جریان سنج های جابجایی مثبت (PD)جریان حجمی که جریان را با عبور دادن حجم دقیقی از سیال در هر دور اندازه گیری می کنند. فلومترهای PD ابزار دقیقی هستند که اجزای متحرک داخلی آنها به صورت هیدرولیکی با حجم سیال در حال حرکت در جریان سنج قفل می شوند.
نتیجه این است که متر می تواند جریان های متناوب، نرخ جریان بسیار کم و مایعات تقریباً با هر ویسکوزیته ای را اندازه گیری کند. هنگامی که حرکت سیال وجود دارد، PD متر فوراً حرکت می کند، و هنگامی که حرکت سیال متوقف می شود، فوراً متوقف می شود.
این نوع اندازه گیری تحت تأثیر ویسکوزیته مایع، چگالی یا تلاطم در لوله قرار نمی گیرد. تمام سیالات تراکم ناپذیر حجم یکسانی را اشغال خواهند کرد و برای جبران این عوامل نیازی به تصحیح خروجی کنتور نیست.
مجهز جابجایی مثبت نوعی دبی سنج است که برای اندازه گیری جریان، به سیال نیاز دارد تا اجزاء را به صورت مکانیکی در متر جابجا کند. فلومترهای جابجایی مثبت (PD) سرعت جریان حجمی یک سیال یا گاز متحرک را با تقسیم محیط به حجم‌های ثابت و اندازه‌گیری شده (افزایش یا حجم‌های محدود سیال) اندازه‌گیری می‌کنند.
یک قیاس اساسی می تواند این باشد که یک سطل را زیر شیر آب نگه دارید، آن را تا یک سطح مشخص پر کنید، سپس به سرعت آن را با یک سطل دیگر جایگزین کنید و سرعت پر شدن سطل ها را تعیین کنید ( یا تعداد کل سطل ها برای جریان “کل”). با جبران فشار و دما مناسب، نرخ جریان جرمی می تواند به طور دقیق تعیین شود.
این دستگاه ها از یک محفظه(هایی) تشکیل شده اند که جریان رسانه را مسدود می کند و یک مکانیسم چرخشی یا رفت و برگشتی که امکان عبور مقادیر با حجم ثابت را فراهم می کند. تعداد بسته هایی که از محفظه عبور می کنند، حجم رسانه را تعیین می کند.
نرخ چرخش یا رفت و برگشت، نرخ جریان را تعیین می کند. دو نوع اصلی دبی سنج با جابجایی مثبت وجود دارد. سیستم‌ها یا مبدل‌های فقط حسگر، دستگاه‌هایی مانند سوئیچ هستند که خروجی‌های الکترونیکی را برای پردازنده‌ها، کنترل‌کننده‌ها یا سیستم‌های جمع‌آوری داده‌ها فراهم می‌کنند.
انواع دبی سنج های جابجایی مثبت
۱٫ پیستون رفت و برگشتی یا نوسانی
هر پیستون به صورت مکانیکی یا مغناطیسی عمل می کند تا یک سیلندر را با سیال پر کند و سپس سیال را تخلیه کند. هر ضربه نشان دهنده اندازه گیری محدودی از سیال است.
۲٫ چرخ دنده
جریان سنج چرخ دنده ای به چرخ دنده های داخلی متکی است که هنگام عبور سیال از آنها می چرخند. انواع مختلفی از دنده‌سنج‌ها وجود دارد که عمدتاً برای شکل اجزای داخلی
دنده بیضی
دو چرخ دنده بیضی شکل در حال چرخش با دندانه های همگام، مقدار محدودی از مایع را برای هر دور در کنتور “فشرده” می کنند. با دنده سنج های بیضی شکل، دو چرخ دنده یا روتور بیضی در داخل یک سیلندر نصب می شوند.
همانطور که سیال در داخل سیلندر جریان می یابد، فشار سیال باعث چرخش روتورها می شود. با افزایش سرعت جریان، سرعت چرخش روتورها نیز افزایش می یابد.
چرخ دنده حلزونی
دنده‌سنج‌های مارپیچی نام خود را از شکل چرخ دنده‌ها یا روتورها گرفته‌اند. این روتورها شبیه یک مارپیچ هستند که ساختاری مارپیچی شکل است.
همانطور که سیال در کنتور جریان می یابد، وارد محفظه های روتور می شود و باعث چرخش روتورها می شود. نرخ جریان از سرعت چرخش محاسبه می شود.
۳٫ دیسک نوتینگ
دیسک نصب شده بر روی یک کره حول یک محور توسط جریان سیال “تاب می خورد” و هر چرخش نشان دهنده مقدار محدودی از سیال منتقل شده است. فلومتر دیسک nutating دارای یک گرد است دیسکی که روی یک دوک در یک محفظه استوانه ای نصب شده است.
دومتر با ردیابی حرکات دوک، تعداد دفعاتی را که محفظه سیال را به دام می اندازد و تخلیه می کند، تعیین می کند. این اطلاعات برای تعیین نرخ جریان استفاده می شود.
۴٫ پره چرخشی
یک پروانه چرخان حاوی دو یا چند پره، فضاهای بین پره ها را به حجم های مجزا تقسیم می کند و هر چرخش (یا عبور پره) شمارش می شود.
۵٫ دیافراگم
سیال به سمت ورودی یک دیافراگم نوسانی کشیده می شود و سپس به سمت خروجی پراکنده می شود. چرخه های نوسان دیافراگم برای تعیین سرعت جریان شمارش می شوند.
مترهای PD به طور مختصر توضیح داده شد
جریان سنج PD عمدتاً از روی دستگاه مکانیکی داخلی در واحد متر نامگذاری شده است. انواع مختلفی از فلومترهای جابجایی مثبت برای مصارف صنعتی موجود است. همه این انواع بر اساس اصل عملیات مشترک است. علاوه بر این، همه آنها دستگاه های اندازه گیری جریان حجمی هستند.
انواع عمده دبی سنج های جابجایی مثبت در زیر ذکر شده است:
پیستون مترهای رفت و برگشتی
اینها با نام پیستون نوسانی. اینها یکی از قدیمی ترین طرح های فلومتر نوع جابجایی مثبت هستند. این نوع کنتورها عمدتاً از نوع تک پیستونی یا چند پیستونی هستند.
انواع دیگر موجود عبارتند از پیستون های دوتایی و پیستون های دوار. انتخاب نوع خاصی از پیستون متر بستگی به محدوده سرعت جریان لازم برای یک برنامه دارد.
اگرچه پیستون مترها از نظر اندازه کوچکتر هستند و فقط برای کنترل جریان های کم مایعات چسبناک مناسب در نظر گرفته می شوند، اما به اندازه کافی برای مقابله با طیف وسیعی از مایعات مهارت دارند. بخش های اصلی کاربرد یک پیستون متر رفت و برگشتی شامل خدمات سیال ویسکوز مانند اندازه گیری روغن روی پایه های تست موتور است، به ویژه در جایی که نسبت چرخش خیلی مهم در نظر گرفته نمی شود.
همچنین این کنتورها را می توان در خدمات آب خانگی استفاده کرد، جایی که تمایل دارند مقادیر جزئی خاک و ماسه ریز را همراه با آب عبور دهند.
برگشتی”>
مترهای دنده بیضی
این نوع مترها شامل دو چرخش هستند، دنده های بیضی شکل ساخته شده با دندانه های همگام و نزدیک. در یک دنده‌سنج بیضی، چرخش شفت‌های چرخ دنده باعث می‌شود مقدار ثابتی مایع از کنتور عبور کند. با نظارت بر تعداد چرخش شفت، می توان میزان جریان مایع را محاسبه کرد.
این نوع مترها زمانی که لغزش بین محفظه و چرخ دنده ها بسیار کم تنظیم شده باشد بسیار دقیق هستند. نسبت چرخش سنج دنده بیضی تحت تأثیر خواص روانکاری سیال فرآیند قرار می گیرد.
مترهای دیسک نوتینگ
اینها فلومترهای نوع جابجایی مثبت پرکاربرد هستند. آنها از یک دیسک متحرک تشکیل شده اند که بر روی یک کره متحدالمرکز واقع در یک واحد کروی دیواره جانبی قرار گرفته است. به طور کلی، آنها به عنوان کنتور آب خانگی استفاده می شوند.
آنها در اندازه ها و ظرفیت های مختلف وجود دارند و می توانند از طیف وسیعی از مواد ساخته شوند. محدوده اندازه معمولی آنها از اندازه های ۵/۸ اینچی تا ۲ اینچی متفاوت است. آنها برای محدوده فشار حدود ۱۵۰ psig با حد بالایی ۳۰۰ psig ایده آل هستند.
دوار”>>
متر پره چرخشی
این نوع مترها در طرح های مختلفی وجود دارند. با این حال، همه آنها بر اساس یک اصل عملیاتی کار می کنند. این مترها اساساً شامل پروانه های دوار به طور یکنواخت با دو یا چند محفظه در داخل محفظه هستند. تعداد چرخش پروانه بر حسب واحد حجمی شمارش و ثبت می شود. این نوع کنتورها اغلب در صنعت نفت استفاده می شوند.
بر اساس مواد ساختمانی، حداکثر فشار و حداکثر دمای محدودیت متر پره چرخشی به ترتیب ۳۵۰ درجه فارنهایت و ۱۰۰۰ psig هستند. محدوده ویسکوزیته آنها بین ۱ تا ۲۵۰۰۰ سانتی پویس است.
مارپیچ سنج
این نوع مترها از دو روتور مارپیچ با شیب رادیکال تشکیل شده اند که منجر به جابجایی مایع محوری از یک طرف محفظه به طرف دیگر می شود.
هر دو روتور به هم متصل شده اند و فاصله بسیار کمی بین روتورها و پوشش وجود دارد.
مترهای جریان ریشه
جریان سنج ریشه از بسیاری جهات شبیه به دنده سنج بیضی شکل. طرحی نشان داده شده است که در آن پروانه های دو لوب در جهت مخالف یکدیگر در داخل محفظه بدنه می چرخند. این چرخ دنده‌های بادام‌زمینی‌شکل، حجم دقیقی از مایعی را که از محفظه اندازه‌گیری جریان عبور می‌کند، در طول هر چرخش خارج می‌کنند.
اندازه گیری جریان را می توان با اندازه گیری سرعت چرخش محاسبه کرد. بر خلاف سنج‌های دیسکی، ضریب کالیبراسیون با ویسکوزیته تغییر نمی‌کند.
جریان سنج های چند پیستونی
مترهای جریان پیستونی از طرح‌های تک یا چندتایی، کاربرد گسترده‌ای در توزیع فلومتر سوخت و اندازه‌گیری جریان کم هیدروکربن‌های سبک دارند. در طرح چند پیستون که در زیر نشان داده شده است، پیستون ها به صورت جفت متضاد مرتب شده اند و از طریق یک سری میل لنگ به مکانیسم ثبت متصل می شوند.
این چیدمان تضمین می‌کند که وقتی یک سیلندر به ورودی منتقل می‌شود، سیلندر مقابل به خروجی منتقل می‌شود تا سیال با حداقل نشتی از داخل محفظه‌های اندازه‌گیری جریان عبور کند. این طرح ضربان‌های قابل‌توجهی را وارد جریان می‌کند، که معمولاً برای سرعت‌های جریان بالای ۱۰۰ لیتر در دقیقه مناسب نیستند.
دبی روتور فلومتر
دو روتور جریان سنج دارای دو عضو چرخان دقیق ماشینکاری شده معروف به روتورهای مارپیچ است که در محفظه داخلی کنتور می چرخند و مشبک می شوند تا یک محفظه اندازه گیری جریان با حجم مشخص را تشکیل دهند که ممکن است برای تعیین دقیق اندازه گیری جریان به عنوان یک تابع استفاده شود. سرعت روتورها.
حرکت روتورهای مارپیچ از طریق یک کوپلینگ و سیستم محرک مهر و موم شده به نمایشگر فرستنده جریان منتقل می‌شود که نمایشگر فرستنده جریان را قادر می‌سازد تا داده‌های دقیقی را برای نرخ جریان و جریان انباشته کل ارائه کند. .
طراحی منحصربفرد روتور مارپیچ دارای مزایایی نسبت به دنده سنج جابجایی مثبت سنتی از جمله کاهش افت فشار، حذف مجازی تپش های پایین جریان، افزایش تحمل ذرات، و کاهش تعمیر و نگهداری.
مزایای ارائه شده توسط روتور مارپیچ، فلومتر جابجایی مثبت را به گزینه ای ایده آل برای بسیاری از کاربردها از جمله فلومتر سوخت، رسانه های روغن در آب و سیالات با مواد جامد داخل آب تبدیل می کند. یا فیلترها قبل از ورود سیال به دبی سنج استفاده می شوند.
مزایا و ملاحظات
مترهای جابجایی مثبت بسیار دقیق و دارای بازگشت. آنها را می توان در سیالات بسیار چسبناک، کثیف و خورنده استفاده کرد و اساساً نیازی به لوله مستقیم برای تهویه جریان سیال ندارند، اگرچه افت فشار می تواند یک مسئله باشد. آنها به طور گسترده در انتقال نگهداری روغن ها و سیالات مایع (بنزین) و در اندازه گیری گاز طبیعی و آب منازل مسکونی اعمال می شود.
متر دیافراگم که اکثر خانه ها به آن مجهز هستند، نمونه ای از جابجایی سنج مثبت است. این نوع کنتور در برخی از برنامه‌های کاربردی جریان انتقال نگهبانی جذاب است، جایی که بسیار مهم است که اندازه‌گیری عملکردی داشته باشد تا هر جریانی انجام شود.
مجهزهای جریان PD، با مهر و موم های پاک کننده داخلی، بالاترین فشار دیفرانسیل (و متعاقباً بیشترین افت فشار افت فشار) را در بین انواع فلومتر ایجاد می کنند. مترهایی که به آب بند مایع متکی هستند افت فشار نسبتا کمی ایجاد می کنند.
مترهای جابجایی مثبت (PD) می توانند مایعات و گازها را اندازه گیری کنند. مانند توربین‌مترها، فلومترهای PD با مایعات و گازهای تمیز، غیر خورنده و غیر فرسایشی بهترین کار را دارند، اگرچه برخی مدل‌ها برخی ناخالصی‌ها را تحمل می‌کنند.
به دلیل دقت بالایی که دارند، مترهای PD به طور گسترده در منازل مسکونی برای اندازه گیری میزان گاز یا آب مصرفی استفاده می شوند. کاربردهای دیگر عبارتند از: تزریق شیمیایی، اندازه‌گیری سوخت، پایه‌های تست دقیق، فشار بالا، آزمایش هیدرولیک، و کاربردهای دقیق مشابه.
برخی از طرح ها نیاز دارند که فقط مایع روان کننده اندازه گیری شود، زیرا روتورها در معرض سیال هستند. PD مترها از این جهت با توربین مترها متفاوت هستند که مایعات با ویسکوزیته متوسط و بالا را به خوبی مدیریت می کنند. به همین دلیل، اغلب برای اندازه گیری جریان سیالات هیدرولیک استفاده می شود.
در مقایسه با مترهای نوع روزنه ای، مترهای PD به لوله کشی مستقیم بالادست بسیار کمی نیاز دارند زیرا نسبت به توزیع ناهموار جریان در سطح لوله حساس نیستند. دبی سنج های جابجایی مثبت می توانند دقت نسبی بهتری در جریان های کم نسبت به کنتورهای نوع روزنه ای ارائه دهند.
اما، یک جابجایی سنج مثبت می تواند به طور قابل توجهی سنگین تر و پرهزینه تر از انواع غیر مثبت جابجایی مانند صفحات روزنه ای، جریان سنج های مغناطیسی یا گردابی باشد.
برگشتی”>
دوار”>>
