrostazioni

Sconsigliato: zone morte nelle tubazioni dove la resina può indurire

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4. Alimentare e Beverage (oli, sciroppi, melasse)

Criticità: requisiti igienici, fluidi appiccicosi, variazioni termiche
Raccomandazioni:

• Usare versioni in acciaio inox compatibili con CIP/SIP

• Scegliere guarnizioni in EPDM o PTFE per uso alimentare

• Predisporre curve dolci invece di gomiti a 90°

• Per sciroppi molto densi, sovradimensionare il misuratore per ridurre la perdita di carico

Sconsigliato: alte velocità degli ingranaggi che introducono aria negli oli alimentari

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5. Lubrificazione Industriale e Settore Automotive

Criticità: cicli rapidi start/stop, forte pulsazione, elevata ripetibilità richiesta
Raccomandazioni:

• Preferire uscita impulsiva ad alta frequenza per un controllo preciso dell’iniezione

• Incorporare valvole di ritegno per evitare riflussi a sistema fermo

• Usare modelli compatti per spazi limitati

• Impostare un tempo di smorzamento nel trasmettitore per filtrare i picchi da pompe

Sconsigliato: tratti verticali molto lunghi che generano intrappolamento d’aria

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6. Fluidi Idraulici e Oli Industriali

Criticità: forti picchi di pressione, alte temperature, vibrazioni
Raccomandazioni:

• Utilizzare modelli con pareti rinforzate e ingranaggi temprati

• Installare valvole di sovrapressione per protezione da spike istantanei

• Associare sonde di temperatura per compensare la viscosità

• Montare il misuratore dopo il refrigeratore del circuito idraulico

Sconsigliato: installazioni in uscita diretta da pompe a cilindrata variabile

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7. Fluidi Abrasivi o con Particolato

Criticità: usura, deriva nella misura, rischio di blocco
Raccomandazioni:

• Usare ingranaggi rivestiti o temprati (es. nichel-fosforo, ceramica)

• Installare un filtro o cestello adeguato alla granulometria

• Ridurre la velocità del fluido aumentando il diametro della tubazione

• Per slurry o sospensioni, valutare alternative come Coriolis o magnetici

Sconsigliato: gomiti a 90° immediatamente a monte del misuratore

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8. Applicazioni di Dosaggio e Batching

Criticità: precisione nei cicli rapidi, controllo start/stop, minimizzazione dei volumi morti
Raccomandazioni:

• Utilizzare impulsi ad alta risoluzione per controllo fine

• Installare il misuratore vicinissimo alla valvola di erogazione

• Impostare il K-factor direttamente nel PLC per la massima accuratezza

• Verificare che il modello scelto supporti accelerazioni rapide senza slittamenti

Sconsigliato: tubazioni lunghe e orizzontali che trattengono fluido dopo l’arresto

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Consigli di Installazione e Integrazione

✔ Lunghezze di tubo

Richiedono meno tratte rettilinee dei misuratori a velocità, ma sono consigliati:

• 5–10 diametri a monte

• tubo sempre completamente pieno

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✔ Orientamento

La maggior parte delle applicazioni prevede montaggio orizzontale; verificare raccomandazioni del produttore per fluidi molto viscosi o portate basse.

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✔ Compensazione Termica

Per fluidi con viscosità variabile:

• usare trasmettitori con sensore temperatura

• attivare funzioni di compensazione

• prevedere controlli periodici

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✔ Pressione

Scegliere sempre un misuratore con:

• pressione massima ≥ pressione di sistema

• margine di sicurezza adeguato

• connessioni compatibili (flange, filettature, tri-clamp)

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Problemi Comuni & Come Evitarli

❗ Gas nel fluido (bolle o aria)

Riduce la precisione.

Soluzione:
degassatore, separatore aria, o posizionamento corretto della linea.

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❗ Sedimenti o particelle abrasive

Possono usurare gli ingranaggi.

Soluzione:
filtrazione a monte e scelta di materiali rinforzati.

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❗ Variazioni di viscosità

Influiscono sul funzionamento meccanico.

Soluzione:
compensazione temperatura + calibrazione periodica per processi variabili.

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Confronto con Altre Tecnologie di Misura

Quando scegliere gli ingranaggi ovali:

• alta viscosità

• precisione volumetrica

• processi di dosaggio

• applicazioni sporche, adesive, non Newtoniane

Alternative:

• turbine: basse viscosità

• elettromagnetici: liquidi conduttivi

• Coriolis: applicazioni di massa/densità

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Consigli dell’Esperto

• Sopra ~50 cSt, gli ingranaggi ovali superano quasi sempre turbine e ultrasuoni.

• Perfetti per applicazioni batch grazie alla precisione volumetrica.

• Evitare colpi d’ariete e avviamenti troppo bruschi.

• Verificare compatibilità delle guarnizioni con solventi o agenti CIP.

 

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FAQ – Misuratori di Portata a Ruote Ovali

1. Quali liquidi sono più adatti ai misuratori a ingranaggi ovali?

Questi misuratori sono ideali per fluidi a media o alta viscosità, come oli, carburanti, resine, adesivi, vernici, sciroppi, lubrificanti e solventi.
Funzionano bene anche con liquidi puliti a bassa viscosità, ma offrono le migliori prestazioni oltre i 10 cP, dove turbine e ultrasuoni perdono precisione.

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2. Possono misurare fluidi abrasivi o sporchi?

Sì, entro certi limiti.
Possono gestire particelle leggere, ma in questi casi è necessario:

• installare un filtro a 10–100 μm a monte

• utilizzare ingranaggi temprati o rivestiti (nichel-fosforo, ceramici o inox)

Per fluidi molto abrasivi o con solidi pesanti, è meglio considerare misuratori Coriolis o elettromagnetici.

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3. Sono necessari tratti rettilinei di tubazione?

No.
I misuratori a ingranaggi ovali non sono sensibili alle turbolenze del flusso.
Possono essere installati:

• in spazi molto ridotti

• subito dopo curve o valvole

• in tubazioni verticali o orizzontali

Ideali quindi per retrofit e impianti compatti.

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4. Qual è la loro precisione?

Accuratezza tipica: ±0,2–0,5% della lettura
Ripetibilità: ±0,05–0,1%

La precisione rimane stabile anche con variazioni di viscosità, temperatura e portata.

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5. Qual è il range di viscosità supportato?

La maggior parte dei modelli gestisce:

• Minimo: ~1 cP (con precisione ridotta)

• Ottimale: 10–10.000 cP

• Molto alta viscosità: fino a 1.000.000 cP (con portate basse e pressione adeguata)

Per fluidi molto poco viscosi (es. acqua), è preferibile valutare turbine, magnetici o ultrasuoni.

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6. Richiedono manutenzione?

La manutenzione è minima, perché:

• gli ingranaggi sono protetti in una camera sigillata

• non ci sono organi esterni in movimento

• l’usura è molto bassa con fluidi viscosi e lubrificanti

Le attività tipiche sono:

• controllo del filtro a monte

• ispezione periodica della camera ingranaggi

• ricalibrazione ogni 1–2 anni per applicazioni di batching

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7. Possono essere utilizzati in applicazioni alimentari o igieniche?

Sì, se realizzati con:

• Acciaio inox 316L

• guarnizioni alimentari (EPDM, PTFE)

• camera ingranaggi sanificabile o compatibile CIP

Sono comunemente impiegati per oli, sciroppi, cioccolato e aromi.

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8. Quali segnali di uscita sono disponibili?

A seconda del modello:

• Uscita a impulsi (NPN/PNP) – per totalizzazione e dosaggio

• 4–20 mA – per controllo di processo

• Modbus/RS485 – per connessione a PLC e SCADA

• Display LCD locale – opzionale per uso in campo

L’uscita a impulsi è la più utilizzata per dosaggi ad alta precisione.

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9. Come influisce la temperatura sulla misura?

Il misuratore è poco sensibile alle variazioni di temperatura rispetto ai misuratori a turbina.
Tuttavia, temperature estreme possono modificare la viscosità del fluido.
Per mantenere la precisione:

• utilizzare un trasmettitore con compensazione termica

• evitare fonti di calore vicine

• mantenere costante la temperatura del fluido

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10. Possono misurare il flusso bidirezionale?

Sì.
Molti modelli supportano la misura in entrambe le direzioni, con:

• impulsi direzionali

• logica di correzione nel trasmettitore

Utile per sistemi di carico/scarico, dosaggi e circuiti di ricircolo.

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11. Quali sono gli errori di installazione più comuni?

Da evitare:
❌ Installazione direttamente in uscita pompa (rischio pulsazioni)
❌ Mancanza di filtrazione con presenza di particelle
❌ Sovraccarico del misuratore con fluidi troppo viscosi
❌ Presenza di aria nelle tubazioni — causa sottostima della portata
❌ Installazione in zone soggette a vibrazioni senza supporti adeguati

Un tratto stabile di tubazione con un buon filtro è sufficiente per prestazioni eccellenti.

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12. Qual è la durata tipica di un misuratore a ingranaggi ovali?

Con corretta filtrazione e dimensionamento, la durata è generalmente:

• 8–12 anni in applicazioni petrolchimiche

• 5–10 anni nel settore alimentare

• oltre 10 anni in sistemi di lubrificazione

Il design meccanico sigillato garantisce una vita operativa molto lunga.

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Per applicazioni complementari si considerano anche:

• Misuratori di portata Coriolis – per misurazioni di massa precise, soprattutto in trasferimenti di custodia

• Misuratori a turbina – ideali per liquidi a bassa viscosità

• Misuratori a vortice (Vortex) – perfetti per misure miste o flussi di vapore

Confronta i diversi tipi di misuratori di portata per trovare la soluzione ideale.