• تلفن : 02122903390
  • ایمیل: contact@email.com

فلومتر

فلومتر یا (جریان سنج) چیست ؟

فلو متر یا دبی سنج (flow meter) وسیله ای است که حجم مواد عبوری را نسبت به زمان اندازه گیری می کند. در بیشتر صنایع از جمله صنایع نفت و پتروشیمی و گاز دانستن مقدار دقیق فلو یا جریان عبوری سیالی مانند گاز و یا نفت مهم می باشد. توجه به این نکته که میزان کل فلو که معرف جرم ماده مصرفی است در بسیاری موارد نظیر پروسه های صنعتی کاربرد دارد. همچنین اندازه گیری دقیق فلو به دلیل ملاحظات مالی در فروش وخرید حجم مشخصی از ماده و کالا مانند کنتور گاز خانگی و تبادلات نفتی و ...اهمیت ویژه ای دارد.

 تکنیک های مختلفی برای اندازه گیری فلو به کار می رود که می توان به پاره ای از متداول ترین آنها در زیر اشاره کرد.

  • اندازه گیری جریان به روش جابجایی مثبت Positive Displacement
  • اندازه گیری جریان به روش اوریفیس پلیت Orifice Plate
  • اندازه گیری جریان به روش توربینی Turbine
  • اندازه گیری جریان به روش روتامتری (variable area)
  • اندازه گیری جریان به روش آلتراسونیک با پدیده دوپلر Ultrasonic: Doppler
  • اندازه گیری جریان به روش آلتراسونیک با روش زمان انتقال و .... Ultrasonic: Transit Time, Time of Travel, Time of Flight
  • اندازه گیری جریان به روش  مغناطیسی Magnetic
  • اندازه گیری جریان به روش ورتکس Vortex Shedder
  • اندازه گیری جریان به وسیله  فلومتر مخصوص کانال های باز Weir and Flume Open channel
  • اندازه گیری جریان به روش کوریالیس Coriolis
  • اندازه گیری جریان به روش گرمائی Thermal
  • اندازه گیری جریان به روش پیتوت Pitot Tube

فلو متر توربینی یا Turbine Flowmeter

 

فلومترهای توربینی مکانیزم ساده ای دارند و از یک توربین با پره های مشخص تشکیل شده که در کنار یک سنسور برای مثال پراکسیمتی سوئیچ با هر گردش توربین در اثر عبور جریان و فلو تعدادی پالس تولید می کنند که با کالیبرۀ دستگاه بر اساس مقدار فلو و تعداد پالس ایجاد شده رنج فلومتر به دست می آید.

فلومترهای جرمی یا مس فلومتر Mass Flowmeter

یکی دیگر از روش های اندازه گیری فلو بر حسب وزن می باشد که به فلومترهای جرمی یا مس فلومتر مشهورند. در روش های متداول قبل برای اندازه گیری جرم سیال عبوری نیاز به اندازه گیری دانسیته مواد داشت که عملاً محاسبه جرم با خطای بسیار همراه می گردید. در حال حاضر انواع فلومترهای جرمی با تکنولوژی های کوریالیس و ترمال مس این اندازه گیری را با دقت بالا انجام می دهند. در این فلومترها، فلوی سیال مستقل از فشار، قابل اندازه گیری است و شما را از خطاهای اندازه گیری فلوی سیالات گازی ناشی از تغییرات دما و فشار مصون نگه می دارد.

فلو سوئیچ Flow switch

فلو سوئیچ ها به سادگی با مکانیزم های مختلفی که برای حس کردن فلوی سیال دارند در ست پوینت یا نقطه تنظیم مورد نظر خروجی سوئیچ یا ON/OFF می دهند و به شما امکان کنترل فلوی خط را می دهند. معمولاً ساده ترین روش ها، پر کاربردترین آنها می باشند و در فلو سوئیچ های بسیار رایج از یک تیغه فلزی که به یک اهرم متصل است استفاده کرده و با توجه به ست پویت طول این تیغه را برش می دهند یا اصطلاحاً تریم می کنند. زمانی که فلو به مقدار مورد تنظیم شما رسید اهرم به یک طرف متمایل شده و سوئچ را تحریک می کند. در نمونه های پیشرفته تر این سوئیچ به صورت غیر تماسی برای مثال به کمک خاصیت مغناطیسی انتهای اهرم که باعث تحریک رید رله خروجی میشود استفاده می کنند.

پیتوت تیوب Pitot Tube

 

در اندازه گیری فلو سیالات گازی خصوصاً هوا در رنج کم معمولاً از روش پیتوت تیوب استفاده می گردد. این خاصیت که در صورت ایجاد جریان هوا در یک سر لوله ، فشار آن نقطه از فشار خود لوله کمتر می شود، مکانیزم اندازه گیری روش پیتوت می باشد.

 فلومترهای جابجایی مثبت Positive displacement flowmeter

 

فلومترهای جابجایی مثبت برای اندازه گیری دقیق پیمانه ای سیالات خصوصاً مایعات ویسکوز مورد استفاده قرار می گیرند و خود به انواع مختلفی تقسیم می گردند:

  • فلومترمدل پیستونی
  • فلومتر دنده ای یا Gear
  • فلومتر دنده ای بیضوی Ovale gear flowmeter
  • فلومتر دنده ای حلزونی Helical gear flowmeter (برای مواد با ویسکوزیته بالا استفاده می شود )
  • مدل دیسک گردنده به صورت محوری Nutating disk
  • فلومتر دیافراگمی یا بلوز دار که برای گازهای شهری استفاده میگردد .
  • فلومتر ون (Rotatory Van)

فلومتر ورتکس Vortex Flowmeter

 

فلومتر ورتکس بر مبنای پدیده ای در دینامیک سیالات که توسط دانشمندی به نام Theodore von Kármán کشف گردیده است، کار می کند. در عمل فلومتر ورتکس با مکانیزمی بر اساس اندازه گیری نوسانات ایجاد شده در پشت یک مانع در سیال کار می کند. فلومتر ورتکس در بسیاری از صنایع برای اندازه گیری مایعات و گازها و بخار مورد استفاده قرار می گیرد. در صنایع شیمیایی و پتروشیمی و همچنین در قسمت تولید برق ... در سیالاتی نظیر بخار اشباغ، بخار بسیار داغ، هوای فشرده، نیتروژن، گازهای دو فازی، گاز دودکش، دی اکسید کربن، آب دمینرال، حلال ها، روغن انتقال حرارت، آب تغذیه بویلر و .... می توان از این فلومتر استفاده کرد.

اندازه گیری فلو در فلومتر ورتکس به صورت حجمی بوده که البته برای اندازه گیری به صورت جرمی در مواردی مانند بخار بایستی با استفاده ترانسمیتر فشار جداگانه و همچنین سنسور دما و اتصال آنها به فلو کامپیوتر به محاسبه جرم عبوری یا مقدار انرژی جابجا شده پرداخت. در تصاویر زیر شکل کلی این فلومترهای آمده است.

فلومترهای الکترومغناطیسی Electromagnetic Flowmeter

 

  فلومترهای الکترومغناطیسی با استفاده از قانون القای الکترومغناطیسی فارادی و اندازه گیری تغییرات شار مغناطیسی در اثر سرعت سیال جاری می توانند مقدار فلو را با دقت قابل قبولی اندازه گیری کنند. در حقیقت با ایجاد شار مغناطیسی در سیال عبوری از فلومتر و اندازه گیری آن می توان به یک فلومتر الکترومغناطیسی دست پیدا کرد. به دلیل مکانیزم فلومتر مغناطیسی بایستی آب یا سیال عبوری خواص الکتریکی و رسانایی تا اندازه ای داشته باشد و در غیر این صورت اندازه گیری با اخلال مواجه می شود و بایستی از فلومترهائی با مکانیزم های متفاوت نظیر فلومتر ورتکس یا فلومتر توربینی استفاده نمود. برای مثال از فلومتر مغناطیسی برای اندازه گیری فلوی آب دمینرال یا مقطر نمی توان استفاده نمود. فلومترهای الکترومغناطیسی معمولاً در دماهای حداکثر 80 درجه کار می کنند و با توجه به لاینر داخل فلومتر در کاربردهای مختلف لاینر از جنس تفلون یا هارد رابر و ... ساخته می گردد.

  فلومترهای آلتراسونیک Ultrasonic Flowmeter

 

امروزه روش های آلتراسونیک جزء لاینفک بیشتر تجهیزات اندازه گیری ابزار دقیق مخصوصاً نمونه های غیر تماسی گردیده است. در فلومترهای آلتراسونیک که در حوزه وسیعی از سیالات اعم از گازها و مایعات کاربرد دارند با توجه به خواص دوپلر که در فیزیک با آن آشنا هستید فرکانسی از یک منبع تولید شده و از طرف دیگر یک گیرنده این فرکانس را لحظه به لحظه چک می کند. در صورتی که فلوی سیال دچار تغییر می شود این فرکانس رفت و برگشت تغییر به خاطر سرعت سیال تغییر محسوسی خواهد داشت. اندازه گیری و کالیبره این تغییرات بر حسب فلو به شما امکان اندازه گیری فلو به روش آلتراسونیک را خواهد داد. در عمل تکنیک اندازه گیری فلو به روش آلتراسونیک پیچیدگی های خود را خواهد داشت ولی اساس اندازه گیری اکثر فلومترهای اولتراسونیک مکانیزم دوپلر می باشد.

فلومترهای کانال باز Open channel Flowmeter 

 

فلومترهای کانال باز جهت اندازه گیری حجم سیال عبوری مایع در یک کانال مورد استفاده قرار می گرد. اساس کار در اندازه گیری فلو در این روش هدایت آب در مقاطع از قبل تعریف شده و اندازه گیری تغییرات سطح آب یا فاضلاب عبوری و کالیبره آن بر حسب فلو میباشد .

فلومتر های اورفیس پلیت Orifice Plate flowmeter 

 

فلومتر های اورفیس پلیت از قدیمی ترین روش های اندازه گیری فلو محسوب می شوند که با طراحی نسبتاً ساده، کارایی بالا و قابلیت اطمینان و تکرارپذیری قابل قبولی ارائه می دهند. اورفیس به صفحه مسطحی می گویند که در آن یک سوراخ، بسته به محاسبات مربوط به طراحی اورفیس ایجاد گردیده است. اساس کار بر این اصل استوار است که ایجاد مانع در مسیر فلو باعث ایجاد افت فشار در خط و ایجاد اختلاف فشار در دو طرف اورفیس می گردد. با اندازه گیری این اختلاف فشار به کمک ترانسمیتر اختلاف فشار یا گیج اختلاف فشار و با فرمول هایی که در سیالات استفاده میکنند می توان این مقدار را بر حسب فلو کالیبره کرد.

روتامتر Rotameter

 

روتامتر به عنوان نمایش دهنده فلوی لحظه ای یا فلو ایندیکیتور جزء روش های از تکنیک سطح متغیر یا variable area  در اندازه گیری فلو استفاده می کند. نمونه رایج روتامتر از یک استوانه شیشه ای که بر حسب 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 تشکیل شده است. شما باید نظیر این روتامترها را در کپسول های اکسیژن در بیمارستان ها دیده باشید. در صنعت با توجه به دمای سیال مورد نظر، همچنین چگالی یا ویسکوزیته ماده، همچنین فشار آن روتامتر را کالیبره می کنند.

در ادامه فلومترهای مناسب برای هر محیط را معرفی می کنیم :

آب سرد    Vortex Shedder, Vane meter

روغن روانساز    Vane flowmeter

گاز صنعتی    Laminar flow element

هوای فشرده    Thermal meter, Variable area

روغن تمیز    Vane meter, Variable area , Positive displacement, Coriolis meter
سیال خورنده    Vortex Shedder, Vane meter, Variable area, Paddlewheel, Mag meter, Sonic
گاز تمیز    Laminar flow element, Thermal meter, Variable area, Turbine, Vortex Shedder, Differential pressure, Target meter, Coriolis meter

مواد ساینده     Coriolis meter , Mag meter, Sonic

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

سیال برودتی    Differential pressure, Target meter, Coriolis meter 

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

آب کثیف    Coriolis meter , Mag meter, Sonic

فیبر    Mag meter

بخار اشباع    Vortex Shedder, Differential pressure

بخار فوق گرم    Vortex Shedder, Differential pressure

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

مجموعه: ابزار دقیق خواندن 1194 دفعه
محتوای بیشتر در این بخش:

جستجو