اندازه‌گیری فلو و روش‌های محاسبه آن

اندازه‌گیری فلو و روش‌های محاسبه آن

فلومتر دستگاهی است که میزان سیال جابه‌­جا شده درون خطوط لوله را که می‌­تواند آب، هوا، بخار، گاز و یا ترکیبی از آنها باشد اندازه­‌گیری می­‌نماید. فلومترها از سه قسمت اصلی سنسور که معمولا با سیال در ارتباط مستقیم می‌­باشد و مبدل که کار تبدیل کمیت فیزیکی به پالس الکتریکی و یا تغییر مکانیکی قابل اندازه­‌گیری را انجام داده و ترانسمیتر که وظیفه ارسال سیگنال متناسب با سیستم کنترل را بر عهده دارد تشکیل شده‌اند. جریان سیال را به دو طریق جریان حجمی و جریان جرمی اندازه‌­گیری می­‌کنند. با توجه به مشخص بودن سطح مقطع لوله و چگالی سیال، اندازه­‌گیری جریان حجمی یا جرمی متناسب با اندازه­‌گیری سرعت سیال می­‌باشد. بنابراین فلومترها به نوعی سرعت سیال را اندازه­‌گیری می­‌نمایند.جهت انتخاب فلومترها می­‌بایست ویژگی­‌های سیال مانند چسبندگی، چگالی، میزان هدایت الکتریکی، دما و فشار را در نظر گرفت. فلومترها عموما به چهار دسته اندازه­گیرهای حجمی، سرعتی ،جرمی و استنباطی تقسیم‌­بندی می‌­شوند؛ در ادامه به انواع پرکاربرد آنها و اصول عملکردشان می­پردازیم:

  • فلومترهای حجمی
  • فلومترهای جابه جایی مثبت (Positive Displacement Flow meter)این فلومترها شامل یک محفظه­‌اند که وظیفه تقسیم جریان به واحد­­های حجمی کوچکتر را بر عهده دارد و با شمارش تعداد واحد­های حجمی انتقال یافته در طول زمان جریان کل عبور کرده از خود را اندازه‌­گیری می­‌نماید. مکانیزم­‌های متفاوتی از جمله چرخ­دنده‌ای، بازویی، دیسکی، پیستونی و پره­ای در ساخت فلومترهای جا به جایی مثبت طراحی و به بازار عرضه شده است.
  • فلومترهای سرعتی
  • فلومترهای مافوق صوت (Ultrasonic Flow meter)
    این نوع فلومترها با ارسال امواج ما فوق صوت به دو روش داپلر ( Doppler) و زمان عبور (Transit Time) به اندازه‌گیری سرعت سیال می­‌پردازند. در روش داپلر، فلومتر که مجهز به یک فرستنده و یک گیرنده می­‌باشد امواج مافوق صوت، با فرکانس مشخص را به سمت سیال ارسال می‌کند.سپس با اندازه­‌گیری میزان تغییر فرکانس امواج دریافتی سرعت سیال را محاسبه می‌نماید. در روش زمان عبور، دستگاه شامل دو مبدل بوده که هر دو در نقش فرستنده و گیرنده (یکی در جهت جریان سیال و دیگری در خلاف آن) ظاهر می­‌شوند و با بدست آوردن اختلاف سرعت سیگنال ارسالی در جهت جریان و خلاف آن، سرعت سیال را محاسبه می‌­نمایند.
  • فلومترهای توربینی (Turbine Flow meter)
    این فلومترها با اندازه‌­گیری سرعت دوران پره توربینی شکل خود هنگام عبور جریان سیال و در نظر گرفتن تناسب آن با سرعت سیال عبوری به سنجش جریان حجمی می­‌پردازند.
  • فلومترهای مغناطیسی (Electromagnetic Flow meter)
    این نوع فلومترها از پر کاربردترین نوع سرعتی به شمار می­‌آیند. بر اساس قانون القای الکترو مغناطیسی فارادی و تغییر شار مغناطیسی در اثر تغییر سرعت جریان به سنجش دبی سیال می‌پردازد. در این نوع فلومترها یک آهنربای دائمی و یا الکتریکی، میدان مغناطیسی را عمود بر جهت جریان ایجاد کرده و با اندازه­‌گیری ولتاژ متناسب با سرعت ایجاد شده در سیال­‌های هادی الکتریسیته، جریان حجمی را محاسبه می­‌نماید. این فلومترها دارای مزیت­‌هایی نظیر دقت بالا، افت فشار ناچیز سیال، قابلیت استفاده در سیالات حاوی ذرات جامد خورنده و مواد اشتعال­‌زا می‌­باشد.   تغییر در میزان رسانایی سیال بردقت اندازه­‌گیری آنها تاثیر چندانی نخواهد داشت. در هنگام انتخاب این تجهیزات  می‌بایست به پارامترهایی همچون مینیمم رسانایی سیال و سرعت آن توجه ویژه نمود
  • فلومترهای گردابه­ای (Vortex Flow meter)
    نوعی دیگر از فلومترهای سنجش سرعت سیال می­‌باشند که با ایجاد مانعی در مسیر جریان سیال باعث ایجاد مسیری با الگوی تکرارشونده‌ از حرکت چرخشی (Vortex) می‌شوند. این الگو شامل گردابه­‌هایی در پایین دست سیال متناسب با سرعت آن بوده و با شمارش آنها و تبدیل­‌شان به پالس­‌های الکتریکی می­توان به سرعت سیال و دبی حجمی آن پی برد. از این تجهیزات می­توان برای اندازه‌­گیری انواع مایعات و گازها و بخار استفاده نمود و سیستم اندازه‌­گیری آنها چندان وابسته به تغییرات فشار و دمای سیال نمی­‌باشد. باید توجه داشت که این نوع فلومترها برای سیالاتی که دارای چسبندگی زیاد ویا ذرات جامد با خاصیت خورندگی بالا بوده چندان مناسب نمی­‌باشند.
  • فلومترهای جرمی
  • فلومترهای کوریولیس ( Coriolis mass Flow meter)
    فلومترهایی هستند که به صورت مستقیم، توانایی سنجش جریان جرمی سیال را بدون اضافه نمودن سنسورهای جانبی دارا می­‌باشد. مکانیزم عملکرد در این نوع از تجهیزات بر اساس پدیده شتاب کوریولیس طراحی می‌­گردد. به این ترتیب که با نوسان (فرکانس و دامنه مشخص) عمود بر جهت جریان یک تیوپ انعطاف‌پذیر داخل تجهیز که بر سر راه مسیر عبور جریان سیال قرار داده شده است. نیروی کوریولیس حاصل از عبور جریان اندازه­‌گیری شده و با در نظرداشتن سرعت­‌های نوسانی و شعاعی و تناسب جرم عبوری با نیروی اندازه‌­گیری شده؛ میزان دبی جرمی سیال به صورت مستقیم به دست می‌­آید. قبل از ورود سیال در این نوع فلومترها لوله سنسور توسط نیروی الکترومغناطیسی سیم پیچی که در مرکز انحنای لوله قرار گرفته به حرکت درآورده شده و در فرکانس طبیعی­‌اش ارتعاش می­‌کند. اگر چه این نوع فلومتر­ها برای سیال­‌های خورنده چسبنده و بهداشتی گزینه مناسبی به شمار می‌­آیند و قابلیت اندازه‌­گیری جریان جرمی مایعات، گازها (جز جریان­‌های با فشار پایین) و بخار را دارا می­‌باشند، لیکن در مواردی که قطر لوله بسیار ناچیز و سیال دارای چسبندگی زیاد باشد افت فشار قابل ملاحظه‌­ای را ایجاد می­‌نمایند؛ همچنین به دلیل روش اندازه­‌گیری خاص این نوع تجهیزات می‌بایست به هنگام نصب از نوسانات مکانیکی خارجی موثر بر روی تجهیز جلوگیری به عمل آید.
  • فلومترهای دمایی (Thermal mass Flow meter)
    اساس سنجش جریان در این نوع تجهیزات با استفاده از خصوصیات حرارتی و مستقل از پارامترهایی همچون چسبندگی فشار و چگالی بوده است. ترانسمیتر بر پایه انرژی حرارتی تامین شده برای گرمکن و اختلاف دمای اندازه­‌گیری شده دو سنسور دمایی داخل لوله حاوی سیال و نیز ضریب گرمایی آن به محاسبه جریان جرمی می‌پردازد. سنسورهای دمایی می‌توانند از نوع ترموکوپل و یا RTD بوده و به شدت وابسته به مشخصات حرارتی سیال می­‌باشند. این نوع فلومتر‌ها برای اندازه‌­گیری جریان گازهای تمیز مانند هوا نیتروژن و هیدروژن و سایر گازهای صنعتی به شرط مشخص بودن ظرفیت گرمایی آنها (در حالت مخلوط) مورد استفاده قرار گرفته و برای سیالات ساینده( به دلیل آسیب دیدن سنسور آنها) کاربرد ندارند.
  • فلومترهای استنباطی
  • فلومترهای اختلاف فشاری (Differential Pressure Flow meter)
    فلومترهای اختلاف فشاری از نوع فلومترهای استنباطی بوده و متشکل از یک Differential pressure transmitter و یک صفحه جهت ایجاد اختلاف فشار(Orifice Plate)  می­‌باشند. به جای Orifice Plate میتوان از لوله­‌های ونچوری، لوله پیتوت، نازل­‌های اندازه­‌گیر و … استفاده نمود. روش اندازه­‌گیری بدین شرح است که با قراردادن یک مانع در مسیر می توان باعث ایجاد افت یا همان اختلاف فشار در دو طرف اوریفیس گردید و با اندازه­‌گیری این اختلاف فشار و استفاده از فرمول‌های سیالاتی می­توان این مقدار را بر حسب فلو کالیبره کرد.
  • فلومترهای روتامتر (Variable area flow meter)
    روتامترها یا همان فلومترهای سطح متغیر شامل یک تیوپ شیشه­‌ای یا فلزی با قسمت داخلی مخروطی شکل بوده که یک شناور جهت حرکت متناسب با دبی سیال در آن تعبیه گردیده است. با برقراری جریان، نیروی حرکت سیال با غلبه بر نیروی وزن شناور، باعث تغییر مکان آن در جهت حرکت خود گردیده و در این حالت موقعیت شناور نشان دهنده میزان جریان عبوری خواهد بود. عموما این تجهیزات به دلیل استفاده از نیروی گرانش به صورت عمودی نصب می­‌گردند.

٪ پاسخ

  • از آنجایی که طراحان عموما نویسنده متن نیستند و وظیفه رعایت حق تکثیر متون را ندارند و در همان حال کار آنها به نوعی وابسته به متن می‌باشد آنها با استفاده از محتویات ساختگی، صفحه گرافیکی خود را صفحه‌آرایی می‌کنند تا مرحله طراحی و صفحه‌بندی را به پایان برند.

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

آخرین اخبار

سوالی دارید ؟

لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ، و با استفاده از طراحان گرافیک است.
  • 0935040548
  • support@example.com
× چگونه می‌توانم به شما کمک کنم؟