فلومتر چیست

اندازه‌گیری جریان یکی از نیازهای حیاتی برای اطمینان از دقت و کارایی فرآیندها است. اگر در هر صنعتی مقدار پردازش سیال دقیق نباشد، با خسارات جبران‌ ناپذیری روبه‌رو می‌شوید. پس توجه به اندازه‌گیری جریان امری بسیار ضروری و از واجبات است.

جالب است بدانید که اندازه‌گیری جریان مایع یا گاز به صورت مداوم انجام می‌شود. این اقدام باعث می‌شود تا مطمئن شوید، که تمامی فرآیندهای کاری از جمله انتقال مایعات و کنترل سیال با دقت، روان و ایمنی لازم صورت می‌گیرد.

همانطور که میدانیم از اصول اندازه‌گیری اینست که باید با دقت و درست انجام شود. برای این کار، از دستگاه‌هایی استفاده می‌گردد که توانایی اندازه‌گیری دقیق جریان را دارند. کاربرد دستگاه‌های مناسب برای سنجش نیز امری بسیار حیاتی است. این دستگاه‌ها باید دارای تکرار پذیری و قابلیت اطمینان بالا باشند، تا اندازه‌گیری صحیحی انجام شود.

دبی سنج ها در چندین نوع ساخته شده‌اند که هر کدام از، فناوریهای مختلفی برای تشخیص جریان سیال استفاده می‌کند. دقت اندازه‌گیری هر نوع نسبت به انواع دیگر فرق می‌کند. حتی می‌توان گفت کاربرد صحیح این تجهیزات نیز در دقت آن موثر است. از این رو بیشترین کاربرد‌های یک دبی سنج می‌توان به اندازه گیری جرم و حجم (بخارات – مایعات – گازها) از یک لوله در واحد زمان است.

فلو چیست؟

به مقدار معین یک ماده از نظر جرم یا حجم که در واحد زمان از لوله‌ای عبور می‌کند را فلو می‌نامند.

لیست انواع فلومتر

• جرمی کوریولیس
• الکترومغناطیسی
• جابجایی مثبت
• دیفرانسیلی البو
• لوله پیتوت
• ونتوری
• اوریفیس
• مکانیکی ( توربینی)
• التراسونیک
• ورتکس (گردابی)
• حرارتی
• کانال باز

همه این تجهیزات در اصل کار یکسانی را انجام می‌دهند، این تجهیزات با ردیابی جریان عبوری سیال، در یک بازه زمانی مشخص دبی را تشخیص داده و بر روی نمایشگر خود نشان می‌دهند. حتی قادرند با انتقال سیگنال استاندارد جریانی 4 الی 20 میلی آمپر به اتاق کنترل فلوی خطوط را به اصطلاح مانیتورینگ کنند.

فلومتر چگونه کار می‌کند؟

این دستگاه‌ها از دو روش (جرم یا حجم) برای اندازه گیری جریان استفاده می‌کنند.

• روش جرمی: جرم را می‌توان با واحد t/h تن بر ساعت، kg/h کیلوگرم بر ساعت و g/min گرم بر دقیقه بیان کرد.
• روش حجمی: حجم را می‌توان به صورت m3/h متر مکعب بر ساعت، L/h لیتر بر ساعت و ml/min میلی لیتر بر دقیقه بدست آورد.

 

فلومتر جرمی کوریولیس Coriolis

فلومترهای جرمی کوریولیس از دسته مس Mass فلومترها هستند. این نوع فلومتر برای اغلب مایعات و گاز‌ها مناسب است و قیمت نسبتا بالایی برای خرید این فلومتر باید هزینه کنید.

یعنی جرم سیال را از طریق اینرسی اندازه گیری می‌کند و به طور گسترده به عنوان دقیق ترین نوع دبی سنج در بسیاری از کاربردهای صنعت نفت و گاز برای اندازه گیری دبی جرمی مورد استفاده قرار می‌گیرد

فلومترهای الکترومغناطیسی Electromagnetic Flow Meters

فلومترهای الکترومغناطیسی که گاهی اوقات مغناطیسی یا ماگ متر نیز نامیده می‌شوند. دبی سنج های الکترومغناطیسی با سنجش ولتاژ تولید شده، قادرند نرخ جریان را با دقت بالایی ردیابی کنند.از الکترودها برای اندازه گیری جریان سیال استفاده می‌کنند. این الکترودها در دو طرف سطحی که مایع از آن جریان می‌یابد قرار گرفته و میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند.فلومترهای الکترومغناطیسی معمولاً تعمیر و نگهداری کمی دارند، زیرا هیچ بخش مکانیکی ندارند که بتواند خراب شود. علاوه بر این، از آنجایی که اجزایی ندارند که به طور مستقیم در مسیر آب باشد، مانع از عبور سیال نمی‌شوند. این بدان معناست که در طول فرآیند اندازه گیری، هیچ تخریبی در جریان سیال وجود ندارد.

 

 

 

                                                                                                                                                                                                                                                             

فلومترهای جابجایی مثبت PD

فلومتر جابجایی مثبت (PD) نوعی جریان سنج مکانیکی است. این فلومترها برای عملکرد خود نیازی به منبع تغذیه ندارند و برای نصب نیازی به لوله های مستقیم بالادست و پایین دست ندارند. فلومتر PD برای اندازه‌گیری جریان سیالات چسبناک، مانند روغن‌ها، سوخت‌ها و حلال‌هایی که اندازه‌گیری آن‌ها برای انواع دیگر فلومترها دشوار است، ایده‌آل هستند.

انواع فلومترPD یا جابجایی مثبت

• دنده بیضی
• پره چرخشی
• دیسک متحرک
• پیستونی
• هلیکس

                                                                                                                                                                     

 

 

 

فلومتر ونتوری Venturi Flow Meter

ونتوری متر نوعی فلومتر است که بر اساس اصل معادله برنولی کار می‌کند و از دسته فلومتر های تفاضلی هستند. این دستگاه به طور گسترده در صنایع آب، شیمیایی، دارویی و نفت و گاز برای اندازه گیری دبی سیالات داخل پایپ (لوله) استفاده می شود.

طراحی و ساختار فلومتر ونتوری بطوری است که در بخشی سطح مقطع لوله ونتوری، کاهش می یابد تا سرعت سیال افزایش یابد. سپس با استفاده از یک مانومتر یا پرشر ترانسمیتر، فشار را اندازه گیری می‌کنند، تا میزان جریان سیال را تعیین شود. بنابراین، ونتوری یک فلومتر از نوع دیفرانسیلی است که انرژی فشار را به انرژی جنبشی تبدیل می کند. اصل Venturi meter توسط Giovanni Batista Venturi اختراع شد.

 

فلومتر اوریفیس Orifice Flow Meter

اوریفیس متر اساساً نوعی فلومتر است که برای اندازه گیری میزان جریان مایع یا گاز، به ویژه بخار، با استفاده از اصل اندازه گیری فشار تفاضلی استفاده می شود. این فلومتر ها بیشتر برای کاربردهای قوی استفاده می شود، زیرا به دلیل دوام و مقاومت بالای آن شناخته شده است و بسیار مقرون به صرفه است.

با نزدیک شدن سیال به دهانه اوریفیس فشار کمی افزایش می یابد و با عبور از دهانه، فشار به طور ناگهانی کاهش می یابد. کاهش آن تا رسیدن به نقطه-ونا کانتراکتا ادامه می‌یابد و سپس به تدریج افزایش می‌یابد.

نقطه ضعف این نوع فلومترها این است که فشار را کاهش می‌دهد و می‌تواند جریان سیال را کاهش دهد و باعث افت دائمی فشار شود. این نوع دبی سنج ها در کاربردهایی که نیاز به حداکثر فشار در سراسر سیستم دارند نامطلوب هستند.

---

---

---

 

 

فلومترهای مکانیکی (توربین) یا پروانه‌ای

دبی سنج های توربینی از نوع مکانیکی بوده که جریان سیال را بر اساس چرخش پره یا توربین اندازه گیری می‌کند. از رایج ترین نوع این فلومتر ها دبی سنج ها فلومتر پروانه است. این نوع دبی سنج با اندازه گیری سرعت چرخش پروانه یا سایر اجزای مکانیکی می‌تواند دبی را با دقت بالایی ثبت کند. کنتور آب خانگی از ساده ترین نوع فلومتر پروانه‌ای است.از معایب فلومتر پروانه‌ای فرسوده شدن قطعات مکانیکی در اثر عبور سیال می‌باشد. همچنین این تجهیزات به تعمیر و نگهداری نسبتا بالایی نیاز دارند.

فلومتر التراسونیک Ultrasonic Flow Meter

فلومتر التراسونیک از امواج التراسونیک (امواج مکانیکی یا صوتی) برای اندازه گیری سرعت حرکت مایع استفاده می‌کند. با تزریق امواج به سیال و انعکاس امواج از سیال به گیرنده دستگاه، می‌توانند نرخ جریان را بصورت آنی تشخیص دهند. از انواع این تجهیزات میتوان به دبی سنج گیره‌دار که برای مایعات، بخار و گازهای فشار قوی مناسب هستند اشاره کرد.کاربردهای فلومتر التراسونیک در نفت و گاز، تصفیه‌خانه آب و فاضلاب، صنایع غذایی و نوشیدنی، صنعت تولید دارو، کارخانه ذوب فلزات و معادن می‌باشد.فلومترهای التراسونیک دارای قطعات مکانیکی کمی هستند، در نتیجه تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند. اما از معایب جریان سنج های مغناطیسی می‌توان به خوانش های غیر دقیق سیالات حاوی خاک یا حباب هوا اشاره کرد چون سرعت حرکت امواج صوتی در عبور از مواد مختلف فرق می‌کند، از این رو حتی مقادیر کمی از آلاینده‌های داخل سیال باعث خطا در اندازه‌‌گیری جریان سیال می‌شود.

                                                                                                                                                     

فلومتر گردابی (ورتکس) Vortex Flow meter

فلومترهای گردابی با استفاده از اصلی به نام اثر فون کارمان کار می‌کنند.یعنی فلوی سیال بوسیله اندازه‌گیری فشار دیفرانسیل ایجاد شده توسط یک مانع در مسیر سیال، قابل تشخیص است. چون تغییرات فشار دیفرانسیل باعث ایجاد یک گرداب می‌شود، به همین دلیل به این نوع جریان سنج، فلومتر ورتکس (گردابی) می‌گویند. فرکانس ریزش گرداب مستقیماً با میانگین سرعت جریان و در نتیجه با جریان حجمی متناسب است.

از ویژگی های این نوع می‌توان به:

• مناسب برای اندازه گیری اغلب سیالات (مایعات، گازها و بخار)
• محدوده تحمل دمایی بالا
• پایداری بلند مدت
• عمدتا تحت تأثیر تغییرات فشار، چگالی، دما و ویسکوزیته قرار نمی گیرند.

 

FLOWMETER