فلومتر چیست؟
فلومتر یکی از مهمترین امکانات ابزار ظریف در هر دور و بر صنعتی است که به نوعی با سیالات سرو شغل دارند. به کار گیری از فلومتر ها یا این که دبی سنج در جایی که اندازه گیری مقدار سیالی که هر لحظه از خطوط لوله عبور میکند، مداقه پیدا کرده و از نظر مالی و اقتصادی گرفته تا از لحاظ فنی برای در دست گرفتن هرچه عالی پروسس موردنیاز میباشد.
به عبارت خوب فلومتر یک دستگاه اندازهگیری دبی (جریان) میباشد که برای گزینش نرخ جریان جرمی یا این که جریان حجمی سیال به کارگیری میگردد. فلومتر با اسمهای دیگری مانند دبی سنج، یا این که سنسور دبی نیز شناخته میشود. هدف از به کار گیری از این دستگاه بهبود اعتنا، درستی و وضوح اندازهگیری سیال فلومتر می باشد. فلومترها میتوانند وسعت یک ماده، سرعت یا این که جرم آن را اندازهگیری نمایند و با استفاده از محاسبات متعدد، جریان جرم، فشار مطلق، فشار دیفرانسیل، ویسکوزیته و دما را گزارش مینمایند.
کاربرد فلومتر
شبکههای گشوده مانند رودخانههای یا این که نهرها نیز ممکن میباشد با فلومتر اندازهگیری شوند. یا این که اکثر اوقات، بیشترین کاربرد یک فلومتر و بیشترین تنوع دبیسنجها برای اندازهگیری گازها و مایعات در یک لوله میباشد. بهبود توجه، درستی و وضوح اندازهگیری سیال، از وسیع ترین مزایای فلومترها میباشد.
اکثر فلومترها از سه قسمت تشکیلشدهاند: دستگاه اولیه، مبدل و یک پرشین ابزار دقیق فرستنده. کار مبدل این میباشد که مایع عبوری از دستگاه نخستین را احساس نماید. آنگاه سیگنال ناپخته از مبدل، از روش فرستنده به دادههای قابل به کارگیری تبدیل میشود. یک فلومتر ممکن میباشد از یک یا این که یکسری دستگاه فرعی فیزیکی تشکیلشده باشد چون این انجام در بیشتر مواقع با هم ادغام میشوند.
نحوه های اندازه گیری دبی سنج
نحوه اندازه گیری فلومتر مبتنی بر اختلاف فشار، وسعت، سرعت و یا این که بر حسب جرم می باشد. دراین در میان فلومتر هایی که بر طبق اختلاف فشار فی مابین 2 نقطه از خط اندازه گیری فلو را اجرا می دهند دارنده نصب و راهاندازی بی آلایش و تعمیرات حفظ پائینی میباشند، اما دارنده دقت های خیلی بالایی نیستند. در مقابل فلومتر های مغناطیسی، ورتکس، التراسونیک از نوع اندازه گیری سرعت میباشند که دارنده دقت نسبتآ بالاتری نسبت به فلومتر های اختلاف فشاری هستند.
موقتا گونه های فلومتر های جرمی با تکنولوژی های کوریولیس و ترمال مس اندازه گیری فلو را با بالاترین اعتنا ممکن جاری ساختن میدهند. در این نوع از فلومتر ها فلوی سیال جداگانه از دما و فشار و چگالی اندازه گیری میگردد و شما را از خطاهای اندازه گیری فلوی سیالات گازی ناشی از تغییرات دما و فشار مصون نگه میدارد.
فلومتر جرمی
گونه های فلومتر
در ادامه به معرفی و توضیح بعضی از پر کاربرد ترین اشکال فلومترهای گزینه مصرف در صنعت های خواهیم پرداخت:
فلومتر اختلاف فشار یا این که DP (Diffrential Pressure Flow Meter):
اندازه گیری دبی سیال با به کار گیری از به حساب آوردن اختلاف فشار ایجاد گردیده در روزگار لوله، از پرکاربردترین شیوه های صنعتی به حساب می آید.
مثال ای از فلومتر فشار تفاضلی در صورت پایین به چشم میخورد. مبنای عمل این تجهیز محاسبه فشار میباشد.
در بهره برای اندازه گیری دبی از ترانسمیترهای فشار به کارگیری میشود. از این نوع فلومتر می قدرت برای اندازه گیری دبی طیف پهناور ای از مایعات، گازها و بخار استفاده کرد.
همینطور توجه بهاین نکته ضروری است که در اعداد رینولدز خرد و وقتی که افت فشار بسیار ناچیز باشد، این امکانات توجه قابل قبولی نخواهند داشت. این نوع از فلومتر ها بدلیل نداشتن قطعه مکانیکی خاصی از دوستداشتنی ترین و معمولی ترین شیوه های اندازه گیری جریان محسوب گردیده و به همین ادله استفاده از آنها بسیار رایج و متداول هست. قابل ذکر می باشد که فلومتر هایی که المنت اندازه گیری در آنان از اوریفیس پلیت(Orifice Plate) یا این که لوله ونچوری(Venturu tube) یا این که فلونازل(Flow Nozzle) میباشند تمامی با استفاده از به حساب آوردن اختلاف فشار فی مابین 2 نقطه در خط و به کارگیری از ترانسمیترهای اختلاف فشار، فلوی حجمی سیال عبوری را به حساب آوردن میکنند.
اوریفیس پلیت:
از اوریفیس پلیت تحت عنوان ابزار محدودکننده برای تهیه و تنظیم جریان یا این که کاهش فشار جریان در پایین دست شیتی دریچه، به کار گیری می گردد. اوریفیس پلیت معمولا در بین گروهای از فلنجهای اوریفیس نصب میگردد و در یک مسیر بدون واسطه از لولهی صاف قرار داده می شود تا از نقص در الگوهای جریان از اتصالات و شیرها هجران شود. اوریفیس پلیت یکی دوست داستنیترین دستگاهها برای اندازهگیری و در اختیار گرفتن جریان سیال است.
لوله ونچوری: زمانی که یک دبیسنج ونتوری در لولهی حمل کننده سیال قرار میگیرد که دبی آن می بایست اندازهگیری گردد، افت فشار فی مابین ورودی و گلوگاه دبینج ونتوری رخداد میافتد. این افت فشار با استفاده از یک سنسور فشار دیفرانسیل اندازهگیری می گردد و زمانی که کالیبره می گردد، این افت فشار تحت عنوان معیاری برای دبی تبدیل میشود. از این دستگاه در جاهایی استفاده میشود که نیاز به بازیابی فشار بالا هست.
جریان سنج مغناطیسی (Magnetic Flow Meter):
این نوع فلومتر برای مایعات دارنده خواص هدایت الکتریکی مطلوب میباشد. تحت عنوان مثال می شود به مایعاتی مانند آب (آشامیدنی و فاضلاب)، اسیدها، مواد قلیایی و دوغاب اشاره نمود. بیشترین کاربرد این نوع فلومتر در قسمت های صنعت های غذایی و دارویی میباشد. همینطور در صنعت های معدنی که نیاز به اندازه گیری دبی دوغاب خورنده و ادغام شن و آب وجود داراست، فقط گزینه در دسترس، فلومتر الکترومغناطیسی است. در صورت زیر مثال ای از این فلومتر به چشم می خورد.
طریق اندازه گیری این تجهیز بر مبنای ضابطه القای فارادی است. مطابق این ضابطه، هرگاه میله ای فلزی در باطن میدان مغناطیسی جنبش نماید، ولتاژ الکتریکی القا میشود. مانند صورت تحت، عبور ذرات حامله سیال، از داخل میدان مغناطیسی ایجاد کرد گردیده بوسیله سیم پیچ باطن این فلومتر، ولتاژ الکتریکی القا می نماید. شدت این ولتاژ به صورت مستقیم با سرعت جریان سیال متناسب است و برای اندازه گیری دبی حجمی سیال به شغل می رود. در مواقعی که چگالی مایع در حین فرایند اثبات می باشد (مانند آب)، می شود به راحتی، دبی حجمی را به دبی جرمی تبدیل کرد.
فلومتر مغناطیسی روزمونت
فلومتر مغناطیسی روزمونت
فلومتر جرمی کوریولیس (Mass Flow Meter):
فلومتر جرمی کوریولیس فقط فلومتری هست که توانمند به اندازه گیری جریان جرمی همگی سیالات از انواع مواد شیمیایی گرفته تا نفت، از آب گرفته تا اشکال روغن و هر نوع سیالی را با چگالی های مختلف اندازه گیری نماید. شالوده اندازه گیری این نوع فلومترها به کارگیری از عجله کوریولیس یا این که نیروی گریزو فرار از راس برای به حساب آوردن فلوی سیالات می باشد.
یکی خصوصیت های منحصر به فرد فلومترهای کوریولیس اقتدار اندازه گیری همزمان چگالی و جریان جرمی سیالات میباشد. مثال ای از فلومترهای کوریولیس در تصویر ذیل مشهود است. بها بالای این امکانات، شاید در نگاه اول ناامیدکننده به لحاظ رسد.
البته همت و توجه بالای این فرآورده، در آینده ای مجاورت موجب پیشی تهیه کردن آن از دیگر رقیبان گردد.
هر فلومتر کوریولیس بر پایه ی صورت زیر، دارنده دو لوله اندازه گیری میباشد که بوسیله یک تحریک کننده، به نوسان درمی آیند. با عبور جریان از درون لوله اندازه گیری، به جهت وجود اینرسی، جنبش پیچشی هم به نوسان نخستین اضافه می شود. دو سنسور به کار رفته درین سیستم، تغییر نوسان را تحت عنوان اختلاف فاز تصویب می نمایند. این اختلاف فاز، نسبت مستقیمی با دبی جرمی سیال داراست. افزون بر آن، با به کارگیری از فرکانسی که لوله اندازه گیری نوسان می نماید، می قدرت چگالی سیال را به دست آورد.
یکی از تفاوت های مهم این سبک با سبک های قبلی، اندازه گیری بی واسطه دبی جرمی میباشد که فلومتر کوریولیس را در کاربردهایی با چگالی و دمای متغیر، اختصاصی می سازد.
فلومتر جرمی
فلومتر جرمی
فلومتر اولتراسونیک (ultrasonic Flow Meter):
استعمال از امواج فلومتر اولتراسونیک، اندازه گیری دبی حجمی طیف وسیعی از گازها و مایعات را قابلیت و امکان پذیر می سازد. در این فلومترها مواقعی مانند هدایت الکتریکی، فشار، دما و ویسکوزیته عنایت ندارند. البته دقت اندازه گیری هم کمتر میباشد.
در صورت ذیل دو مثال فلومتر اولتراسونیک مشاهده می شود. در مثال سمت چپ سنسورها از خارج لوله نصب گردیده و برای اندازه گیری دبی سیالات خورنده مطلوب میباشد. مثال سمت راست در باطن لوله قرار میگیرد و اعتنا آن هم بیشتر میباشد.
در هر دو نوع این تجهیز، از دو سنسور استفاده میشود که در کنار یکدیگر نصب گردیده اند. هر دو سنسور می توانند به طور متناوب تحت عنوان فرستنده و گیرنده کار نمایند. زمان وقتی که ارتفاع می کشد موج اولتراسونیک از فرستنده به گیرنده رسد، معیاری از دبی سیال داخل لوله میباشد.
به همین دلیل، این فلومتر محصور به قطر منحصربهفرد به شخصی از لوله وجود ندارد و می قدرت از آن در اندازه های متعدد بهره برد. در اینجا هم مانند طریق پیشین، هیچ سیرتکامل قطعه متحرکی در ساختار تجهیز استفاده نشده می باشد. همین قضیه موجب می شود نیاز به تعمیرات به دستکم رسد. شماتیک سعی امواج اولتراسونیک در صورت پایین به چشم میخورد.
فلومتر التراسونیک
فلومتر التراسونیک
فلومتر ورتکس (Vortex Flow Meter):
مبنای تلاش این فلومتر ها، فرضیه ایست که نخستین دفعه توسط «تئودور فون کارمان» (Theodore Von Karman)، ریاضی دان مجارستانی مطرح شد. طبق این فرضیه، وقتی که مانعی راز خط مش جریان قرار گیرد، به طور متناوب، گردابه هایی تشکیل می گردند.
فرکانس تشکیل این گردابه ها، رابطه مستقیمی با اندازه و صورت آن بازدارنده دارااست. مثال ای از فلومتر ورتکس در صورت زیر به چشم می خورد. این تجهیز در اکثری از شاخه های صنعتی برای اندازه گیری دبی حجمی مایعات، گازها و بخار به فعالیت می رود.
مبتنی بر شکلی که در زیر به چشم می خورد، داخل فلومتر ورتکس، مانعی در راس لوله قرار داده گردیده است. به محض اینکه سرعت سیال از یک مقدار دست کم بیشتر شود، گردابه ها در زیر دست بازدارنده تشکیل می شوند. پس از مستقل شدن گردابه ها، فشار روی سطح بازدارنده، در میان مقادیر مثبت و منفی نوسان می نماید. برای تشخیص این نوسان، از سنسورهای خازنی یا این که پیزوالکتریک استفاده میشود.
این سنسورها بعد از تشخیص هر نوسانی که در فشار صورت دهد، یک سیگنال خروجی ارسال می نمایند که فرکانس این سیگنال با فرکانس تشکیل گردابه یکسان میباشد. با به کار گیری از این سیگنال خروجی، دبی سیال قابل محاسبه خواهد بود.