info@pargaran.com
بازدید کننده محترم، تا اطلاع ثانوی جهت استعلام محصولات وثبت درخواست تنها ازطریق ایمیل با ما در ارتباط باشید
فهرست
مروری بر انواع فلومتر(flowmeter)، به علاوه دستورالعمل های مربوط به انتخاب ، نصب و نگهداری فلومترها
اندازه گیری جریان مایعات در بسیاری از کارخانه های صنعتی یک نیاز اساسی است.
در برخی از عملیات ، توانایی انجام اندازه گیری دقیق جریان آنقدر مهم است که می تواند بین سودآوری یا از دست دادن ضرر تفاوت ایجاد کند.
در موارد دیگر ، اندازه گیری نادرست جریان یا عدم انجام اندازه گیری ها می تواند نتایج جدی (یا حتی فاجعه آمیز) ایجاد کند.
با اکثر ابزارهای اندازه گیری جریان مایع (فلومترها) ، سرعت جریان به طور استنباطی با اندازه گیری سرعت مایع یا تغییر در انرژی جنبشی تعیین می شود.
سرعت بستگی به دیفرانسیل فشاری دارد که مایع را از طریق لوله یا مجرای مجبور می کند.
از آنجا که سطح مقطع لوله شناخته شده است و ثابت می ماند ، سرعت متوسط نشان دهنده سرعت جریان است.
Q = V x A
جایی که
Q = جریان مایع از طریق لوله
V = سرعت متوسط جریان
A = سطح مقطع لوله
سایر عوامل موثر بر میزان جریان مایع شامل ویسکوزیته و چگالی مایع و اصطکاک مایع در تماس با لوله است.
اندازه گیری مستقیم جریانهای مایع را می توان با فلومترهای جابجایی مثبت انجام داد.
این واحدها مایع را به مقادیر خاصی تقسیم کرده و حرکت می دهند.
کل جریان تجمع افزایش اندازه گیری شده است که می تواند با تکنیک های مکانیکی یا الکترونیکی قابل شمارش باشد.
عملکرد فلومترها نیز تحت تأثیر یک واحد بدون بعد به نام عدد رینولدز است.
به عنوان نسبت نیروهای اینرسی مایع به نیروهای کشش آن تعریف می شود.
شکل 1: جریان آرام و متلاطم دو نوع هستند که معمولاً در عملیات اندازه گیری جریان مایع مشاهده می شوند.
بیشتر کاربردها شامل جریان متلاطم ، با مقادیر R بالای 3000 است.
مایعات چسبناک معمولاً جریان آرام را نشان می دهند ، با مقادیر R زیر 2000.
منطقه گذار بین دو سطح ممکن است آرام یا آشفته باشد.
R = 3160 x Q x Gt
x D میکرومتر
R = عدد رینولدز
Q = سرعت جریان مایع ، gpm
Gt = وزن مخصوص مایع
D = قطر داخل لوله ، در.
μ = ویسکوزیته مایع ، cp
سرعت جریان و وزن مخصوص نیروهای اینرسی هستند و قطر لوله و ویسکوزیته نیروهای درگ هستند.
قطر لوله و وزن مخصوص برای اکثر کاربردهای مایع ثابت می ماند.
در سرعتهای بسیار کم یا گرانروی زیاد ، R کم است و مایع در لایه های صاف با بالاترین سرعت در مرکز لوله و سرعتهای کم در دیواره لوله که نیروهای چسبناک آن را مهار می کنند ، جریان می یابد.
این نوع جریان را جریان آرام می نامند.
مقادیر R کمتر از 2000 است. مشخصه جریان آرام شکل سهموی شکل مشخصات سرعت آن است ، شکل 1.
با این حال ، اکثر برنامه ها شامل جریان آشفته ، با مقادیر R بالای 3000 است.
جریان آشفته در سرعتهای بالا یا ویسکوزیته کم رخ می دهد.
این جریان به گردابهای آشفته ای تجزیه می شود که با همان سرعت متوسط از طریق لوله عبور می کنند.
سرعت سیال از اهمیت کمتری برخوردار است و مشخصات سرعت از نظر شکل بسیار یکنواخت تر است.
یک منطقه گذار بین جریانهای آشفته و آرام وجود دارد.
بسته به پیکربندی لوله و سایر شرایط نصب ، ممکن است جریان در این ناحیه متلاطم یا آرام باشد.
انواع فلومتر برای سیستم های لوله کشی بسته موجود است.
به طور کلی ، تجهیزات را می توان به عنوان فشار دیفرانسیل ، جابجایی مثبت ، سرعت و متر جرم طبقه بندی کرد.
دستگاه های فشار دیفرانسیل شامل دهانه ها ، لوله های ونتوری ، لوله های جریان ، نازل های جریان ، لوله های پیتوت ، مترهای ضربه آرنج ، مترهای هدف و مترهای متغیر است ، شکل 2.
مترهای جابجایی مثبت شامل انواع پیستونی ، دنده ای بیضی شکل ، دیسک گردان و پره دوار هستند.
سرعت سنج ها شامل توربین ، ورتکس ، طراحی های الکترومغناطیسی و صوتی است.
جرم سنج ها شامل انواع کوریولیس و حرارتی هستند.
اندازه گیری جریان مایع در کانال های باز عموماً شامل سرریزها و دودها می شود.
محدودیت های فضایی از بحث مفصل در مورد همه جریان سنج های مایع موجود در روز جلوگیری می کند. با این حال ، مشخصات خلاصه دستگاه های متداول در جدول 1 نشان داده شده است (برای مشاهده جدول 1 اینجا را کلیک کنید) توضیحات مختصر در ادامه آمده است
استفاده از فشار دیفرانسیل به عنوان اندازه گیری میزان جریان مایع به خوبی شناخته شده است.
فلومتر های فشار دیفرانسیل ، رایج ترین واحدهای مورد استفاده هستند.
برآوردها نشان می دهد که بیش از 50 درصد از همه برنامه های اندازه گیری جریان مایع از این نوع واحد استفاده می کنند.
اصل اساسی کار فلومترهای فشار دیفرانسیل بر این فرض استوار است که افت فشار بر روی متر متناسب با مربع سرعت جریان است.
میزان جریان با اندازه گیری دیفرانسیل فشار و استخراج ریشه مربع بدست می آید.
فلومتر های فشار افتراقی ، مانند اکثر جریان سنج ها ، دارای یک عنصر اولیه و ثانویه هستند.
عنصر اولیه باعث تغییر در انرژی جنبشی می شود که فشار دیفرانسیل را در لوله ایجاد می کند.
واحد باید به درستی با اندازه لوله ، شرایط جریان و خواص مایع مطابقت داشته باشد.
و دقت اندازه گیری عنصر باید در محدوده معقول خوب باشد.
عنصر ثانویه فشار دیفرانسیل را اندازه گیری می کند و سیگنال یا بازخوانی را که به مقدار جریان واقعی تبدیل می شود ، ارائه می دهد.
دریچه ها بهترین فلومترهای مایع هستند که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند.
دهانه به سادگی یک تکه فلز مسطح است که سوراخی به اندازه خاص در آن حفر شده است.
بیشتر دهانه ها از نوع متحدالمرکز هستند ، اما طرح های غیر عادی ، مخروطی (چهارگوش) و قطعه ای نیز موجود است.
در عمل ، صفحه سوراخ در لوله بین دو فلنج نصب می شود. دهانه که به عنوان دستگاه اصلی عمل می کند ، جریان مایع را محدود می کند تا فشار افتراقی روی صفحه ایجاد کند.
شیرهای فشار در دو طرف صفحه برای تشخیص تفاوت استفاده می شود.
مزایای اصلی دهانه ها این است که هیچ قطعه متحرکی ندارند و هزینه آنها با اندازه لوله افزایش قابل توجهی نمی یابد.
دهانه های مخروطی و چهارگوش نسبتاً جدید هستند.
این واحدها در درجه اول برای اندازه گیری مایعات با تعداد رینولدز کم توسعه داده شدند.
اساساً ضرایب جریان ثابت را می توان در مقادیر R زیر 5000 حفظ کرد.
صفحات دهانه مخروطی دارای یک مورب بالادست هستند که عمق و زاویه آن باید برای هر کاربرد محاسبه و ماشینکاری شود.
گوه سگمنتال تنوع دهانه سگمنتال است.
این یک دهانه محدود کننده است که در درجه اول برای اندازه گیری جریان مایعات حاوی جامدات طراحی شده است.
این واحد توانایی اندازه گیری جریان در اعداد رینولدز کم را دارد و همچنان رابطه ریشه مربع مورد نظر را حفظ می کند.
طراحی آن ساده است و تنها یک بعد مهم گاف شکاف وجود دارد.
افت فشار از طریق واحد تنها نیمی از دهانه های معمولی است.
مجموعه های گوه یکپارچه عنصر گوه و شیرهای فشار را در یک لوله لوله یک تکه پیچ خورده به یک ترانسمیتر فشار معمولی ترکیب می کنند.
برای نصب دستگاه در خط لوله نیازی به لوله کشی یا اتصالات خاصی نیست.
دقت اندازه گیری همه فلومترهای دهانه به شرایط نصب ، نسبت سطح دهانه و خواص فیزیکی مایع اندازه گیری شده بستگی دارد.
لوله های ونتوری این مزیت را دارند که می توانند حجم های زیاد جریان را در افت فشار پایین کنترل کنند.
لوله ونتوری در اصل قسمتی از لوله با ورودی باریک و گلو مستقیم است.
با عبور مایع از گلو ، سرعت آن افزایش می یابد و باعث ایجاد اختلاف فشار بین نواحی ورودی و خروجی می شود.
فلومترها قطعات متحرک ندارند. آنها را می توان در لوله های با قطر بزرگ با استفاده از اتصالات فلنج دار ، جوش داده شده یا رزوه ای نصب کرد.
معمولاً چهار یا چند شیر فشار با دستگاه به طور متوسط فشار اندازه گیری شده نصب می شود.
لوله های ونتوری را می توان با اکثر مایعات ، از جمله لوله های جامد زیاد استفاده کرد.
لوله های جریان تا حدودی شبیه لوله های ونتوری هستند با این تفاوت که مخروط ورودی ندارند.
آنها دارای گلو باریک هستند ، اما خروجی کشیده و صاف است.
فاصله بین قسمت جلویی و نوک تقریباً نصف قطر لوله است.
شیرهای فشار حدود یک و نیم قطر لوله در پایین دست و یک قطر لوله در بالادست قرار دارند.
نازل های جریان ، با سرعت زیاد ، می توانند تقریباً 60 درصد بیشتر از مایع جریان دهانه مایع را نسبت به ورق ورق کنترل کنند
دارای افت فشار یکسان هستند مایعات با مواد جامد معلق را نیز می توان اندازه گیری کرد.
با این حال ، استفاده از دستگاه ها برای مایعات چسبناک یا حاوی مقادیر زیادی جامدات چسبناک توصیه نمی شود.
لوله های پیتوت دو فشار را به طور همزمان احساس می کنند ، ضربه ای و ساکن.
واحد ضربه متشکل از لوله ای است که یک سر آن در جهت جریان به زاویه راست خم شده است.
انتهای لوله ایستا بسته است ، اما یک شکاف کوچک در کنار دستگاه قرار دارد.
لوله ها را می توان جداگانه در یک لوله نصب کرد یا در یک محفظه واحد ترکیب کرد.
لوله های پیتوت به طور کلی با جوش دادن اتصال دهنده روی لوله و قرار دادن پروب از طریق اتصال نصب می شوند.
استفاده از بیشتر لوله های پیتوت محدود به اندازه گیری های تک نقطه ای است.
واحدها مستعد اتصال مواد خارجی به مایع هستند.
از مزایای لوله های پیتوت می توان به هزینه کم ، عدم وجود قطعات متحرک ، نصب آسان و حداقل افت فشار اشاره کرد.
مترهای آرنج بر این اصل کار می کنند که وقتی مایع در یک مسیر دایره ای حرکت می کند ، نیروی گریز از مرکز در امتداد لبه های بیرونی اعمال می شود.
بنابراین ، هنگامی که مایع از طریق آرنج لوله عبور می کند ، نیروی وارد بر سطح داخلی آرنج متناسب با چگالی مایع بر مربع سرعت آن است. علاوه بر این ، نیرو متناسب معکوس با شعاع آرنج است.
هر 90 درجه آرنج لوله می تواند به عنوان فلومترمایع عمل کند.
تنها چیزی که لازم است قرار دادن دو سوراخ کوچک در قسمت میانی آرنج (45 درجه درجه) برای شیرهای پیزومتر است. خطوط حسگر فشار را می توان با استفاده از هر روش مناسب به شیرآلات متصل کرد.
مترسنج های هدف ، نیروهای مورد استفاده در اثر برخورد مایع بر روی هدف یا دیسک درگ معلق در جریان مایع را حس و اندازه گیری می کنند.
با اندازه گیری نیروی وارد شده به هدف ، نشانه مستقیم میزان جریان مایع بدست می آید.
در ساده ترین شکل ، متر فقط شامل یک صفحه لولا و نوسان دار است که همراه با جریان مایع به بیرون حرکت می کند.
در چنین مواردی ، دستگاه به عنوان نشانگر جریان عمل می کند.
یک نسخه پیچیده تر از یک عنصر حسگر مبدل نیروی دقیق و سطح پایین استفاده می کند.
نیروی هدف ناشی از جریان مایع توسط یک فشار سنج احساس می شود.
سیگنال خروجی از گاج نشان دهنده میزان جریان است. متر سنج برای اندازه گیری جریان مایعات کثیف یا خورنده مفید است.
مترهای مساحت متغیر ، که غالباً فلومترهای مساحت متغیر نامیده می شوند ، اساساً از یک لوله مخروطی و یک شناور تشکیل شده اند. اتصالات فلنج دار وسیله ای آسان برای نصب آنها در لوله ها است. هنگامی که جریان مایع وجود ندارد ، شناور آزادانه در انتهای لوله قرار می گیرد. با ورود مایع به پایین لوله ، شناور شروع به بالا آمدن می کند. موقعیت شناور مستقیماً با سرعت جریان متفاوت است. موقعیت دقیق آن در نقطه ای است که فشار افتراقی بین سطوح بالا و پایین وزن شناور را متعادل می کند.
از آنجا که میزان جریان را می توان مستقیماً بر روی مقیاس نصب شده در کنار لوله خواند ، هیچ دستگاه جریان خوان ثانویه ای لازم نیست. با این حال ، در صورت تمایل ، می توان از دستگاههای سنجش خودکار برای تشخیص سطح شناور و انتقال سیگنال جریان استفاده کرد. لوله های فلومتر متغیر از شیشه ، فلز یا پلاستیک ساخته می شوند. قطر لوله ها از 1/4 تا بزرگتر از 6 اینچ متغیر است.
عملکرد این واحدها شامل جداسازی مایعات به افزایشهای دقیق اندازه گیری شده و حرکت آنها بر روی یکدیگر است.
هر بخش توسط یک رجیستر اتصال شمارش می شود.
از آنجا که هر افزایش نشان دهنده یک حجم مجزا است ، واحدهای جابجایی مثبت برای برنامه های دسته بندی خودکار و حسابداری محبوب هستند.
مترهای جابجایی مثبت برای اندازه گیری جریان مایعات چسبناک یا برای استفاده در مواردی که به یک سیستم متر ساده مکانیکی نیاز است ، گزینه های مناسبی هستند.
. از انواع تک و چند پیستونی هستند. انتخاب خاص بستگی به دامنه نرخ جریان مورد نیاز در برنامه خاص دارد.
پیستون متر می تواند برای حمل انواع مختلف مایعات استفاده شود.
یک پیستون متر نوسان دار با حرکت مغناطیسی در شکل 4 نشان داده شده است.
مایع هرگز با چرخ دنده ها یا قطعات دیگر که ممکن است گرفتگی یا خوردگی داشته باشند تماس پیدا نمی کند.
دستگاه های دنده بیضی دارای دو چرخ دنده بیضی شکل و دوار با دندان های هماهنگ و محکم هستند.
برای هر دور مقدار معینی مایع از متر عبور می کند.
چرخش شفت را می توان برای به دست آوردن نرخ جریان خاص کنترل کرد.
دیسک های تغذیه کننده دارای یک دیسک متحرک هستند که روی یک کره متحدالمرکز واقع شده است و در یک محفظه کروی با دیوار جانبی قرار دارد.
فشار مایع عبوری از محفظه اندازه گیری باعث می شود که دیسک در یک مسیر گردش بدون چرخش در محور خود تکان بخورد. این تنها قسمت متحرک در محفظه اندازه گیری است.
یک پین که عمود بر دیسک گسترش می یابد به یک شمارنده مکانیکی متصل است که حرکات تکان دهنده دیسک را کنترل می کند.
هر چرخه متناسب با مقدار خاصی از جریان است.
همانطور که در مورد همه مترهای جابجایی مثبت صادق است ، تغییرات ویسکوزیته زیر یک آستانه معین بر اندازه گیری دقت تأثیر می گذارد.
اندازه ها و ظرفیت های زیادی موجود است. واحدها را می توان از مجموعه وسیعی از مصالح ساختمانی ساخت.
کنتورهای چرخشی در چندین طرح موجود است ، اما همه آنها بر اساس یک اصل کار می کنند.
واحد اصلی شامل یک پروانه دوار و یکسان (شامل دو یا چند محفظه) است که در داخل محفظه متر نصب شده است.
پروانه در تماس مداوم با بدنه است.
با چرخاندن پروانه ، حجم ثابت مایع از هر قسمت به خروجی متر منتقل می شود. دورهای پروانه در واحدهای حجمی شمارش و ثبت می شوند.
فلومترهای هلیکس از دو روتور مارپیچی با شیب شدید تشکیل شده اند که با هم فاصله دارند و فاصله کمی بین روتورها و بدنه دارند.
دو روتور مایع را به صورت محوری از یک سر محفظه به سر دیگر منتقل می کنند
این ابزارها با توجه به میزان جریان حجم به صورت خطی عمل می کنند.
از آنجا که هیچ رابطه ای بین ریشه مربع (مانند دستگاه های فشار افتراقی) وجود ندارد ، محدوده آنها بیشتر است.
سرعت سنجها در صورت استفاده در رینولدز بالای 10 هزار ، حداقل حساسیت را نسبت به تغییرات ویسکوزیته دارند.
اکثر محفظه های اندازه گیر سرعت مجهز به فلنج یا اتصالات هستند تا بتوان آنها را مستقیماً به خطوط لوله متصل کرد..
متر توربین ها کاربردهای گسترده ای برای کاربردهای دقیق اندازه گیری مایع پیدا کرده اند.
این واحد شامل یک روتور چند تیغه است که با یک لوله ، عمود بر جریان مایع نصب شده است.
روتور با عبور مایع از تیغه ها می چرخد. سرعت چرخش یک تابع مستقیم از سرعت جریان است و می توان آن را توسط وانت مغناطیسی ، سلول فوتوالکتریک یا چرخ دنده ها حس کرد.
پالس های الکتریکی را می توان شمارش و جمع کرد ، شکل 5.
تعداد پالس های الکتریکی شمارش شده برای یک دوره زمانی معین ، مستقیماً با حجم جریان متناسب است.
برای اندازه گیری سرعت چرخش توربین و تعیین سرعت جریان مایع می توان یک فشارسنج را اضافه کرد.
متر توربین ها ، هنگامی که به درستی مشخص و نصب شوند ، از دقت خوبی برخوردار هستند ، به ویژه در مورد مایعات با ویسکوزیته پایین
نگرانی عمده در مورد توربین کن سایش بلبرینگ است.
برای جلوگیری از این مشکل ، طراحی “بدون تحمل” ایجاد شده است.
مایع وارد کنتور از طریق پره های مارپیچ یک استاتور حرکت می کند که چرخش را به جریان مایع منتقل می کند.
این جریان بر روی یک کره عمل می کند و باعث می شود که در فضای بین استاتور اول و استاتور دوم مارپیچ مشابه بچرخد. حرکت مدار کره به صورت الکترونیکی تشخیص داده می شود.
فرکانس خروجی پالس حاصل متناسب با سرعت جریان است.
گرداب سنج ها (فلومتر ورتکس) از یک پدیده طبیعی استفاده می کنند که هنگام جریان مایع در اطراف یک شیء بلوف رخ می دهد.
گردابها به طور متناوب در پایین دست شیء ریخته می شوند.
فرکانس ریزش گرداب (ورتکس) به طور مستقیم با سرعت جریان مایع از طریق متر متناسب است ، شکل 6.
سه جزء اصلی فلومتر عبارتند از:
بدنه بلوفی که بر روی سوراخ جریان سنج نصب شده است ،
سنسوری برای تشخیص وجود گرداب و ایجاد ضربه الکتریکی و فرستنده تقویت کننده و تهویه کننده سیگنال که خروجی آن متناسب با سرعت جریان است.
، شکل 7. متر برای اندازه گیری میزان جریان یا مجموع جریان به همان اندازه مناسب است.
استفاده برای دوغاب یا مایعات با ویسکوزیته بالا توصیه نمی شود.
مترهای الکترومغناطیسی می توانند اکثر مایعات و دوغاب ها را اداره کنند ، مشروط بر اینکه مواد اندازه گیری شده رسانای الکتریکی باشند.
اجزای اصلی عبارتند از لوله جریان (عنصر اولیه) ، شکل 8. لوله جریان مستقیماً در لوله نصب می شود.
افت فشار بر روی متر همانند طول لوله معادل است زیرا هیچ قطعه متحرک یا مانعی در جریان وجود ندارد.
ولت متر را می توان مستقیماً به لوله جریان وصل کرد یا می توان از راه دور نصب کرد و توسط یک کابل محافظ به آن متصل شد.
فلومترهای الکترومغناطیسی بر اساس قانون القایی الکترومغناطیسی فارادی عمل می کنند که می گوید هنگامی که یک رسانا در میدان مغناطیسی حرکت می کند ، ولتاژ ایجاد می شود.
مایع به عنوان رسانا عمل می کند. میدان مغناطیسی توسط سیم پیچ های خارج از لوله جریان ایجاد می شود ، شکل 9.
مقدار ولتاژ تولید شده مستقیماً متناسب با سرعت جریان است.
دو الکترود نصب شده در دیواره لوله ولتاژ را که توسط عنصر ثانویه اندازه گیری می شود ، تشخیص می دهد.
جریان سنج های(فلومتر) الکترومغناطیسی دارای مزایای عمده ای هستند:
آنها می توانند مایعات و دوغابهای سخت و خورنده را اندازه گیری کنند.
و می توانند جریان رو به جلو و معکوس را با دقت برابر اندازه گیری کنند.
معایب طرحهای قبلی مصرف زیاد برق و نیاز به به دست آوردن لوله کامل و عدم جریان برای تنظیم اولیه متر بر روی صفر بود. پیشرفت های اخیر این مشکلات را برطرف کرده است.
تکنیک های تحریک نوع پالس مصرف برق را کاهش داده است ، زیرا تحریک تنها در نیمی از زمان واحد اتفاق می افتد. تنظیمات صفر دیگر لازم نیست
فلومترهای اولتراسونیک را می توان به مترهای داپلر و مترهای زمان سفر (یا ترانزیت) تقسیم کرد.
مترهای داپلر تغییرات فرکانسی ناشی از جریان مایع را اندازه گیری می کنند.
دو مبدل در یک قاب متصل به یک طرف لوله نصب شده است.
سیگنالی با فرکانس شناخته شده به مایع ارسال می شود تا اندازه گیری شود.
مواد جامد ، حباب یا هرگونه ناپیوستگی در مایع ، باعث می شود که پالس به عنصر گیرنده منعکس شود ، شکل 10. از آنجا که مایع ایجاد کننده بازتاب در حال حرکت است ، فرکانس پالس برگشتی تغییر می کند.
تغییر فرکانس متناسب با سرعت مایع است.
اخیراً یک دستگاه اندازه گیری داپلر قابل حمل که می تواند با برق AC یا از یک پاور قابل شارژ کار کند ، ساخته شده است.
سر سنجش به سادگی به قسمت بیرونی لوله محکم شده است و ابزار آماده استفاده است.
وزن کل ، از جمله بدنه ، 22 پوند است. مجموعه ای از پایانه های خروجی 4 تا 20 میلی آمپر به دستگاه اجازه می دهد تا به دستگاه ضبط نوار نمودار یا سایر دستگاه های از راه دور متصل شود.
دستگاه های اندازه گیری زمان سفر دارای مبدل هایی هستند که در هر طرف لوله نصب شده اند.
پیکربندی به گونه ای است که امواج صوتی که بین دستگاه ها حرکت می کنند در 45 درجه قرار دارند.
زاویه جهت جریان مایع سرعت حرکت سیگنال بین مبدلها با جهت انتقال و سرعت اندازه گیری مایع افزایش یا کاهش می یابد.
با انتقال سیگنال به طور متناوب در هر دو جهت ، می توان یک رابطه زمانی-متناسب با جریان را بدست آورد.
محدودیت مترهای زمان سفر این است که مایعات مورد اندازه گیری باید عاری از گاز یا مواد جامد باشند تا پراکندگی و جذب سیگنال را به حداقل برسانند.
فلومترهای جرمی(مس فلومتر) نیاز مستمر به اندازه گیری دقیق جریان در فرایندهای مربوط به جرم (واکنش های شیمیایی ، انتقال حرارت و غیره) منجر به ایجاد جریان سنج های جرمی شده است.
طرح های مختلفی در دسترس است ، اما یکی از رایج ترین آنها برای کاربردهای جریان مایع ، متر کوریولیس(فلومتر کوریولیس) است.
عملکرد آن بر اساس پدیده طبیعی به نام نیروی کوریولیس است ، از این رو نامیده می شود.
مترهای کوریولیس(فلومتر کوریولیس) یک جرم سنج واقعی هستند که میزان جرم جریان را مستقیماً در مقابل جریان حجمی اندازه گیری می کنند.
از آنجا که جرم تغییر نمی کند ، متر بدون نیاز به تغییر در خواص مایع خطی است.
همچنین نیاز به جبران تغییر شرایط دما و فشار را برطرف می کند.
متر مخصوصاً برای اندازه گیری مایعاتی که ویسکوزیته آنها با سرعت در دماها و فشارهای مختلف متفاوت است ، مفید است.
مترهای کوریولیس(فلومتر)نیز در طرح های مختلف موجود است.
یک واحد محبوب شامل یک لوله جریان U شکل است که در یک محفظه حسگر متصل به یک واحد الکترونیکی محصور شده است.
واحد سنجش را می توان مستقیماً در هر فرآیندی نصب کرد.
واحد الکترونیکی می تواند در فاصله 500 فوت از سنسور واقع شود.
در داخل محفظه سنسور ، لوله جریان U شکل در فرکانس طبیعی خود توسط یک دستگاه مغناطیسی واقع در خم لوله ارتعاش می شود.
ارتعاش مشابه چنگال تنظیم کننده است که کمتر از 0.1 اینچ را پوشش می دهد و یک چرخه کامل را حدود 80 بار در ثانیه به پایان می رساند.
هنگامی که مایع از طریق لوله عبور می کند ، مجبور می شود حرکت عمودی لوله را انجام دهد ، شکل 11.
هنگامی که لوله در طول نیمی از چرخه خود به سمت بالا حرکت می کند ، مایع که به داخل متر وارد می شود با فشار دادن به بالا مقاومت می کند
مایع خروجی از متر با فشار به سمت بالا ، با فشار دادن روی لوله ، مقاومت می کند.
این عمل باعث پیچ خوردگی لوله می شود.
هنگامی که لوله در نیمه دوم چرخه ارتعاش خود به سمت پایین حرکت می کند ، در جهت مخالف می چرخد.
مایع خروجی از متر با فشار به سمت بالا ، با فشار دادن روی لوله ، مقاومت می کند.
این عمل باعث پیچ خوردگی لوله می شود.
هنگامی که لوله در نیمه دوم چرخه ارتعاش خود به سمت پایین حرکت می کند ، در جهت مخالف می چرخد.
مقدار پیچش مستقیماً با سرعت جریان جرمی مایع جریان یافته در لوله متناسب است.
سنسورهای مغناطیسی واقع در هر طرف لوله جریان ، سرعت لوله ها را اندازه گیری می کنند ، که با پیچ خوردن لوله تغییر می کند.
سنسورها این اطلاعات را به واحد الکترونیک می رسانند ، جایی که پردازش شده و به ولتاژ متناسب با سرعت جریان جرم تبدیل می شود.
متر دارای طیف وسیعی از کاربردها از چسب و روکش تا نیتروژن مایع است.
فلومترهای جرمی نوع حرارتی به طور سنتی برای اندازه گیری گاز استفاده می شود ، اما طرح هایی برای اندازه گیری جریان مایع در دسترس است.
این مترهای جرمی(فلومتر جرمی) نیز مستقل از چگالی ، فشار و گرانروی عمل می کنند.
مترهای حرارتی (فلومتر حرارتی)از عنصر حس گرمایشی جدا شده از مسیر جریان سیال استفاده می کنند.
جریان جریان گرما را از عنصر حسگر هدایت می کند. گرمای هدایت شده مستقیماً با سرعت جریان جرم متناسب است.
این سنسور هرگز با مایع تماس نمی گیرد ، شکل 12. بسته های الکترونیکی شامل آنالایزر جریان ، جبران کننده دما و یک نرم کننده سیگنال است که خروجی خطی مستقیماً متناسب با جریان جرم را فراهم می کند.
“کانال باز” به هر مجرایی اطلاق می شود که در آن مایع با سطح آزاد جریان می یابد.
شامل تونل ها ، فاضلاب بدون فشار ، لوله های تا حدی پر شده ، کانال ها ، نهرها و رودخانه ها است.
از بین بسیاری از تکنیک های موجود برای نظارت بر جریانهای کانال باز ، روشهای مربوط به عمق رایج ترین هستند.
این تکنیک ها فرض می کنند که سرعت جریان آنی ممکن است از اندازه گیری عمق آب یا سر تعیین شود.
سرریزها و دودکشها قدیمی ترین و پرکاربردترین دستگاههای اولیه برای اندازه گیری جریانهای کانال باز هستند.
سرریزها بر این اصل کار می کنند که انسداد در یک کانال باعث برگشت آب می شود و سطح بالایی (سر) در پشت مانع ایجاد می کند.
هد تابعی از سرعت جریان است و بنابراین ، سرعت جریان از طریق دستگاه است.
سرریزها از صفحات عمودی با تاج های تیز تشکیل شده اند.
قسمت بالای صفحه می تواند مستقیم یا بریدگی باشد.
سرریزها مطابق شکل شکاف طبقه بندی می شوند. انواع اصلی V-notch ، مستطیل شکل و ذوزنقه ای هستند.
فلوم ها عموماً در مواقعی استفاده می شوند که میزان ریزش سر باید به حداقل برسد یا مایع جاری حاوی مقادیر زیادی جامدات معلق است.
دودکش ها مجاری را باز می کنند که لوله های ونتوری برای لوله های بسته هستند.
فلوم های محبوب طرح های Parshall و Palmer-Bowlus هستند.
فلوم پارشال شامل یک قسمت بالادست همگرا ، یک گلو و یک قسمت پایین دست واگرا است.
دیواره های فلوم عمودی هستند و کف گلو به سمت پایین متمایل است.
کاهش سر از طریق دودکش های پارشال نسبت به سایر انواع دستگاه های اندازه گیری جریان باز کانال کمتر است.
سرعت جریان بالا به خود تمیز کردن دود کمک می کند.
جریان را می توان در طیف وسیعی از شرایط به طور دقیق اندازه گیری کرد.
فلوم های Palmer-Bowlus دارای یک حلق ذوزنقه ای با سطح مقطع یکنواخت و طول تقریباً برابر قطر لوله ای هستند که در آن نصب شده است.
از نظر دقت و توانایی عبور مواد زائد بدون تمیز کردن با فلوم پارشال قابل مقایسه است.
یک مزیت اصلی سهولت نسبی است که می توان آن را در مجاری دایره ای موجود نصب کرد ،
زیرا نیازی به یک قسمت رویکرد مستطیلی نیست.
تخلیه از طریق سرریزها و دودها تابعی از سطح است ، بنابراین برای تعیین میزان جریان باید از تکنیک های اندازه گیری سطح با تجهیزات استفاده شود.
دستمزد کارکنان و واحدهای شناور ساده ترین دستگاه هایی هستند که برای این منظور استفاده می شوند.
سیستم های الکترونیکی مختلف سنجش ، جمع و ضبط نیز در دسترس هستند.
پیشرفت اخیر شامل استفاده از پالس های اولتراسونیک برای اندازه گیری سطح مایع است.
اندازه گیری ها با ارسال پالس های صوتی از حسگر به سطح مایع و زمان بازگشت اکو انجام می شود.
مدار خطی ارتفاع مایع را به دبی تبدیل می کند.
یک ضبط کننده نوار نمودار میزان جریان را ثبت می کند و یک جمع کننده دیجیتال کل گالن ها را ثبت می کند.
یکی دیگر از سیستمهای مبتنی بر ریزپردازنده که از سنسورهای اولتراسونیک یا شناور استفاده می کند.
صفحه کلید با صفحه نمایش کریستال مایع تعاملی ، برنامه نویسی ، کنترل و کالیبراسیون را ساده می کند
کارشناسان ادعا می کنند که بیش از 75 درصد فلومترهای نصب شده در صنعت عملکرد رضایت بخشی ندارند.
و انتخاب نادرست 90 درصد از این مشکلات را تشکیل می دهد.
بدیهی است که انتخاب فلومتر برای آماتورها کاری نیست.
مراحل اصلی مربوط به فرآیند انتخاب در شکل 13 نشان داده شده است.
مهمترین شرط این است که دقیقاً بدانید این ساز قرار است چه کاری انجام دهد.
در اینجا چند سوال questions وجود دارد که باید در نظر بگیرید.
آیا اندازه گیری برای کنترل فرایند (که در آن تکرارپذیری مهم ترین مسئله است) ، یا برای حسابداری یا انتقال حضانت (که دقت بالا مهم است) است؟
آیا نشان محلی یا سیگنال از راه دور لازم است؟ اگر خروجی از راه دور مورد نیاز است ، آیا باید یک سیگنال متناسب باشد ، یا بسته شدن تماس برای راه اندازی یا توقف یک دستگاه دیگر؟
آیا مایع چسبناک ، تمیز یا دوغاب است؟ آیا رسانای الکتریکی است؟ وزن مخصوص یا چگالی آن چقدر است؟
چه میزان جریان در برنامه وجود دارد؟ درجه حرارت و فشار عملکرد فرایندها چگونه است؟
دقت ، محدوده ، خطی بودن ، تکرارپذیری و الزامات لوله کشی نیز باید در نظر گرفته شود.
به همان اندازه مهم است که بدانیم فلومتر چه کارهایی نمی تواند انجام دهد و همچنین چه کارهایی می تواند قبل از انتخاب نهایی انجام دهد.
هر ابزار دارای مزایا و معایبی است و میزان رضایت از عملکرد به طور مستقیم با چگونگی مطابقت قابلیت ها و کاستی های یک ابزار با الزامات برنامه ارتباط دارد.
اغلب ، کاربران انتظاراتی از عملکرد جریان سنج دارند که با آنچه ارائه دهنده ارائه کرده است سازگار نیست.
اکثر تأمین کنندگان مایلند به مشتریان در انتخاب جریان سنج مناسب برای یک کار خاص کمک کنند.
. بسیاری پرسشنامه ها ، چک لیست ها و برگه های مشخصات را تهیه می کنند که برای به دست آوردن اطلاعات حیاتی لازم برای مطابقت فلومتر صحیح با کار طراحی شده است.
پیشرفتهای فن آوری فلومترها نیز باید در نظر گرفته شود.
به عنوان مثال ، یک اشتباه رایج این است که طرحی را انتخاب کنید که چند سال پیش برای یک برنامه کاربردی محبوب ترین بود و فرض بر این بود که هنوز بهترین ابزار برای کار است.
تغییرات و نوآوریهای زیادی ممکن است در سالهای اخیر در توسعه فلومترها برای آن کاربرد خاص رخ داده باشد و این امر انتخاب را بسیار وسیعتر ساخته است.
پیشرفت اخیر در دسترس بودن برنامه های رایانه ای برای انجام محاسبات خسته کننده است که اغلب برای انتخاب جریان سنج ها ضروری است.
محاسباتی که قبلاً یک ساعت به طول می انجامید را می توان در عرض چند ثانیه انجام داد (بخش مربوطه ، “مواد مرجع منتخب” را ببینید).
طیف گسترده ای از قیمت ها برای فلومترها وجود دارد.
جریان سنج های متغیر معمولاً کم هزینه ترین هستند و برخی از واحدهای کوچک با قیمت کمتر از 100 دلار در دسترس هستند.
فلومتر های جرمی بیشترین هزینه را دارند.
شروع قیمت ها از حدود 3500 دلار. با این حال ، هنگام انتخاب فلومترها باید کل هزینه های سیستم را در نظر گرفت.
به عنوان مثال ، یک صفحه سوراخ ممکن است فقط حدود 50 دلار هزینه داشته باشد.
اما ترانسمیتر ممکن است 500 یا 600 دلار دیگر اضافه کند و هزینه ساخت و نصب خط سنجی حتی بیشتر هزینه کند.
هزینه های نصب ، راه اندازی و نگهداری نیز از عوامل مهم اقتصادی هستند.
خدمات در برخی از طرح های پیچیده تر می تواند گران باشد.
مانند بسیاری از محصولات دیگر ، یک مهندس کارخانه معمولاً هنگام خرید فلومتر ، مبلغی را که پرداخت می کند دریافت می کند.
اما رضایت او از محصول به مراقبت او در انتخاب و نصب ابزار بستگی دارد.
و این به شناخت فرایند ، محصولات و الزامات اندازه گیری جریان باز می گردد. “خرید بیش از حد” غیر معمول نیست. مهندسان کارخانه نباید فلومتر قوی تر یا پیچیده تر از نیاز خود خریداری کنند.
اگرچه تأمین کنندگان همیشه آماده ارائه خدمات نصب جریان سنج هستند ، تخمین زده می شود که تقریبا 75 درصد از کاربران تجهیزات خود را نصب می کنند.
اما اشتباهاتی در نصب رخ می دهد.
یکی از رایج ترین آنها عدم اجازه لوله کشی مستقیم بالادست و پایین دست برای فلومترها است.
هر طرح دارای تحمل خاصی نسبت به شرایط سرعت ناپایدار در لوله است ، اما همه واحدها برای عملکرد م requireثر به تنظیمات لوله کشی مناسب نیاز دارند.
لوله کشی مناسب الگوی جریان معمولی را برای دستگاه فراهم می کند.
بدون آن ، دقت و عملکرد تأثیر منفی می گذارد.
فلومترها نیز گاه به گاه نصب می شوند (مخصوصاً در مورد صفحات روزنه). خطوط حسگر فشار نیز ممکن است معکوس شوند.
با اجزای الکتریکی ، ایمنی ذاتی یک ملاحظه مهم در مناطق خطرناک است.
بیشتر تأمین کنندگان فلومتربرای چنین مصارفی طرح های کاملاً بی خطر ارائه می دهند.
میدان مغناطیسی سرگردان در بیشتر کارخانه های صنعتی وجود دارد.
خطوط برق ، رله ها ، شیر برقی ، ترانسفورماتورها ، موتورها و ژنراتورها همگی سهم خود را از تداخل دارند.
کاربران باید اطمینان حاصل کنند که فلومتری که انتخاب کرده اند در برابر چنین تداخلی مصون است.
مشکلات عمدتا در مورد قطعات الکترونیکی در عناصر ثانویه رخ می دهد ، که باید محافظت شوند.
رعایت دقیق روشهای نصب توصیه شده توسط سازنده معمولاً از بروز چنین مشکلاتی جلوگیری می کند
همه فلومترها نیاز به کالیبراسیون اولیه دارند. توضیحات بیشتر روی کالیبراسیون فلومتر کلیک کنید.
بیشتر اوقات ، دستگاه توسط سازنده برای شرایط سرویس مشخص شده کالیبره می شود.
اما اگر پرسنل واجد شرایط در کارخانه موجود باشد ، کاربر می تواند کالیبراسیون خود را انجام دهد.
نیاز به کالیبراسیون مجدد تا حد زیادی بستگی به میزان مطابقت متر با کاربرد دارد.
برخی از مایعاتی که از جریان سنج ها عبور می کنند ، ساینده ، فرساینده یا خورنده هستند.
با گذشت زمان ، بخش هایی از دستگاه به اندازه کافی خراب می شوند تا عملکرد را تحت تأثیر قرار دهند.
برخی از طرح ها بیشتر از سایرین مستعد آسیب هستند.
به عنوان مثال ، سایش پره های جداگانه توربین باعث تغییر عملکرد می شود.
اگر برنامه حیاتی است ، دقت فلومتر باید در فواصل مکرر بررسی شود. در موارد دیگر ، ممکن است سال ها احتیاج به کالیبراسیون مجدد نباشد زیرا برنامه غیر بحرانی است ، یا هیچ چیز عملکرد متر را تغییر نمی دهد.
برخی از فلومتر ها برای کالیبراسیون به تجهیزات خاصی نیاز دارند.
اکثر تولیدکنندگان چنین خدماتی را در کارخانه خود یا در تأسیسات کاربر ارائه می دهند ، جایی که تجهیزات را برای کالیبراسیون در محل می آورند
عوامل متعددی بر نیازهای نگهداری و طول عمر فلومترها تأثیر می گذارد.
البته عامل اصلی تطبیق ابزار مناسب با برنامه خاص است.
دستگاه های ضعیف انتخاب شده همیشه باعث بروز مشکلاتی می شوند.
فلومترهایی که قطعات متحرک ندارند معمولاً به توجه کمتری نسبت به واحدهای دارای قطعات متحرک نیاز دارند.
اما همه فلومترها در نهایت نیاز به نوعی نگهداری دارند.
عناصر اولیه در فلومتر های فشار دیفرانسیل هنگام اتصال به عناصر ثانویه نیاز به لوله کشی ، شیرآلات و اتصالات گسترده ای دارند ، بنابراین تعمیر و نگهداری ممکن است در چنین تاسیساتی یک تلاش مکرر باشد.
خطوط ضربه ای می توانند متصل یا خورده شوند و باید تمیز یا تعویض شوند.
و مکان نامناسب عنصر ثانویه می تواند منجر به خطاهای اندازه گیری شود. جابجایی عنصر می تواند گران باشد.
فلومترهای دارای قطعات متحرک نیاز به بازرسی داخلی دوره ای دارند ، به ویژه اگر مایع اندازه گیری شده کثیف یا چسبناک باشد.
نصب فیلترها قبل از چنین واحدهایی به حداقل رساندن رسوب و سایش کمک می کند.
ابزارهای بدون مانع ، مانند مترهای (فلومتر) التراسونیک یا الکترومغناطیسی ، ممکن است با قطعات الکترونیکی عنصر ثانویه خود دچار مشکل شوند.
سنسورهای فشار مرتبط با عناصر ثانویه باید به صورت دوره ای برداشته و بازرسی شوند.
کاربردهایی که ممکن است پوشش هایی در آنها ایجاد شود مشکلات بالقوه ای برای ابزارهای بدون مانع مانند واحدهای مغناطیسی یا اولتراسونیک است.
اگر روکش عایق باشد ، در صورت عایق شدن الکترودها از مایع ، عملکرد فلومترهای مغناطیسی مختل می شود.
با نظافت دوره ای از این وضعیت جلوگیری می شود.
با فلومترهای اولتراسونیک ، زاویه های شکست ممکن است تغییر کند و انرژی صوتی جذب شده توسط پوشش باعث می شود که متر کار نکند.
منبع:omega
ما در این مقاله سعی کردیم شما را با انواع فلومتر ، کاربرد آنها و نگهداری و.. آشنا کنیم ،
پرگاران تأمین کننده انواع فلومتر های اندرس هاوزر نیز می باشد.
در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران ارتباط برقرار کنید
