دبی سنجهای گردابی چیست؟

دبی سنجهای گردابی میتوانند بوسیله تولید گرداب ، دبی بخار، گاز و مایع را  اندازه بگیرند.  اگر در مسیر جریان سیال ، مانعی وجود داشته باشد ، جریان گردابی ایجاد میشود. منظور از مانع جسم سخت و محکم در مسیر سیال است . مانع در مسیر پائین دست خود حرکت چرخشی تولید میکند.

 

 

زمانی که گردابها شکل میگیرند و جاری میشوند در فشار تفاضلی تولید شده، تغییری ایجاد میشود در نتیجه برای به کارانداختن سنسوری در فرکانس مناسب این تغییر فشار با جریان گردابی به کار می رود. در جریان پیوسته سیال، یک سری از گردابها، پالسهای الکتریکی را با فرکانسی متناسب با سرعت سیال تولید می کنند. سرعتی که بدست  می آید  قادر به تبدیل به نرخ جریان حجمی است. خروجی دبی سنج گردابی به فاکتور k  وابسته است. فرکانس گردابهای تولیدی در سرعت سیال  همان فاکتور k  می باشد.

 

 

 

Fluid vrlocity = Vortex Frequency / k-factor

 

 با تغییر عدد رینولدز فاکتور k تغییر می کند. گر چه عملا در محدوده گسترده ای از دبی ثابت است. در صورت کار کردن دبی سنجهای گردابی در رنج تخت (flat range)، رابطه سرعت با نرخ دبی بصورت خطی است.

 

 

 

 

اساس عملکرد فلومتر Vortex (جریان سنج گردابی)

 

اگر توپک در مسیر لوله ای که حاوی جریان سیال است قرار گیرد، لایه ای مرزی تشکیل می شود که در سطح بدنه توپک گسترش می یابد. به دلیل اندازه حرکت ناکافی و گرادیان فشار معکوس، جدایی اتفاق می افتد و برش لایه ای (shear layer) ناپایدار ایجاد می شود. این لایه برش یافته به گردابهایی تبدیل می شود که از کنار توپک شروع به پخش شدن می کند. فرکانسی که در آن جفت گرداب جاری می شود متناسب با سرعت سیال است. از آنجایی که فرآیند ایجاد . جاری شدن گردابها تکرار پذیرند، از این روش می توان برای مشخص کردن دبی استفاده کرد.

 

برای آشکار کردن جریان جفت گردابها یعنی تبدیل تغییرات فشار و سرعت ناشی از گردابها به سیگنالهای الکتریکی از سنسورهایی استفاده می شود.

 

عدد st ، strouhal، فرکانس تولید جفت گردابها (f)، مشخص ابعادی مانع توپک، d، و سرعت سیال را به هم مرتبط می سازد.

 

U=(f*d)/st

 

عدد st معمولا مستقل از چگالی، فشار، گران روی و پارامترهای دیگر فیزیکی است. در چنین موقعیتی سرعت دبی مستقیما متناسب با فرکانس جاری شدن جفت گردابها است. یعنی نرخ پالس های گرداب عبارتست از:

 

U=ξ*f

 

که در آن :

 

ξ : ثابت است برابر با d/st

 

و نرخ دبی حجمی در چنین موقعیتی با رابطه زیر بیان می شود.

 

Qv=A*U=[(A*d)/st]*f

 

فاکتور K برای دبی سنج گردابی با عدد strouhal متناسب است.

 

K=st/[A*d]=f/qv

 

بنابراین :

 

qv=f/k

 

اگر چگالی سیال در دما و فشار عملیاتی مشخص باشد می توان دبی جرمی را از رابطه زیر بدست آورد:

 

qm=ρf*f/k

 

 

 شکل های موانع بادی ( مربع ، مستطیل ، T شکل ، ذوزنقه ای ) است.

 

دقت اندازه گیری در چنین کاربرد هایی در حدود 5% از مقدار واقعی است ، اما با قابلیت تکرار پذیری خوب می باشد.

 

 

نحوه نصب دبی سنج گردابی

 

 

 

در شکل زیر نحوه نصب این فلومتر گرذلبی در شرایط گوناگون ترسیم شده است:

 

 

 

 

 

 

 

رابطه افت فشار در اثر مانع نیز در مثال زیر آمده است:

منبع:

http://kalatajhiz.com/flow-measurement-training/1771-vortex-flowmeter

دبی سنج مغناطیسی چیست؟

در سال 1939 دبی سنج الکترو مغناطیسی توسط Thurleman اختراع  شد. از زمانهای گذشته تاکنون این دسته دبی سنج در صنعت خیلی کاربرد دارد.

 
عملکرد دبی سنج مغناطیسی طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی هست. در میدان مغناطیسی رسانای متحرک طبق قانون فارادی ولتاژ القا می شود.
E=kBDV
 
E میزان ولتاژ القا شده میباشد و  رابطه مستقیم با سرعت رسانا V ، عرض رسانا D و قدرت میدان مغناطیسی B دارد.

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

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.
منبع :
http://kalatajhiz.com/flow-measurement-training/1770-flow-meter

گیج دما چیست؟

دماسنج های عقربه ای یا  گیج دما ، یک نمایشگر آنالوگ میباشند که دمای نقطه ای مشخص میباشد که با توجه به کارکردشان به دو نوع تقسیم می شوند :

دماسنج های بی متال  Bimetal 

دماسنج های پرشده  actuated

 

دما سنج های بی متال

طریقه کارکرد حرارت سنج بیمتال طبق کاهش یا افزایش طول یک فلز براساس تغییرات حرارت سنج است .

طبق قابلیت نشان داده شده در شکل بالا، داخل گیج دما، دو عدد فلز با ضریب انبساط طولی مختلف متصل به هم هستند و به صورت یک کویل  میباشند. یک سر کویل آزاد  و سر دیگر آن  ثابت میباشد. اگر دما تغییر کند، قسمت انتهای آزاد کویل که متصل به عقربه میباشد شروع به چرخیدن میکند  و میزان دما بوسیله عقربه نمایش داده می شود.

-دما سنج های پر شده:

2-1-دماسنج پر شده از جیوه با نشاندهی سیستم فشار

این نوع دماسنج با استفاده از تغییر فشار جیوه ناشی از تغییر دما کار می‏کند، یعنی تغییر دمای حسگر گرمایی سبب تغییر فشار جیوه پر شده می‏گردد و بدینوسیله دما توسط یک فشار سنج عقربه ای که بر اساس دما کالیبره شده است نمایش داده می شود.

2-2-دماسنج پر شده از مایع با نشاندهی سیستم فشار

این نوع دماسنج با استفاده از تغییر فشار مایع ناشی از تغییر دما کار می‏کند، یعنی تغییر دمای حسگر گرمایی سبب تغییر فشار مایع پر شده می‏گردد و بدینوسیله دما نشان داده می‏شود. مایع پر شده می‏تواند الکل‏،نفت و غیره باشد.

 

2-3-دماسنج با نشاندهی سیستم فشار بخار

این نوع دماسنج حاوی مایع فرار در داخل حسگر گرمایی بوده و تغییر دمای حسگر گرمایی سبب تغییر فشار بخار اشباع شده مایع پر شده می‏گردد و بدینوسیله دما نشان داده می‏شود.

2-4-دماسنج با نشاندهی سیستم فشار گاز

در این نوع دماسنج تغییر دمای حسگر گرمایی سبب تغییر فشار گاز پر شده می‏گردد و بدینوسیله دما نشان داده می‏شود. گاز پر شده باید گازی بی ‏اثر نظیر نیتروژن یا هلیوم باشد.

مهمترین کاربرد ترمومترهای پرشده، برای مواقعی است که پراب دما بیش از 1 متر با نمایشگر عقربه ای فاصله داشته باشد. به این مدل ها کاپیلاری دار یا دنباله دار می گویند که دنباله بین 1 تا 5 متر می تواند باشد.(شکل فوق- مدل وسط)

 

پارامترهای مهم در انتخاب یک گیج دما عقربه ای :

• قطر صفحه نمایش مثال : 6 سانت یا 10 یا 16
• رنج دمایی مثال : 0-100 درجه (ماکزیمم 500 درجه سانتیگراد)
• مکان اتصال دنباله : از زیر، سر تلسکوپی و از پشت (شکل زیر به ترتیب از چب به راست)
• جنس بدنه و غلاف
• پراب 5 یا 10 سانت یا 20 سانت یا کاپیلاری دار (متراژ دنباله)

منبع:

http://kalatajhiz.com/temperature-measurement-training/1678-temperature-gauge

ترمومتر دیجیتال پرتابل چیست؟

ترمومتر های دیجیتالی پرتابل یا قابل حمل (Portable Digital Thermometer) در اندازه گیری و کنترل دما  کاربرد دارند ؛ در نگاه اول ترمومتر ها  شبیه به مولتی متر  هستند. ترمومترهای دیجیتالی برای سنسور دما دارای یک یا چند ورودی (ترموکوپل نوع K، J، Pt100 و...) هستند. ترمومترها  برای نمایش دما به فارنهایت یا درجه سانتیگراد دارای صفحه نمایشگر دیجیتال هستند. امکان تست وبررسی چندین نمونه دما در مکان ها و زمان های مختلف و پرتابل بودن  ازویژگی های این حرارت سنج های دیجیتالی می باشد . سنسور های دمایی مثل  Pt100  در مکانی ثابت می شوند و فقط دمای همان نقطه را نمایش می دهد.



این ترمومتر ها قابلیت اندازه گیری همزمان دما از دو  تا 12 نقطه را دارد.شکل زیر بیانگر مثالی از حرارت سنج 4 کاناله با قابلیت اندازه گیری دما و نمایش همزمان دما  است.



ترمومتر (حرارت سنج)همراه با دیتالاگر :

ترمومترهای دیجیتال در مدل های ساده خود شامل نمایشگر آنلاین دما هستند اما مدل های جدید ترمومترها دیتالاگر دارند. دیتالاگر حافظه ی دستگاه می باشد که قابلیت ذخیره داده  را دارد. به عنوان نمونه تا 32000 مورد در زمان های از پیش تعیین شده دارد و بوسیله پورت RS-232 دستگاه تحت نرم افزار مربوط به همان ترمومتر به رایانه قابل انتقال هست. معمولا کابل دیتالاگر RS-232 می باشد که در بعضی برندها کابل بصورت USB می باشد که باید درایور مربوطه نیز نصب گردد. نرم افزار مخصوص دستگاه نیز اینترفیسی برای نمایش آنلاین و داده های از قبل ذخیره شده ترمومتر به صورت عددی، نموداری و ... می باشد.




پراب های اندازه گیری دما :

پراب های اندازه گیری دما در ترمومتر های دیجیتال بسته به نوع کاربرد متفاوت است. در جدول زیر پرکاربردترین پراب ها آورده شده است:



به طور مثال در شکل فوق پراب ها از چپ به راست: پراب سیمی (مناسب برای اندازه گیری دماهای زیر 250 درجه سانتیگراد)، پراب میله ای PT100 (رنج : 50- تا 400 درجه سانتیگراد مناسب برای اندازه گیری دقیق دما)، پراب ترموکوپلی میله ای (مناسب برای اندازه گیری دما تا 1000 درجه سانتیگراد)، پراب ترموکوپلی سطحی (مناسب برای اندازه گیری دمای سطح مانند کوره تا 1200 درجه سانتیگراد)

 
پارامترهای مهم در انتخاب ترمومتر دیجیتالی پرتابل :

    تعداد سنسورهای ورودی
    نوع سنسور ترموموکوپل یا Pt100
    محدوده دمایی
    قابلیت اتصال به کامپیوتر و ذخیره اطلاعات (دیتالاگر)



منبع:http://kalatajhiz.com/temperature-measurement-training/1677-portable-digital-thermometer

حسگر مقاومتی دما چیست؟

RTD یا حسگرهای مقاومتی دما مخفف کلمه  Resistance Temperature Detector میباشد. این نوع از سنسورها ،یک نوع سنسور خطی در اندازه گیری دما میباشند. سیگنال خروجی این سنسورهای خطی به صورت یک سیگنال مقاومتی  هستند. اگر RTD را در یک بازوی پل وتستون جایگذاری کنیم میتوانیم مقدار مقاومت را اندازه گیری کنیم. میتوان  با استفاده از روش های استاندارد RTD (مثلا استاندارد IEC 751) یا معادله Callendar-Van Dusen مقاومت RTD اندازه گیری شده را تبدیل به مقدار دمای متناظرش کرد.

برای مشاهده ادامه مطلب به سایت زیر مراجعه نمایید.

http://kalatajhiz.com/temperature-measurement-training/1650-rtd-resistance-temperature-detector

ترمیستور چیست؟

ترمیستور به مقاومت هایی  گفته میشود که نسبت به دما حساس هستند که این مقاومت ها از مواد  نیمه رسانا یا نیمه هادی درست می شوند. thermistor  کوتاه شده کلمات temperature sensitive resistors است. رابطه مقاومت الکتریکی با دما در ترمیستور به شکل غیر خطی تغییر می کند. رنج اندازه گیری ترمیستور بین 70- تا 150 و نهایتا تا 316 درجه سانتی گراد است. مقاومت ترمیستور در اکثر کاربردها در  رنج  100 تا 100 کیلو اهم و در دمای 25 درجه سانتی گراد میباشد.

مشاهده ادامه مطلب در

http://kalatajhiz.com/temperature-measurement-training/1648-thermistor

ترموکوپل چیست؟

اندازه گیری دما روش های مختلفی دارد که به دسته های زیر تقسیم میشوند

1- روش لیزری یا غیر تماسی که شامل موارد زیر است:

صوتی
مادون قرمز


2- روش تماسی که شامل موارد زیر است:
ترمیستور
ترموکوپل
RTD


تعریف ترموکوپل ؟

ترموکوپل ها معمولترین وسیله در صنعت برای اندازه گیری دما بصورت الکتریکی هستند. عملکرد ترموکوپل ها بر اساس پدیده Seebeck است. کار ترموکوپل این است که تغییرات دما را به ولتاژ تبدیل میکند.

مشاهده ادامه مطلب در  http://kalatajhiz.com/temperature-measurement-training/1480-thermacouple

ثبات یا دیتالاگر یا ثبت کننده داده ( داده بردار ، Data Logger) چیست؟

 

ثبات یا دیتالاگر یا ثبت کننده داده ( داده بردار ، Data Logger)  برای ذخیره داده هایی که توسط خودمان یا  یک دستگاه خارجی یا یک حسگر در طول زمان اندازه گیری کردیم به کار می رود. اکثر ثبات ها یا دیتالاگرها قابل حمل و کوچک هستند و دارای کاربرد آزمایشگاهی هستند . دیتالاگر یا ثبات ها شامل یک حسگر هستند که پارامتر مورد بررسی را اندازه گیری میکنند و در حافظه داخلیشان ذخیره می شود. برخی از دیتالاگرها نمایشگر دارند و داده های ذخیره شده  در آن قابل مشاهده است. معمولا دیتالاگر ها با کابل USB به کامپیوتر متصل میشوند . بوسیله نرم افزار مختص دیتالاگر می توان به مشاهده و پردازش داده های اندازه گیری شده  روی کامپیوتر پرداخت.
 قابلیت جمع آوری ۲۴ ساعته اطلاعات از مزایای مهم دیتالاگرها است. به محض فعال سازی بدون محافظت، دیتالاگر رها میشود تا در طی دوره دیده بانی اندازه گیری کند و به ذخیره اطلاعات بپردازد. با وجود قابلیت گفته شده تصویری دقیق و کامل  از شرایط محیط  مورد بررسی ، مانند رطوبت یادمای هوا بدست می آید.

 

کاربرد های دیتالاگر یا ثبت کننده به شرح زیر میباشد:

• ذخیره داده های حاصل از اندازه گیری پارامترهای هواشناسی مانند سرعت باد/ و جهت باد، دما، رطوبت نسبی، تشعشعات خورشیدی در ایستگاه هواشناسی بدون مراقبت
• ذخیره داده های سطح آب، عمق آب، جریان آب، pH آب، رسانایی آب در ایستگاه‌های بدون مراقبت هیدروگرافی
• ذخیره خودکار رطوبت خاک
• ذخیره خودگار فشار گاز
•  شمارش ترافیک جاده
• اندازه گیری دما (رطوبت و...) مواد فاسد شدنی در حین انتقال محموله
• مانیتورینگ فرایند برای نگهداری و عیب یابی کاربردها
• تحقیقات حیات وحش
• اندازه گیری لرزش و شرایط حمل (ارتفاع سقوط) در توزیع
• مانیتورینگ سطح مخزن
• مانیتورینگ محیط زیست
• آزمایش خودرو
• مانیتورینگ وضعیت رله در سیگنال دهی راه آهن
• ذخیره سازی 'نمودار بارگذاری الکتریکی' برای مدیریت مصرف انرژی.
• داده برداری از متغیرهای دما و فشار در طول خط لوله
• مانیتورینگ خطوط لوله نفت و گاز

 

خصوصیات یک دیتالاگر

1- تعداد کانالها:  تعداد کانالهای دیتالاگر بیانگر تعداد سنسورها و مبدلهایی است که هم‌زمان قابل اتصال به دیتالاگر هستند.
2- فرکانس نمونه برداری: تعداد دفعاتی که دیتالاگر داده‌های هر سنسور را خوانده و به کامپیوتر یا حافظه منتقل می‌کند را فرکانس نمونه برداری دیتالاگر می گویند. به عنوان دیتالاگری که دارای فرکانس نمونه برداری ۳۰۰ هرتز است به این معنی است که در هر یک سیصدم ثانیه داده‌های بدست آمده از سنسورها به کامپیوتر منتقل می‌شود.
3- نوع سنسورهای پشتیبانی کننده: معمولاً هر دیتالاگری سنسورها و مبدلهای خاصی را پشتیبانی می‌کند. مثلاً یک دیتالاگر ممکن است تنها قادر به پشتیبانی سنسورهای حرارتی RTD باشد ولی قادر به پشتیبانی ترموکوپلها نباشد.
4- پردازش داده های جمع آوری شده: معمولاً هر دیتالاگر مجهز به یک نرم‌افزار است که امکان اعمال تنظیمات آن و مشاهده نمودارهای بدست آمده از سنسورها را حین نمونه برداری ممکن می‌کند.
5- مدت زمان ثبت اطلاعات: یک پارامتر اساسی در سیستم‌های دیتالاگر قابلیت ثبت اطلاعات برای مدت زمانی طولانی مثلاً چندین سال است. برای دست یابی به این هدف لازم است سیستم‌های دیتالاگر دارای رسانه‌های ذخیره سازی در حجم‌های بالا و مصرف انرژی بسیار کم باشند.

 اجزاء دیتا لاگر:

• سخت افزار: سخت افزار سیگنالهای موردنظر را به داده های دیجیتال تبدیل می کند که شامل سنسورها، مدارات بهبود سیگنال (مانند تقویت کننده و کاهنده های نویز) و مدارهای مبدل آنالوگ به دیجیتال.
• سخت افزار ذخیره سازی بلند مدت داده ها که معمولا کارت حافظه یا رایانه می باشد.
• نرم افزار دیتالاگر که برای جمع آوری، آنالیز و نمایش داده ها استفاده می شود
• کابل دیتالاگر که رابط بین دیتالاگر و کامپیوتر برای انتقال داده های ذخیره شده بر روی کامپیوتر

 

فلومتر (جریان سنج) چیست و انواع فلومتر

فلو متر یا دبی سنج (flow meter) وسیله ایست که حجم مواد عبوری را نسبت به زمان اندازه گیری می کند. در بیشتر صنایع از جمله صنایع نفت و پتروشیمی و... 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.

 

• تکنیکنهای مختلفی برای اندازه گیری فلو به کار میرود که میتوان به پاره از متداولترین آنها در زیر اشاره کرد.
• اندازه گیری جریان به روش جابجائی مثبت Positive Displacement
• اندازه گیری جریان به روش اوریفیس پلیت Orifice Plate
• اندازه گیری جریان به روش توربینی Turbine
• اندازه گیری جریان به روتامتری (variable area)
• اندازه گیری جریان به آلتراسونیک با پدیده دوپلر Ultrasonic: Doppler
• اندازه گیری جریان به آلتراسونیک با روش زمان انتقال و .... Ultrasonic: Transit Time, Time of Travel, Time of Flight
• اندازه گیری جریان به ونتوری Orifice Plate
• اندازه گیری جریان به مغناطیسی Magnetic
• اندازه گیری جریان به ورتکس Vortex Shedder
• اندازه گیری جریان به روتامتر) Variable Area (Rotameter
• اندازه گیری جریان به فلومتر مخصوص کانالهای باز Weir and Flume Open channel
• اندازه گیری جریان به کوریالیس Coriolis
• اندازه گیری جریان به گرمائی Thermal
• اندازه گیری جریان به 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 میکنند که با کالیبرۀ دستگاه بر اساس مقدار فلو و تعداد پالس ایجاد شده رنج فلومتر بدست می آید.

 

فلومترهای جرمی یا مس فلومتر Mass Flowmeter

یکی دیگر از روشهای اندازه گیری فلو بر حسب وزن میباشد که به فلومترهای جرمی یا مس فلومتر مشهورند. در روشهای متداول قبل برای اندازه گیری جرم سیال عبوری نیاز به اندازه گیری دانسیته مواد داشت که عملا محاسبه جرم با خطای بسیار همراه می گردید. در حال حاضر انواع فلومترهای جرمی با تکنولوژیهای 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 Flowswitch

فلو سوئیچها به سادگی با مکانیزمهای مختلفی که برای حس کردن فلوی سیال دارند در ست پوینت یا نقطه تنظیم مورد نظر خروجی سوئیچ یا ON/OFF میدهند و به شما امکان کنترل فلوی خط را می¬دهند. معمولا ساده ترین روشها، پر کاربردترین آنها می باشند و در فلو سوئیچهای بسیار رایج از یک تیغه فلزی که به یک اهرم متصل است استفاده کرده با توجه به ست پویت طول این تیغه را برش می دهند یا اصطلاحاً تریم میکنند. زمانی که فلو به مقدار مورد تنظیم شما رسید اهرم به یک طرف متمایل شده و سوئچ را تحریک میکنند. 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 میکنند.

پیتوت تیوب Pitot Tube

در اندازه گیری فلو سیالات گازی خصوصا هوا در رنج کم معمولا از روش پیتوت تیوب استفاده میگردد.این خاصیت که در صورت ایجاد جریان هوا در یک سر لوله فشار آن نقطه از فشار خود لوله کمتر میشود مکانیزم اندازه گیری روش پیتوت مبیاشد.

 

 فلومترهای جابجائی مثبت Positive displacement flowmeter

فلومترهای جابجائی مثبت برای اندازه گیری دقیق پیمانه ای سیالات خصوصاً مایعات وسیکوز مورد استفاده قرار میگرید و خود به انواع مختلفی تقسیم میگردند.

• مدل 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 میشود )
• 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 میکند. در عمل فلومتر ورتکس با مکانیزمی بر اساس اندازه گیری نوسانات ایجاد شده در پشت یک مانع در سیال کار میکند. فلومتر ورتکس در بسیاری از صنایع برای اندازه گیری مایعات و گازها و بخار مورد استفاده قرار میگیرد. در صنایع شیمیائی و پتروشیمی برای مثال 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، حلالها، روغن انتقال حرارت، آب تغذیه بویلر و .... میتوان 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 میتوانند 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 میتوان به یک فلومتر الکترومغناطیسی دست پیدا کرد.
به دلیل مکانیزم فلومتر مغناطیسی بایستی آب یا سیال عبوری خواص الکتریکی و رسانائی تا اندازه ای داشته باشد و در غیر این صورت اندازه گیری با اخلال مواجه میشود و بایستی از فلومترهائی با مکانیزمهای متفاوت نظیر فلومتر ورتکس یا فلومتر توربینی استفاده نمود برای مثال از فلومتر مغناطیسی برای اندازه گیری فلوی آب دمینرال یا مقطر نمیتوان استفاده نمود.
فلومترهای الکترومغناطیسی معمولا 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.
در زیر به صورت ساده از مکانیزم اندازه گیری این فلومتر الکترومغناطیسی تصویری به نمایش در آمده است.

 

 فلومترهای آلتراسونیک Ultrasonic Flowmeter

امروزه روشهای آلتراسونیک جزء لاینفک بیشتر تجهیزات اندازه گیری ابزار دقیق مخصوصا 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 یه منبع تولید شده و از طرف دیگر یک گیرنده این فرکانس را لحظه به لحظه چک میکند. در صورتی که فلوی سیال دچار تغییر میشود 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 میباشد.

 

فلومترهای کانال باز Open channel Flowmeter 

فلومترهای کانال باز جهت اندازه گیری حجم سیال عبوری مایع در یک کانال مورد استفاده قرار میگرد. 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 روشهای اندازه گیری فلو محسوب میشوند که با طراحی نسبتاً ساده، کارائی 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 فرمولهائی که در سیالات استفاده میکنند میتوان این مقدار را بر حسب فلو کالیبره کرد.

 

روتامتر Rotameter

روتامتر به عنوان نمایش دهنده فلوی لحظه ای یا فلو ایندیکیتور جزء روشهای از تکنیک سطح متغیر یا variable area  در اندازه گیر فلو استفاده می¬کند. نمونه رایج روتامتر تشکیل شده 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.
شما باید نظیر این روتامترها را در کپسولهای اکسیژن در بیمارستانها دیده باشید. در صنعت با توجه به دمای سیال مورد نظر، همچنین چگالی یا ویزکوزینته ماده، همچنین فشار آن روتامتر را کالیبره میکنند.

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

خانم مهندس نورنژاد

تحصیلات: کارشناس ارشد برق قدرت

سمت: مشاور و کارشناس فنی تجهیزات ابزار دقیق و الکترونیک