سبد خرید خالی
کالاتجهیز - برچسب: فلومتر

روش کارکرد جریان سنج های سطح متغیر

جریان سنج  سطح متغیر معمولا از یک تیوب شیشه ای تشکیل شده، این تیوب به صورت عمودی در مسیر سیال نصب می شود. قسمت داخلی تیوب مخروطی شکل است که یک شناور درون آن قرار داده می شود. اگر جریان عبوری سیال صفر باشد، این شناور در قسمت پایینی محفظه قرار گرفته، مسیر عبور سیال را مسدود کرده و جریانی را که نمایش می دهد برابر صفر است. در صورتی که جریان سیال برقرار شود، نیروی سیال با غلبه بر نیروی وزن جسم شناور، آنرا جابجا می کند و مسیر عبور سیال را باز می کند. میزان جریان عبوری با موقعیت شناور در این حالت نشان داده می شود. جریان سیال رابطه مستقیمی با مسیر عبور سیال دارد به عبارتی هراندازه میزان جریان سیال بیشتر باشد، شناور به قسمت بالای محفظه نزدیکتر می شود و مسیر بیشتری را برای عبور سیال فراهم می نماید. جریان سنج های سطح متغیر در حقیقت یک نمایشگر محلی جریان می باشند، و در مدارک و نقشه های ابزار دقیق بصورت FI نمایش داده می شوند.

موقعیت شناور به صورت خطی است و با جریان عبوری متناسب است . این جریان سنج ها باید در شرایط طراحی شده مورداستفاده قرار گیرند و معمولا برای یک سیال خاص با چگالی و چسبندگی معین کالیبره و درجه بندی می شوند.هنگامیکه جریان سیال افزایش پیدا میکند، شناور به سمت بالا حرکت می کند تاتعادل خود را حفظ کند و این موجب بزرگتر شدن مجرای عبور سیال شده و در نقطه ای که نیروی ناشی از حرکت سیال با نیروی وزن آن برابر میشود متوقف می گردد. عملکرد این جریان سنج ها عکس جریان سنج های با صفحه اوریفیس است، در اوریفیس یک سوراخ ثابت برای عبور سیال وجود دارد که فشار سیال در دو سر آن تغییر می کند، ولی این جریان سنج ها یک سوراخ متغیر جهت عبور سیال دارند و اختلاف فشار ثابتی که دو سر آنها ایجاد می شود. این اختلاف فشار با وزن شناور و چگالی سیال متناسب است. با توجه به اینکه وزن شناور براساس چگالی سیال تعیین می شود، چگالی سیال در زمان اندازه گیری جریان باید ثابت باشد و تغییر در چگالی سیال موجب به هم خوردن کالیبراسیون جریان سنج می شود. تاثیر تغییر چگالی در جریان سنج های کوچک بیشتر می باشد. البته این جریان سنج ها بیشتر جهت اندازه گیری جریان مایعات که تغییرات چگالی در آن ها کمتر است، به کار گرفته می شوند. تغییر دما و فشار در گازها زیاد است و این مساله منجر به تغییر چگالی گاز می شود، علاوه بر این گاز موردنظر باید توانایی جابجا کردن شناور را نیز داشته باشد. از این جریان سنج ها نمی توان در اندازه گیری جریان سیالات ساینده و با چسبندگی بالا، و سیالات کثیف و مات، استفاده کرد. این جریان ها افت فشار کمی در مسیر سیال، ایجاد می کنند و در ابعاد کوچک به تغییرات عدد رینولدز حساس می باشند.


شناور درون محفظه، مطابق با شرایط سیال از مواد با جنس های مختلفی ساخته می شود تا در مقابل خوردگی و سایش مقاوم باشد. شناورها به اشکال متفاوتی ساخته می شوند که هر شناور وقتی درون محفظه جریان سنج قرار می گیرد توانایی عبور جریان شخصی را دارد، این امکان وجود دارد، که جهت افزایش یا کاهش ظرفیت جریان عبوری، شناور را تعویض نماییم. شناورهای با اشکال مختلف را نشان می دهد. شناورهای نوک تیز نسبت به تغییرات چگالی سیال حساسیت کمتری دارند.
محفظه جریان سنج، معمولا از شیشه یا تیوب های شفاف ساخته می شود هرچه قطر تیوب افزایش یابد میزان فشار قابل تحمل آن کاهش می یابد، تیوب های شیشه ای و پلاستیکی برای سیالاتی که خطرات شیمیایی و زیست محیطی ندارند، استفاده می شوند. از شیشه های سیلیکاتی برای ساخت تیوب ها در شرایط خاص استفاده می شود و در شرایطی که احتمال شکسته شدن این شیشه وجود داشته باشد، یک پوشش حفاظتی جهت تقویت شیشه به دور آن کشیده می شود. این جریان سنج ها باید با 5/1 برابر فشار کاری آزمایش شوند.

photo.jpg

با توجه به اینکه احتمال شکستن تیوبهای شیشه ای و پلاستیکی و نشت سیال به محیط زیاد است، چنانچه سیال سمی و یا قابل انفجار باشد جهت جلوگیری از نشت مواد به محیط، در ساخت تیوب از محفظه فلزی استفاده می شود. در این حالت حرکت شناور قابل رویت نیست، و برای آشکارسازی موقعیت آن باید از روش های دیگری استفاده کرد. برای مثال با قرار دادن یک آهنربا درون شناور، می توان حرکت آن درون محفظه را بوسیله عقربه ای مغناطیسی که با آهنربای نصب شده درون شناور حرکت می کند بر روی صفحه مدرج نمایش داد . جریان سنج های سطح متغیر ساده ترین و ارزان ترین نوع جریان سنج ها می باشند و نرخ جریان عبوری پایینی دارند. مزیت آن ها این است که بدون نیاز به تغذیه الکتریکی جریان سیال را اندازه گیری و به صورت محلی نمایش می دهند. جریان سنج های سطح متغیر انتخاب خوبی برای جریان های پایین است. معمولا هنگام نصب این جریان سنج برای اندازه گیری جریان مایعات نیازی به طول مستقیم لوله نیست ولی تا حد ممکن باید از ایجاد اغتشاش زیاد در ورودی جریان جریان سنج جلوگیری شود. اساس کار جریان سنج های سطح متغیر برمبنای معلق بودن عمودی شناور درون تیوب می باشد، و هرگز نباید جریان سنج بصورت افقی یا مایل در خط نصب شود، و در حالت عمودی نیز باید با سطح افق کاملا تراز باشد. باید از انتقال ارتعاشات موجود در خط لوله، به جریان سنج جلوگیری شود. و از سمت لوله ها هیچ فشار و تنشی به آن وارد نشود قطر اسمی وروردی و خروجی جریان سنج باید متناسب با قطر اسمی خط لوله ای باشد که به آن متصل می شود، و به نحوی نصب شود که امکان تخلیه و هواگیری آن در زمان بهره برداری وجود داشته باشد.

دوشنبه, 29 شهریور 1395 12:16

(Turbine Flow Meter)جریان سنج توربینی

جریان سنج توربینی (Turbine Flow Meter)


یکی از جریان سنج های سرعتی ، جریان سنج توربینی است. روتور(Rotor) ،بخش چرخنده ی دستگاه(چرخ توربینی) است. روتور در مسیر عبور سیال قرار داده می شود و چرخش روتور توسط جریان سیال انجام می گیرد. به علت تناسب بین سرعت حرکت سیال و سرعت دوران روتور می توان  با اندازه گیری سرعت دوران روتور، سرعت سیال درون لوله و در نتیجه جریان حجمی آن را محاسبه نمود.اکثراً قطر پره های روتور هم اندازه با قطر داخلی لوله هاست، و حول دو عدد یاتاقان(Bearing) می چرخد. ثبت تعداد دفعات عبور پره های روتور توسط  یک شمارنده مغناطیسی در قسمت بالای پره ها صورت می گیرد. میزان جریان عبوری سیال با اندازه گیری فرکانس پالس خروجی محاسبه می شود. به منظور اندازه گیری کل حجم سیال عبوری در یک بازه زمانی مشخص بایستی مجموع پالس ها در آن محدوده را محاسبه نمود. البته در برخی جریان سنج ها، اهرم مکانیکی مستقیماً چرخش روتور را به سیگنالی جهت ثبت و یا نمایش تبدیل می کند.

قطعات متحرکی که در جریان سنج های توربینی قرار دارند امکان دارد در اثر سایش فرسوده شده و یا در اثر سرعت زیاد آسیب ببیند. به منظور جلوگیری از خرابی قطعات داخلی، نصب و راه اندازی جریان سنج باید به گونه ای انجام شود که سیال درون آن سرعت آرامی داشته باشد. قطعات داخلی جریان سنج معمولا ضدزنگ و مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شوند. یاتاقان ها که بیشتر از دیگر قطعات در معرض سایش هستند، معمولا از مواد مقاوم تر نظیر تنگستن کاربید و یا سرامیک، ساخته می شوند. در زمان راه اندازی واحد فرایندی که سیال با سرعت زیادی درون لوله ها جریان می یابد، احتمال آسیب دیدن این قطعات بیشتر می باشد، و بهتر است جریان سنج را باز نماییم.
مزایای جریان سنج های توربینی، دقت بالا و محدوده وسیع اندازه گیری جریان در آنها می باشد. ابعاد جریان سنج های توربینی براساس ماکزیمم و مینیمم جریان سیال عبوری از آنها تعیین می شود و نباید در شرایطی غیر از آن به کار برده شوند. استفاده از این جریان سنج ها در جریان های پایین که سیال سرعت کمی دارد، به دلیل وجود اصطکاک بین روتور و بلبرینگ ها، که منجر به کاهش سرعت چرخش روتور می شود، توصیه نمی شود. محدوده اندازه گیری جریان، باید در محدوده ای باشد که، جریان مینیمم کمتر از 5 درصد محدوده اسمی جریان سنج نباشد. لذا جهت افزایش توان جریان سنج در اندازه گیری جریان های پایین، معمولا اندازه آن را از اندازه خط لوله کوچکتر انتخاب می کنند، این مساله موجب افزایش سرعت سیال رهنگام عبور از جریان سنج می شود.

Turbine-Flow-Meter

یکی از عوامل که باید هنگام انتخاب ابعاد جریان سنج موردتوجه باشد، افت فشار ایجاد شده در خط، به دلیل نصب جریان سنج می باشد. یکی از ویژگی های سیال که دقت اندازه گیری در جریان سنج های توربینی را تحت تاثیر قرار می دهد چسبندگی سیال است، و این جریان سنج ها برای سیالاتی که چسبندگی بالایی دارند مناسب نیستند. تغییرات چگالی تاثیر کمی بر کارایی جریان سنج های توربینی دارد. جریان سنج های توربینی عمدتا برای اندازه گیری جریان گازها و مایعات تمیز به کار می روند و برای اندازه گیری جریان بخار مناسب نیستند. دقت بالای این جریان سنج ها موجب افزایش به کارگیری آن ها در اهداف خاص و به منظور کنتور در اندازه گیری جریان فرآورده های نفت و گاز، شده است. جریان سنج های توربینی نسبت به وجود گرداب در ورودی جریان سنج، و تغییرات نمودار جریان سیال حساس می باشند و باید از اعمال شوک های ناگهانی به جریان سنج جلوگیری شود زیرا تنش های مکانیکی و ناگهانی منجر به خرابی قطعات مکانیکی و یاتاقان ها شده و دقت اندازه گیری را کاهش می دهد. لذا ضروری است که این جریان سنج ها در نقاطی که سیال ورودی جریان آرام و یکنواختی دارد، نصب شوند. مقدار فاصله مستقیم موردنیاز لوله ها، در بالادست و پایین دست سنسورهای توربینی معمولا توسط سازنده پیشنهاد می شود، که باید در هنگام نصب جریان سنج به آنها توجه داشته باشیم. جهت کاهش این فاصله، تجهیزاتی درون لوله ها و در مسیر سیال نصب می شوند که به یکنواخت کردن جریان سیال کمک می کنند. این تجهیزات به نام حالت دهنده جریان شناخته می شوند.


جریان سنج های توربینی قادر به اندازه گیری جریان در هر دو جهت هستند. و سرعت پاسخگویی بالایی دارند. این جریان سنج¬ها بصورت یک مجموعه یکپارچه عرضه می شوند و نصب و نگهداری آسانی دارند. جهت جلوگیری از آسیب دیدگی پره¬های توربین، سیال بایستی کاملا عاری از ذرات جامد باشد، بدین منظور یک فیلتر یا صافی نیز در قسمت ورودی سنسور نصب می¬شود.

دبی سنج های اولتراسونیک/ Ultrasonic Flow Measurement

دبی سنج های اولتراسونیک در گذشته در صنعت، به منظور اندازه گیری دبی حجمی مایعات استفاده می شد و اخیرا برای گازها استفاده می شود.  دبی سنج های فراصوتی به دو روش اندازه گیری می شود.یکی براساس زمان عبور و دیگری اثر داپلری می باشد.د اینجا به معرفی این دو روش و تفاوت بین آنهامی پردازیم.


1-اندازه گیری زمان عبور Transit Time

در کاربردهای صنعتی برای بیشتر از بیست سال این روش به خوبی پاسخ داده است. روش اندازه گیری زمان عبور، دقیق ومطمئن است و علاوه بر اندازه گیری نرخ دبی حجمی، با اندازه گیری سرعت صوت، اطلاعاتی درباره نوع مایعات در اختیار قرار می دهد.


2-اثر داپلری Doppler Effect

برای کارکرد صحیح این روش نیاز به منعکس کننده صوت در سیال عبری است. استفاده نادرست از دبی سنج اثر داپلری منجر به کارکرد ناصحیح و در نتیجه غیرمطمئن این دستگاه در سالهای اولیه تولید آن می شود.
تفاوت اساسی این دو روش در این است که برای دبی های کثیف و دوغاب نوع انعکاسی داپلر  به کار گرفته می شود، در حالیکه برای سیالات پاک از روش زمان عبوری باید استفاده شود.
در حال حاضر اندازه گیری دبی فراصوتی یا اولتراسویک با استفاده از اختلاف زمان عبوری، یکی از رایجترین روش های اندازه گیری دبی در فرایند های صنعتی است. این روش برای اندازه گیری دبی گازهای برودتی از دمای(200-)  درجه سانتی گراد تا مایعات و گازهای داغ بخار تا دمای 500 درجه سانتی گراد و بلکه بالاتر و فشارهایی تا 1500 بار و همچنین برای کنترل انتقالهای حجیم مایعاتی به غیر از آب کاربرد دارد.


دبی سنج های اولتراسونیک نوع زمان عبوری

در دبی سنج نوع زمان عبوری پالسهایی از انرژی فراصوتی به صورت مورب در عرض لوله فرستاده می شود. زمان عبور هنگامی که فرستنده شروع بع ارسال پالس می کند تا هنگامی که دریافت کننده پالس را آشکار می سازد، اندازه گیری می شود.
این تجهیز دارای یک فرستنده و یک گیرنده است. پالسها به صورت متناوب در بالادست و پایین دست ارسال می شوند و سرعت سیال با توجه به اختلاف زمانی بین دو جهت محاسبه می شود.


اساس عملکرد دبی سنج های اولتراسونیک نوع زمان عبوری

اندازه گیری تفاضل زمان عبوری بر پایه قانون فیزیکی ساده ای استوار است. تصور کنید دو قایق یک رودخانه را در خط اریب مشابه، یکی در جهت جریان و دیگری در خلاف جهت آن می پیمایند. قایقی که در جهت جریان حرکت می کند به زمان خیلی کمتری برای رسیدن به سمت دیگر رودخانه احتیاج دارد. موج های فراصوتی دقیقا به همین صورت عمل می کنند. موج صوتی که در جهت جریان حرکت می کند، با سرعتی بیشتر نسبت به موجی که در خلاف جهت حرکت می کند پخش می شود. زمان عبور به صورت پیوسته اندازه گیری می شوند. اختلاف زمان عبور موجها، مستقیما متناسب با متوسط سرعت سیال است.
با توجه به رابطه نرخ دبی حجمی با سطح مقطع و سرعت متوسط، آن را می توان اندازه گیری کرد.
بنابراین اختلاف زمان عبور، اندازه گیری دقیق خطی متوسط سرعت دبی در طول مسیر اندازه گیری است. مقدار اختلاف زمان عبوری سیگنال صوتی بسیار اندک است.
مبدلهای سیگنال که پیزوها را با پالس تحریک می کنند و سیگنال های دریافتی را بررسی می کنند باید بتوانند چنین دقت زمانی را گارانتی کنند. تاکنونن از روشهای مختلفی برای چنین کاری استفاده شده است. در حال حاضر از DSP های پیجیده برای این کار استفاده می شود.


محدودیت های کاربردی

میزان گاز یا مواد جامد در مایعات نباید از حد مشخصی بیشتر شود، زیرا ممکن است باعث زیاد شدن تضعیف شود.
موج های صوتی موج های فشاری هستند که به دلیل قابلیت فشرده شدن مواد فرایندی، موجهای مکانیکی تولید می کنند. در گران روی های خیلی بالا، این حرکت محدود می شود و باعث لوگیری از پخش موج صوتی می شود. به همین دلیل است که برای گران روی محدودیت اعمال می شود. به طور کلی می توان گفت این محدودیتها شامل سیالات رایج و کاربردی نمی شود و فقط برای تعداد اندکی از موارد مهم است.
در دبی سنج های فراصوتی برای اندازه گیری دقیق و مستقل از عدد رینولدز از تعداد پرتوهای اندازه گیری بیشتری استفاده می شود.
دبی سنج های فراصوتی تک پرتویی برای دبی های آشفته مانند آب استفاده می شوند. این شکل تقریبا خطای 30% را در تغییر از جریان آشفته به آرام نشان می دهد.
دبی سنج های فراصوتی دو پرتویی خطای تقریبا 0.5 درصدی در انتقال از آرام به آشفته را نشان می دهند.


دبی سنج اولترسونیک نوع اثر داپلری

در تجهیزات اثر داپلری به اهدافی با چگالی متغیر در جریان سیال برای بازگرداندن انرژی فراصوتی نیاز است. در دبی سنج اثر داپلری یک پرتوی انرژی فراصوتی به صورت مورب نسبت به لوله ارسال می شود. بخشهایی از انرژی فراصوتی از ذرات درون مسیر چگالی متغیر باز می گردد. از آنجایی که اهداف متحرک هستند، انرژی فراصوتی بازگشتی دارای فرکانسهای متفاوتی است. مقدار اختلاف بین سیگنال اولیه و بازگشتی متناسب با سرعت سیال است.
استفاده از یک سنسور کاملا رایج است. این سنسور شامل فرستنده و گیرنده است. این دبی سنج را می توان در خارج از لوله نیز نصب کرد.


اساس عملکرد دبی سنج اولترسونیک نوع اثر داپلری

دبی سنج های داپلری همانند مترهای راداری در مسیرها عمل می کنند. یک ساطع کننده موجهای فراصوتی را در فرکانس f1 تقریبا 1 تا 5 مگا هرتز به صورت زاویه ای به سیال می فرستد. موجهای فراصوتی به ذرات متحرک در سرعت Vp برخورد می کنند. با توجه به پارامترهای موجود ، طول موج فرکانس، طول موج ذرات متحرک از ساتع کننده و با توجه به اینکه اختلاف فرکانس می تواند اندازه گیری خطی نرخ حرکت ذرات باشد، نرخ دبی حجمی قابل محاسبه می باشد.


محدودیت های کاربردی

از آنجایی که دبی سنج های داپلری به بازگشت انرژی از سیال تیه دارند، لذا اینگونه تجهیزات به ذرات جامد و حباب در اندازه های کافی نیاز دارد. همچنین دبی باید به اندازه کافی سریع باشد که بتواند مقدار مناسبی از مواد جامد و حباب را در خود معلق سازد.


مزایای دبی سنج های داپلری

• به راحتی در خطوط لوله موجود نصب می شود مانند مدل رو-بست
• بدون ساییدگی و بخش متحرک هستند.


معایب
• در این روش اندازه گیری به تعداد کافی از ذرات بازتابنده در سیال نیاز است.
• ذرات باید به اندازه کافی بزرگ باشند تا بازتابش خوبی تولید کنند.
• سرعت صوت مواد ریز باید به طور مشخص با مایعات تفاوت داشته باشد.
• سرعت صوت در سیال مستقیما در نتایج اندازه گیری تاثیر می گذارد.
• سرعت ذرات معلق اغلب به طور قابل ملاحضه ای نسبت به سرعت خود مایع متفاوت است و باعث خطا می شود.
• ته نشینی ذرات در محل پروب می تواند باعث خطا شود.

Thurleman در سال 1939 دبی سنج الکترو مغناطیسی را  اختراع  کرد. از آن موقع تا امروزه در صنعت از این دسته دبی سنج خیلی استفاده می شود.

 

کارکرد فلومتر مغناطیسی به شرح زیر است:

کارکرد دبی سنج مغناطیسی بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی میباشد. طبق قانون فارادی در میدان مغناطیسی رسانای متحرک  ولتاژ القا می شود.

E=kBDV

E همان میزان ولتاژی است که القا شده و  با عرض رسانا D  ،سرعت رسانا V، و قدرت میدان مغناطیسی B رابطه مستقیم دارد.

 

flow-meter

 

 

 

در جهت مقابل لوله سیم پیچهای میدان مغناطیسی واقع شده اند و میدان مغناطیسی  را ایجاد می کنند. زمانی که مایع رسانای فرآیندی از درون میدان با سرعت میانگین V میرود، ولتاژ القا شده را الکترودها نمایان می کنند.فاصله بین الکترودها  عرض و پهنای رسانا را مشخص می کند. پوشش داخلی ایزوله کننده باعث جلوگیری از اتصال کوتاه سیگنال به دیواره های لوله میشود.

flow-meter1.jpg

 

نظر به اینکه قدرت میدان به صورت ثابت کنترل می شود و با ثابت بودن میزان فاصله بین الکترودها ،سرعت مایع رسانا بر حسب قانون فارادی تنها متغیر در این روش میباشد. پس سرعت مایع مستقیما با ولتاژ خروجی E متناسب است.

 

V=E/kBD

 

با درنظر گرفتن این که از فرمول زیر  دبی حجمی سیال محاسبه میگردد

 

Qv=V*D2*π/4

 

داریم:

Qv=( E/kBD )*D2*π/4

flow-meter2.jpg.gif

 

 

دبی سنجهای الکترومغناطیسی از قانون القای الکترو مغناطیسی فارادی برای آشکارسازی سرعت دبی سیال استفاده می کنند.

flow-meter3.jpg

 

flow-meter4.jpg

بنابراین سیال باید هادی الکتریکی باشد نه مغناطیسی.

از سازندگان این تجهیزات می توان به شرکتهای Rosemount, Krohne, ABB, E&H, Siemens اشاره کرد.

 

مزیت دبی سنجهای مغناطیسی

مزیت دبی سنجهای مغناطیسی در این است که آنها مانع یا محدودیتی در مقابل جریان ندارند و بنابراین افت فشاری ایجاد نمی کنند و نیز شامل قسمت متحرکی که مستهلک شود، نیستند. در کاربردهایی که ذرات جامد معلق در سیال وجود دارد می توان از این نوع دبی سنج استفاده کرد. با توجه به اینکه در این روش از نمونه برداری فشار نیز استفاده نشده است امکان مسدود شدن دبی سنج وجود ندارد. دبی سنج مغناطیسی نرخ دبی حجمی عبوری را در دمای خاص، مستقل از تاثیرات گرانروی، چگالی، فشار یا آشفتگی اندازه می گیرد. مزیت دیگر این روش در این است که بعضی از انواع دبی سنجهای مغناطیسی قادر به اندازه گیری در دو جهت هستند.

دبی سنج یا فلو متر (flow meter) ابزاری است که برای اندازه گیری حجم مواد عبوری نسبت به زمان به کار میرود. در صنایعی مانند پتروشیمی ، نفت و... میبایست مقدار دقیق جریان  عبوری سیال (مثل گاز و نفت) را بدانیم. در اکثر فرآیندهای صنعتی  دانستن میزان کل فلو که بیانگر جرم ماده است حائز اهمیت میباشد. در  مواردی مانند تبادلات نفتی و کنتور گاز خانگی به علت مسائل مالی زیاد در فروش و خرید حجم مشخصی از مواد اهمیت خاصی دارد.

 

 

برای اندازه گیری فلو (جریان) روشهای مختلفی استفاده میشود که متداول ترین آنها در زیر آورده شده اند:

اندازه گیری جریان به پیتوت

اندازه گیری جریان با روش اوریفیس پلیت Orifice Plate

اندازه گیری جریان با روش روتامتری (variable area)

اندازه گیری جریان با روش توربینی Turbine

اندازه گیری جریان با روش  آلتراسونیک با پدیده دوپلر Ultrasonic: Doppler

اندازه گیری جریان با روش آلتراسونیک با روش زمان انتقال و .... Ultrasonic: Transit Time, Time of Travel, Time of Flight

اندازه گیری جریان به  روش ونتوری Orifice Plate

اندازه گیری جریان به روش گرمایی Thermal

اندازه گیری جریان به  روش کوریالیس Coriolis

اندازه گیری جریان به روش  مغناطیسی Magnetic

اندازه گیری جریان به  روش روتامتر) Variable Area (Rotameter

اندازه گیری جریان با روش جابجائی مثبت Positive Displacement

اندازه گیری جریان با روش ورتکس Vortex Shedder

اندازه گیری جریان به روش فلومتر مخصوص کانالهای باز Weir and Flume Open channel

Pitot Tube

 

فلومتر توربینی یا Turbin Flowmeter چیست؟

 

TurbineFlowmeterفلومترهای توربینی کاربری آسانی دارند و شامل یک توربین با پره های مشخص  هستند که در کنار یک سنسور ، با هر چرخش توربین بخاطر عبور جریان تعدادی پالس ایجاد میکنند مانند پراکسیمتی سوئیچ که رنج فلومتر با کالیبره کردن دستگاه  طبق مقدار جریان و تعداد پالس ایجاد شده  بدست می آید.

 

 

 

مس فلومتر یا فلومتر جرمی چیست؟ Mass Flow meter 

MassFlowmeterیک روش اندازه گیری جریان بر اساس وزن  است برای همین به آن فلومترهای جرمی یا مس فلومتر میگویند.  برای اندازه گرفتن جرم سیال عبوری  در روشهای قبلی  به اندازه گیری دانسیته مواد نیاز  بود که  محاسبه جرم خطای زیادی داشت. امروزه این اندازه گیری با فلومترهای جرمی با تکنولوژیهای کوریالیس و ترمال مس با دقت  زیادی انجام می شود. در این  گونه فلومترها، فلوی  مایع یا گاز  بطور جداگانه از فشار قابل اندازه گیری  میباشد و از خطاهای اندازه گیری فلوی سیالات گازی ناشی از تغییرات دما و فشار جلوگیری میکند.

 

فلوسوئیچ Flowswitch چیست؟

فلو سوئیچها جهت حس کردن فلوی سیال (مایع و گاز) به کار میروند و در  نقطه تنظیم مورد نظر ، خروجی سوئیچ یا ON/OFF میدهند و  Flowswitchکنترل فلوی خط را ممکن میکنند. در  رایج ترین فلو سوئیچها از یک تیغه فلزی که به  متصل یک اهرم  است استفاده میکنند. با توجه به نقطه تنظیم طول این تیغه را برش می دهند (تریم میکنند).  وقتی که جریان تنظیم شد، اهرم به یک طرف تمایل  پیدا میکند و  باعث تحریک سوئیچ  میشود.

 


پیتوت تیوب Pitot Tube

PitotTubeروش پیتوت تیوب  برای اندازه گیری جریان سیالات گازی خصوصا هوا در رنج کم به کار برده میشود. در اثر این ویژگی  در صورت ایجاد جریان هوا در یک  طرف لوله ، فشار خود  لوله بیشتر از فشار آن نقطه می شود . این روش پیتوت نام دارد.

 

 

 

 

 

 فلومتر جابجایی مثبت(Positive displacement flowmeter) چیست؟

 

Positive-displacement-flowmeter

 برای اندازه گیری دقیق پیمانه ای سیالات خصوصاً مایعات وسیکوز از  فلومترهای جابجائی مثبت استفاده میشود و  انواع مختلفی دارد.

مدل دیسک گردنده به صورت محوری Nutating disk

فلومتر ون (Rotatory Van)

فلومتر دنده ای یا Gear

فلومتر دنده ای حلزونی Helical gear flowmeter (برای مواد با ویسکوزیته بالا استفاده میشود )

فلومتر دنده ای بیضوی Ovale gear flowmeter

فلومتر دیافراگمی یا بلوز دار که ( برای گازهای شهری استفاده میگردد )

مدل پیستونی

فلومتر ورتکس Vortex Flowmeter چیست؟

VortexFlowmeteفلومتر ورتکس توسط  Theodore von Kármán کشف شد.  فلومتر ورتکس بر حسب اندازه گیری نوسانات تولید شده  پشت یک مانع در سیال کار میکند. در اکثر صنایع برای اندازه گیری جریان مایعات و گازها و بخار از فلومتر ورتکس استفاده  میشود. این فلومتر در صنایع  پتروشیمی و  شیمیائی  مانند قسمت تولید برق ... در سیالاتی نظیر هوای فشرده، بخار اشباغ، ، آب تغذیه بویلر نیتروژن، بخار بسیار داغ،گازهای دو فازی،  دی اکسید کربن، آب دمینرال، گاز دودکش، حلالها، روغن انتقال حرارت و ....  کاربرد دارد.

در فلومتر ورتکس اندازه گیری فلو به صورت حجمی میباشد. برای اندازه گیری به صورت جرمی در مواردی مانند بخار  میبایست با ترانسمیتر فشار جداگانه و  نیز سنسور دما و اتصال آنها به فلو کامپیوتر جرم عبوری یا مقدار انرژی جابجا شده را محاسبه کرد.  شکل کلی این فلومترها در تصاویر زیر قابل دیدن است.

 

فلومترهای الکترومغناطیسی Electromagnetic Flowmeter

Electromagnetic-Flowmeterطبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی و اندازه گیری تغییرات شار مغناطیسی  بواسطه ی سرعت سیال جاری فلومترهای الکترومغناطیسی میتوانند مقدار فلو را با دقت قابل قبولی اندازه گیری کنند. در سیال عبوری  با ایجاد شار مغناطیسی از فلومتر و اندازه گیری آن میتوان فلومتر الکترومغناطیسی را بدست آورد.


 آب یا سیال عبوری به  علت مکانیزم فلومتر مغناطیسی باید خواص الکتریکی و رسانائی  را تا حدی داشته باشد . در غیر این صورت اندازه گیری  دچار اخلال  میشود و میبایست از فلومترهائی با مکانیزمهای مختلف مثل فلومتر توربینی یا فلومتر ورتکس استفاده  کرد. مثلا  برای اندازه گیری فلوی آب دمینرال یا مقطر نمیتوان  فلومتر مغناطیسی را به کار برد.
فلومترهای الکترومغناطیسی حداکثر تا دمای  80 درجه کار میکنند .در کاربردهای گوناگون با توجه به لاینر داخل فلومتر ،لاینر از جنس تفلون یا هارد رابر و ... ایجاد میشود.
در زیر تصویری از فلومتر الکترومغناطیسی  آمده است.

 

فلومترهای آلتراسونیک Ultrasonic Flowmeter چیست؟

Ultrasonic-Flowmeter روشهای آلتراسونیک جز جدا ناپذیر  اکثر تجهیزات اندازه گیری  بخصوص نمونه های غیر تماسی  میباشد. در فلومترهای آلتراسونیک بر اساس خواص دوپلر فرکانسی از یه منبع تولید میشود و از سوی دیگر یک گیرنده این فرکانس را  هر لحظه کنترل میکند. اگر فلوی سیال  تغییر کند، به خاطر سرعت سیال ،فرکانس رفت و برگشت تغییر محسوسی دارد. کالیبره  کردن و اندازه گیری  تغییرات بر اساس جریان  ، اندازه گیری فلو به روش آلتراسونیک را  ممکن میکند. عملا اندازه گیری فلو به روش آلتراسونیک سختی های خود را دارد  اما روش اندازه گیری بیشتر فلومترهای اولتراسونیک مکانیزم دوپلر است.

 

 


فلومترهای کانال باز Open channel Flowmeter 

Open-channel-Flowmeter برای اندازه گیری حجم سیال عبوری مایع در یک کانال از فلومترهای کانال باز استفاده میشود. در این روش برای اندازه گیری جریان، از قبل هدایت آب در مقاطع ،مشخص میشود و اندازه گیری فاضلاب عبوری  یا تغییرات سطح آب  و کالیبره آن بر  اساس جریان است

 

 

 

 

فلومترهای اورفیس پلیت Orifice Plate flowmeter چیست؟

Orifice-Plate-flowmeter از روشهای قدیمی اندازه گیری جریان  میتوان به فلومتر های اورفیس پلیت اشاره کرد که  کارایی بالا ،طراحی ساده و قابلیت اطمینان و تکرارپذیری قابل قبولی دارند. به صفحه مسطحی که در آن یک سوراخ، بسته به محاسبات مربوط به طراحی اورفیس ایجاد شده اورفیس می گویند اساس کار بدین گونه است که  در مسیر جریان، ایجاد مانع  افت فشار در خط  و  اختلاف فشار در دو طرف،  اورفیس ایجاد میکند. با اندازه گرفتن این اختلاف فشار توسط ترانسمیتر اختلاف فشار یا گیج اختلاف فشار و به کمک فرمولهایی که در سیالات به کار میبرند  میتوان بر حسب فلو  به کالیبره ی این مقدار پرداخت.

 

 

روتامتر Rotameter چیست؟

 

Rotameterبه عنوان نمایش دهنده فلوی لحظه ای یا فلو ایندیکیتور  روتامتر جزء تکنیک سطح متغیر یا variable area  در اندازه گیری  جریان است. نمونه رایج روتامتر  از یک استوانه شیشه ای تشکیل شده که بر اساس فلوی ماده مورد نظر نسبت به زمان کالیبره شده و یک قطعه مخروط شکل فلزی که با افزایش فلو در شیشه به سمت بالا حرکت می کند.
 این روتامترها در کپسولهای اکسیژن در بیمارستانها دیده می شود.

 

 

فلومترهای مناسب برای هر محیط  به شرح زیر میباشد.

ویسکوز (چسبناک)    Variable area, Differential pressure, vane meter, Mag meter, Positive displacement, Coriolis meter

آب تمیز    Thermal meter, Variable area, Turbine, Vortex Shedder, Differential pressure, Target meter, vane meter, Paddlewheel, Mag meter, Positive displacement, Sonic

هوای فشرده    Thermal meter, Variable area

روغن روانساز    Vane flowmeter

روغن تمیز    Vane meter, Variable area , Positive displacement, Coriolis meter

سیال برودتی    Differential pressure, Target meter, Coriolis meter

مواد ساینده     Coriolis meter , Mag meter, Sonic

فیبر    Mag meter

آب سرد    Vortex Shedder, Vane meter

گاز صنعتی    Laminar flow element

بخار فوق گرم    Vortex Shedder, Differential pressure

سیال خورنده    Vortex Shedder, Vane meter, Variable area, Paddlewheel, Mag meter, Sonic

آب کثیف    Coriolis meter , Mag meter, Sonic

گاز تمیز    Laminar flow element, Thermal meter, Variable area, Turbine, Vortex Shedder, Differential pressure, Target meter, Coriolis meter

گاز کثیف    Vortex Shedder, Differential pressure, Target meter, Coriolis meter

بخار اشباع    Vortex Shedder, Differential pressure