فلومتر flowmeter

جریان سنج یا فلومتر

اندازه‌گیری جریان، کمی کردن حرکت سیال حجیم است. جریان را می توان به روش های مختلفی اندازه گیری کرد. انواع متداول فلومترها با کاربرد صنعتی:

الف) نوع انسداد (فشار دیفرانسیل یا ناحیه متغیر)

ب) استنباطی (نوع توربین)

ج) الکترومغناطیسی

د) فلومترهای جابجایی مثبت که حجم ثابتی از سیال را جمع می کنند و سپس تعداد دفعات پر شدن حجم را برای اندازه گیری دبی شمارش می کنند.

ه) دینامیک سیالات (ریزش گرداب)

و) بادسنج

ز) اولتراسونیک

ح) دبی سنج جرمی (نیروی کوریولیس).

روش‌های اندازه‌گیری جریان به غیر از دبی‌سنج‌های جابجایی مثبت، بر نیروهای تولید شده توسط جریان جاری به‌عنوان غلبه بر انقباض شناخته‌شده، برای محاسبه غیرمستقیم جریان متکی هستند. جریان ممکن است با اندازه گیری سرعت سیال در یک منطقه شناخته شده اندازه گیری شود. برای جریان های بسیار بزرگ، روش های ردیاب ممکن است برای استنتاج نرخ جریان از تغییر غلظت رنگ یا ایزوتوپ رادیویی استفاده شود.

جریان سنج یا فلومتر چیست؟

در اینجا بیایید نگاه دقیق تری به جریان سنج یا فلومتر داشته باشیم.

اگر می خواهید میزان جریان در لوله یا رودخانه خود را بدانید، زمانی هست که به فلومتر نیاز دارید. بنابراین، فلومتر ابزاری است که می تواند اندازه گیری جریان را به پایان برساند.

فلومتر ها شامل یک دستگاه اصلی ، مبدل و فرستنده هستند.

 مبدل سیال را که از طریق دستگاه اولیه عبور می کند ، حس می کند.

فرستنده یک سیگنال جریان قابل استفاده را از سیگنال مبدل خام تولید می کند.

 این اجزا اغلب با هم ترکیب می شوند ، بنابراین فلومتر واقعی ممکن است یک یا چند دستگاه فیزیکی باشد.

نوع فلومتر بستگی به نیاز و کاربردهای مختلف دارد.

برای مثال ، ما برای اندازه گیری جریان بخار فلومتر ورتکس را ترجیح می دهیم.

 و ما فلومتر آلتراسونیک را برای اندازه گیری جریان لوله بدون تماس انتخاب میکنیم.

برای اندازه گیری جریان در یک مایع نامشخص (فاضلاب یا مایعات خورنده) نمی توان از فلومترنوع توربین استفاده کرد.

جریان سنج یا فلومتر چگونه کار می کند؟

فلومترها دستگاه هایی هستند که میزان مایع ، گاز یا بخار عبوری از آنها را اندازه گیری می کنند.

برخی از فلومترها جریان را به عنوان مقدار سیال عبوری از جریان سنج در طول یک دوره زمانی (مانند 100 لیتر در دقیقه) اندازه گیری می کنند.

فلومترهای دیگر مقدار کل سیال را که از فلومتر عبور کرده است (مانند 100 لیتر) اندازه گیری می کنند.

اندازه گیری جریان را می توان با موارد زیر توصیف کرد:

Q = A x v

Q سرعت جریان ، A منطقه سطح مقطع لوله و v سرعت متوسط سیال در لوله است.

با به کار انداختن این معادله ، جریان سیال با سرعت متوسط 1 متر در ثانیه ، از طریق لوله ای با سطح مقطع 1 متر مربع ، 1 متر مکعب در ثانیه است.

حالا معادله زیر را در نظر بگیرید:

W = rho x Q

جایی که W سرعت جریان است (دوباره بخوانید) ، و rho چگالی سیال است.

با به کار انداختن این معادله ، سرعت جریان 1 کیلوگرم در ثانیه خواهد بود ، هنگامی که 1 متر مکعب در ثانیه سیال با چگالی 1 کیلوگرم در متر مکعب در حال جریان است.

(همین کار را می توان برای “پوند” های متداول انجام داد. بدون وارد شدن به جزئیات-یک پوند یک واحد جرم فرض می شود.)

اصول اندازه گیری جریان

فلومتر را می توان به فلومترهای حجمی و فلومترهای جرمی تقسیم کرد.

جریان سنج یا فلومتر حجمی:

نوع سر دیفرانسیل

صفحات دریچه

متر ونتوری

Annubar

نوع منطقه دیفرانسیل (روتامتر)

جریان سنج های الکترومغناطیسی

جریان سنج های اولتراسونیک

فلومتر های توربین

جریان سنج گرداب

مترهای جابجایی مثبت

جریان سنج یا فلومتر جرمی:

فلومترجرمی کوریولیس

فلومترهای جرمی حرارتی

برای انواع مختلف کار ، ما انواع مختلف فلومتر را ارائه می دهیم ، مانند:

فلومتر توربین

فلومتر الکترومغناطیسی

روتامتر لوله فلزی

فلومتر جرمی

فلومتر فشار دیفرانسیل

متر ونتوری

دریچه سنج

جریانسنج التراسونیک

جریان سنج گرداب

فلومتر حرارتی

جریان سنج های کانال باز

هم جریان گاز و هم جریان مایع را می توان در مقادیر فیزیکی از نوع دبی حجمی یا جرمی، به ترتیب با واحدهایی مانند لیتر در ثانیه یا کیلوگرم در ثانیه اندازه گیری کرد. این اندازه گیری ها با چگالی مواد مرتبط هستند. چگالی یک مایع تقریباً مستقل از شرایط است. این مورد در مورد گازهایی نیست که چگالی آنها به شدت به فشار، دما و تا حدی ترکیب بستگی دارد.

هنگامی که گازها یا مایعات برای محتوای انرژی خود منتقل می شوند، مانند فروش گاز طبیعی، نرخ جریان ممکن است بر حسب جریان انرژی مانند گیگاژول در ساعت یا BTU در روز نیز بیان شود. نرخ جریان انرژی، نرخ جریان حجمی ضرب در محتوای انرژی در واحد حجم یا دبی جرمی ضرب در محتوای انرژی در واحد جرم است. نرخ جریان انرژی معمولاً از دبی جرمی یا حجمی با استفاده از رایانه جریان بدست می آید.

گاز

گازها قابل تراکم هستند و وقتی تحت فشار قرار می گیرند، گرم می شوند یا سرد می شوند، تغییر حجم می دهند. حجم گاز در یک مجموعه از شرایط فشار و دما با همان گاز در شرایط مختلف معادل نیست. به دبی «واقعی» از طریق یک متر و دبی «استاندارد» یا «پایه» در یک متر با واحدهایی مانند acm/h (متر مکعب واقعی در ساعت)، sm3/sec (متر مکعب استاندارد در ثانیه) اشاره خواهد شد. kscm/h (هزار متر مکعب استاندارد در ساعت)، LFM (فوت خطی در دقیقه)، یا MMSCFD (میلیون فوت مکعب استاندارد در روز).

دبی جرمی گاز را می توان به طور مستقیم، مستقل از اثرات فشار و دما، با فلومترهای جرمی حرارتی، فلومترهای جرمی کوریولیس یا کنترل کننده های جریان جرمی اندازه گیری کرد.

مایع

برای مایعات، واحدهای مختلفی بسته به کاربرد و صنعت استفاده می شود، اما ممکن است شامل گالن (آمریکا یا امپراتوری) در دقیقه، لیتر در ثانیه، بوشل در دقیقه یا، هنگام توصیف جریان رودخانه، cumecs (متر مکعب در ثانیه) یا هکتار باشد. فوت در روز در اقیانوس شناسی یک واحد رایج برای اندازه گیری حجم انتقال (مثلاً حجم آب منتقل شده توسط جریان) یک sverdrup (Sv) معادل 106 m3/s است.

عنصر جریان اولیه

عنصر جریان اولیه وسیله ای است که در سیال جاری قرار می گیرد که خاصیت فیزیکی ایجاد می کند که می تواند به طور دقیق با جریان مرتبط شود. به عنوان مثال، یک صفحه روزنه ای افت فشاری ایجاد می کند که تابعی از مجذور سرعت حجمی جریان از دهانه است. یک عنصر جریان اولیه گرداب سنج یک سری نوسانات فشار ایجاد می کند. ویژگی‌های عنصر جریان اولیه در کالیبراسیون، فاکتورهای حیاتی در دقت اندازه‌گیری جریان هستند.

فلومترهای مکانیکی

یک جابجایی سنج مثبت را می توان با یک سطل و یک کرونومتر مقایسه کرد. کرونومتر با شروع جریان شروع می شود و زمانی که سطل به حد خود برسد متوقف می شود. حجم تقسیم بر زمان نرخ جریان را می دهد. برای اندازه‌گیری‌های مداوم، به سیستمی از پر کردن و تخلیه مداوم سطل‌ها نیاز داریم تا جریان را بدون خروج از لوله تقسیم کنیم. این جابجایی‌های حجمی که به طور مداوم شکل می‌گیرند و فرو می‌روند ممکن است به شکل پیستون‌هایی باشد که در سیلندرها رفت و آمد می‌کنند، دندان‌های چرخ دنده با دیواره داخلی یک متر یا از طریق یک حفره پیشرونده ایجاد شده توسط چرخ دنده‌های بیضی شکل یا یک پیچ مارپیچ جفت می‌شوند.

پیستون متر / پیستون دوار

از آنجایی که از آنها برای اندازه‌گیری آب خانگی استفاده می‌شود، پیستون‌مترها، که به نام‌های پیستونی دوار یا جابجایی‌سنج‌های نیمه مثبت نیز شناخته می‌شوند، رایج‌ترین دستگاه‌های اندازه‌گیری جریان در بریتانیا هستند و تقریباً برای همه اندازه‌های کنتور تا 40 میلی‌متر استفاده می‌شوند (1). +1⁄2 اینچ). پیستون متر بر اساس اصل چرخش پیستون در محفظه ای با حجم مشخص کار می کند. برای هر چرخش مقداری آب از محفظه پیستون عبور می کند. از طریق یک مکانیزم چرخ دنده و، گاهی اوقات، یک درایو مغناطیسی، صفحه سوزنی و صفحه نمایش نوع کیلومتر شمار پیشرفته می شوند.

دنده سنج بیضی شکل

یک جریان سنج جابجایی مثبت از نوع دنده بیضی شکل. سیال چرخ دنده های مشبک را مجبور به چرخش می کند. هر چرخش مربوط به حجم ثابتی از سیال است. شمارش چرخش ها حجم را جمع می کند و نرخ متناسب با جریان است.

دنده‌سنج بیضی یک جابجایی‌سنج مثبت است که از دو یا چند چرخ دنده مستطیلی استفاده می‌کند که برای چرخش در زوایای قائم به یکدیگر، شکل T را تشکیل می‌دهند. چنین متری دو ضلع دارد که می توان آنها را A و B نامید. هیچ سیالی از مرکز کنتور عبور نمی کند، جایی که دندانه های دو چرخ دنده همیشه مشبک می شوند. در یک طرف کنتور (A)، دندانه‌های چرخ دنده‌ها جریان سیال را می‌بندند، زیرا چرخ دنده سمت A به داخل محفظه اندازه‌گیری بیرون زده است، در حالی که در طرف دیگر متر (B)، یک حفره نگه می‌دارد. حجم ثابت سیال در محفظه اندازه گیری همانطور که سیال چرخ دنده ها را فشار می دهد، آنها را می چرخاند و به سیال موجود در محفظه اندازه گیری سمت B اجازه می دهد تا به درگاه خروجی رها شود.

در همین حال، مایع ورودی به درگاه ورودی به محفظه اندازه گیری سمت A هدایت می شود که اکنون باز است. دندانه های سمت B اکنون سیال را از ورود به سمت B می بندند. این چرخه با چرخش چرخ دنده ها و اندازه گیری مایع از طریق محفظه های اندازه گیری متناوب ادامه می یابد. آهنرباهای دائمی در چرخ دنده‌های دوار می‌توانند سیگنالی را به یک سوئیچ برقی یا مبدل جریان برای اندازه‌گیری جریان منتقل کنند. اگرچه ادعاهایی مبنی بر عملکرد بالا مطرح می شود، اما معمولاً به اندازه طراحی پره های کشویی دقیق نیستند.

دنده متر

دنده‌مترها با دنده‌سنج‌های بیضی تفاوت دارند زیرا محفظه‌های اندازه‌گیری از شکاف‌های بین دندانه‌های چرخ دنده‌ها تشکیل شده‌اند. این دهانه ها جریان سیال را تقسیم می کنند و با دور شدن چرخ دنده ها از درگاه ورودی، دیواره داخلی کنتور محفظه را می بندد تا مقدار ثابتی از مایع را در خود نگه دارد. درگاه خروجی در ناحیه ای قرار دارد که چرخ دنده ها به هم برمی گردند. سیال با فشار از متر خارج می شود زیرا دندانه های چرخ دنده مشبک می شوند و جیب های موجود را به حجم تقریباً صفر کاهش می دهند.

دنده مارپیچ

فلومترهای چرخ دنده ای مارپیچی نام خود را از شکل چرخ دنده ها یا روتورهایشان گرفته اند. این روتورها شبیه به شکل یک مارپیچ است که ساختاری مارپیچی شکل است. هنگامی که سیال در کنتور جریان می یابد، وارد محفظه های روتور می شود و باعث چرخش روتورها می شود. طول روتور به اندازه‌ای است که ورودی و خروجی همیشه از یکدیگر جدا و بنابراین مانع از جریان آزاد مایع می شود. روتورهای مارپیچی جفت شونده یک حفره پیشرونده ایجاد می کنند که برای ورود مایع باز می شود، خود را می بندد و سپس به سمت پایین دست باز می شود تا سیال آزاد شود. این به صورت پیوسته اتفاق می‌افتد و دبی جریان از سرعت چرخش محاسبه می‌شود.

دیسک متر نوتینگ

این رایج ترین سیستم اندازه گیری مورد استفاده برای اندازه گیری میزان آب در خانه ها است. سیال، معمولاً آب، از یک طرف کنتور وارد می‌شود و به دیسک nutating که به طور غیرعادی نصب شده است، برخورد می‌کند. سپس دیسک باید حول محور عمودی “لرزان” یا نوک بزند، زیرا پایین و بالای دیسک با محفظه نصب در تماس هستند. یک پارتیشن اتاق ورودی و خروجی را از هم جدا می کند. همانطور که دیسک مهره می زند، نشان دهنده مستقیم حجم مایعی است که از متر عبور کرده، زیرا جریان حجمی با چیدمان چرخ دنده و رجیستر نشان داده می شود که به دیسک متصل است. برای اندازه گیری جریان در 1 درصد قابل اعتماد است.

جریان سنج یا فلومتر توربین

فلومتر توربین، عملکرد مکانیکی توربین در حال چرخش در جریان مایع حول یک محور را به یک نرخ جریان قابل خواندن توسط کاربر (gpm، lpm، و غیره) تبدیل می کند. توربین تمایل دارد که تمام جریان در اطراف آن حرکت کند.

چرخ توربین در مسیر جریان سیال قرار می گیرد. سیال جاری به پره های توربین برخورد می کند و نیرویی به سطح تیغه وارد می کند و روتور را به حرکت در می آورد. هنگامی که به یک سرعت چرخش ثابت ، سرعت با سرعت سیال متناسب است.

دبی سنج های توربین برای اندازه گیری جریان گاز طبیعی و مایع استفاده می شود. توربین مترها دقت کمتری نسبت به جابجایی و جت متر در دبی کم دارند، اما عنصر اندازه گیری کل مسیر جریان را اشغال نمی کند یا به شدت محدود نمی کند. جهت جریان به طور کلی مستقیم از طریق متر است، اجازه می دهد تا نرخ جریان بالاتر و افت فشار کمتری نسبت به متر جابجایی نوع. آنها متر انتخابی برای کاربران تجاری بزرگ، حفاظت از آتش، و به عنوان متر اصلی برای سیستم توزیع آب هستند.

معمولاً باید صافی‌ها در جلوی کنتور نصب شوند تا از عنصر اندازه‌گیری در برابر شن یا سایر زباله‌هایی که می‌توانند وارد سیستم توزیع آب شوند محافظت کنند. توربین مترها معمولاً برای اندازه لوله های 4 تا 30 سانتی متری (1+1⁄2-12 اینچ) یا بالاتر در دسترس هستند. بدنه های توربین متر معمولاً از برنز، چدن یا چدن داکتیل ساخته می شوند. عناصر داخلی توربین می توانند پلاستیکی یا آلیاژهای فلزی غیر خورنده باشند. آنها در شرایط کاری معمولی دقیق هستند اما به شدت تحت تأثیر مشخصات جریان و شرایط سیال قرار می گیرند.

وولتمن متر

متر وولتمن (که توسط راینهارد وولتمن در قرن نوزدهم اختراع شد) شامل یک روتور با تیغه های مارپیچ است که به صورت محوری در جریان قرار می گیرند، بسیار شبیه به یک فن مجرای. می توان آن را نوعی دبی سنج توربین در نظر گرفت. آنها معمولاً به عنوان مارپیچ متر شناخته می شوند و در اندازه های بزرگتر محبوب هستند.

جت متر تک

یک جت متر شامل یک پروانه ساده با پره های شعاعی است که توسط یک جت منفرد به آن برخورد می کند. محبوبیت آنها در بریتانیا در اندازه های بزرگتر افزایش می یابد و در اتحادیه اروپا رایج هستند.

متر چرخ پارویی

فلومترهای چرخ پارویی از سه جزء اصلی تشکیل شده است: سنسور چرخ پارویی، اتصالات لوله و نمایشگر یا کنترل کننده. سنسور چرخ دست و پا شامل یک چرخ / پروانه آزادانه با آهنرباهای تعبیه شده است که عمود بر جریان هستند و زمانی که در محیط جاری قرار می گیرند می چرخند. همانطور که آهنرباها در تیغه ها از کنار سنسور می چرخند، سنج چرخ دستی یک سیگنال فرکانس و ولتاژ تولید می کند که متناسب با سرعت جریان است. هرچه سرعت جریان بیشتر باشد فرکانس و ولتاژ خروجی بیشتر می شود.

متر چرخ پارویی به گونه ای طراحی شده است که در یک اتصالات لوله قرار داده شود، چه در خط و چه به سبک درج. اینها با طیف گسترده ای از سبک های اتصالات، روش های اتصال و موادی مانند PVDF، پلی پروپیلن و فولاد ضد زنگ در دسترس هستند. مشابه توربین‌مترها، چرخ‌سنج پارویی به حداقل لوله مستقیم قبل و بعد از سنسور نیاز دارد.

نمایشگرها و کنترل‌کننده‌های جریان برای دریافت سیگنال از چرخ سنج و تبدیل آن به دبی واقعی یا مقادیر جریان کل استفاده می‌شوند. سیگنال پردازش شده را می توان برای کنترل فرآیند، تولید زنگ هشدار، ارسال سیگنال به خارج و غیره استفاده کرد.

جریان سنج های چرخ دستی (همچنین به عنوان سنسورهای چرخ پلتون شناخته می شوند) گزینه ای نسبتا کم هزینه و با دقت بالا برای بسیاری از کاربردهای سیستم جریان، معمولاً با آب یا سیالات آب مانند ارائه می دهند.

جت متر چندگانه

جت چندتایی یا مولتی جت متر نوعی سرعت سنج است که دارای پروانه ای است که به صورت افقی روی یک شفت عمودی می چرخد. عنصر پروانه در محفظه ای قرار دارد که در آن چندین پورت ورودی جریان سیال را به سمت پروانه هدایت می کند و باعث می شود که در جهت خاصی متناسب با سرعت جریان بچرخد. این متر از نظر مکانیکی بسیار شبیه یک جت متر منفرد عمل می کند با این تفاوت که پورت ها جریان را در پروانه به طور مساوی از چندین نقطه در اطراف محیط عنصر هدایت می کنند، نه فقط از یک نقطه. این امر سایش ناهموار پروانه و محور آن را به حداقل می رساند. بنابراین توصیه می شود که این نوع کنتورها به صورت افقی نصب شوند و شاخص غلتکی آن به سمت آسمان باشد.

چرخ پلتون

توربین چرخ پلتون عمل مکانیکی چرخش پلتون در جریان مایع، حول یک محور به یک نرخ جریان قابل خواندن توسط کاربر (gpm، lpm، و غیره) ترجمه می کند. چرخ پلتون تمایل دارد که تمام جریان در اطراف آن با جریان ورودی متمرکز بر تیغه ها توسط یک جت باشد. چرخ‌های پلتون اولیه برای تولید نیرو استفاده می‌شد و شامل یک توربین جریان شعاعی با “کاپ‌های واکنش” بود که نه تنها با نیروی آب روی سطح حرکت می‌کرد، بلکه با استفاده از این تغییر جهت سیال، جریان را در جهت مخالف برمی‌گرداند. راندمان توربین را بیشتر می کند.

متر فعلی

ملخ مارپیچی متصل به یک محفظه ساده که توسط یک دست نگه داشته می شود. سیم در سمت راست منتهی می شود.

جریان سنج پروانه ای که برای آزمایش توربین های برق آبی استفاده می شود.

جریان از طریق یک انبار بزرگ مانند مورد استفاده در یک نیروگاه برق آبی را می توان با میانگین سرعت جریان در کل منطقه اندازه گیری کرد. کنتورهای جریان پروانه ای را می توان بر روی مساحت پنستوک و میانگین سرعت ها برای محاسبه جریان کل عبور داد. این ممکن است در حدود صدها متر مکعب در ثانیه باشد. جریان باید در طول تراورس کنتورهای جاری ثابت نگه داشته شود. روش‌های آزمایش توربین‌های برق آبی در استاندارد IEC 41 ارائه شده‌اند. چنین اندازه‌گیری‌های جریان اغلب هنگام آزمایش بازده توربین‌های بزرگ از نظر تجاری مهم هستند.

مترهای مبتنی بر فشار

انواع مختلفی از جریان سنج یا فلومتر وجود دارد که بر اصل برنولی تکیه دارند. فشار یا با استفاده از صفحات آرام، یک روزنه، یک نازل یا یک لوله ونتوری برای ایجاد یک انقباض مصنوعی و سپس اندازه‌گیری افت فشار سیالات در حین عبور از آن انقباض، اندازه‌گیری می‌شود، [7] یا با اندازه‌گیری فشارهای ایستا و راکد به فشار دینامیکی را استخراج کنید

متر ونتوری

ونتوری متر جریان را به نوعی محدود می کند و سنسورهای فشار فشار دیفرانسیل را قبل و در داخل انقباض اندازه گیری می کنند. این روش به طور گسترده ای برای اندازه گیری نرخ جریان در انتقال گاز از طریق خطوط لوله استفاده می شود و از زمان امپراتوری روم استفاده شده است. ضریب دبی ونتوری متر از 0.93 تا 0.97 متغیر است. اولین متر ونتوری در مقیاس بزرگ برای اندازه گیری جریان مایع توسط کلمنس هرشل ساخته شد، که از آنها برای اندازه گیری جریان های کوچک و بزرگ آب و فاضلاب از اواخر قرن نوزدهم استفاده کرد.

صفحه اوریفیس

صفحه روزنه ای صفحه ای است که سوراخی از طریق آن عمود بر جریان قرار می گیرد. جریان را منقبض می‌کند و اندازه‌گیری اختلاف فشار در سراسر انقباض، نرخ جریان را نشان می‌دهد. اساساً شکل خام ونتوری متر است، اما با تلفات انرژی بالاتر. سه نوع دهانه وجود دارد: متحدالمرکز، خارج از مرکز و سگمنتال

جریان سنج یا فلومتر لوله دال

لوله دال یک نسخه کوتاه شده از یک متر ونتوری است که افت فشار کمتری نسبت به صفحه روزنه ای دارد. مانند این فلومترها، نرخ جریان در لوله دال با اندازه گیری افت فشار ناشی از محدودیت در مجرا تعیین می شود. دیفرانسیل فشار معمولاً با استفاده از مبدل های فشار دیافراگمی با بازخوانی دیجیتال اندازه گیری می شود. از آنجایی که این کنتورها تلفات فشار دائمی کمتری نسبت به اریفیس متر دارند، لوله های دال به طور گسترده برای اندازه گیری دبی لوله کشی های بزرگ استفاده می شوند. فشار دیفرانسیل تولید شده توسط یک لوله DALL بالاتر از لوله Venturi و نازل است که همه آنها دارای قطر گلو مشابه هستند.

جریان سنج یا فلومتر لوله پیتوت

برای اندازه گیری سرعت جریان سیال از لوله پیتوت استفاده می شود. لوله به سمت جریان نشان داده می شود و اختلاف فشار رکود در نوک پروب و فشار استاتیک در سمت آن اندازه گیری می شود و فشار دینامیکی حاصل می شود که سرعت سیال از آن با استفاده از معادله برنولی محاسبه می شود. یک نرخ حجمی جریان ممکن است با اندازه گیری سرعت در نقاط مختلف جریان و ایجاد مشخصات سرعت تعیین شود.

میانگین گیری لوله پیتوت

لوله‌های پیتوت متوسط (پروب‌های ضربه‌ای) تئوری لوله پیتوت را به بیش از یک بعد گسترش می‌دهند. یک لوله پیتوت متوسط معمولی شامل سه یا بیشتر سوراخ (بسته به نوع پروب) روی نوک اندازه گیری است که در یک الگوی خاص چیده شده اند. سوراخ های بیشتر به دستگاه امکان می دهد تا جهت سرعت جریان را علاوه بر بزرگی آن (پس از کالیبراسیون مناسب) اندازه گیری کند. سه سوراخ که در یک خط چیده شده اند به پروب های فشار اجازه می دهد که بردار سرعت را در دو بعد اندازه گیری کنند. معرفی حفره های بیشتر، به عنوان مثال، پنج سوراخ که در یک سازند “به علاوه” چیده شده اند، امکان اندازه گیری بردار سرعت سه بعدی را فراهم می کنند.

متر مخروطی

کنتورهای مخروطی یک دستگاه اندازه گیری فشار دیفرانسیل جدیدتر است که برای اولین بار در سال 1985 توسط McCrometer در همت، کالیفرنیا راه اندازی شد.

کنتورهای مخروطی یک دستگاه اندازه گیری فشار دیفرانسیل جدیدتر است که برای اولین بار در سال 1985 توسط McCrometer در همت، کالیفرنیا راه اندازی شد. متر مخروطی یک فشارسنج عمومی و در عین حال قوی دیفرانسیل DP است که نشان داده در برابر اثرات جریان نامتقارن و چرخشی مقاوم است. در حالی که با همان اصول اولیه ونتوری و DP مترهای روزنه ای کار می کنند، مترهای مخروطی به لوله های بالادست و پایین دست یکسان نیاز ندارند. مخروط به عنوان یک دستگاه تهویه و همچنین یک تولید کننده فشار تفاضلی عمل می کند. نیازهای بالادست بین 0 تا 5 قطر در مقایسه با قطر 44 برای یک صفحه روزنه یا 22 قطر برای ونتوری است.

از آنجایی که کنتورهای مخروطی عموماً از نوع جوشی هستند، توصیه می شود همیشه قبل از سرویس کالیبره شوند. به ناچار اثرات گرمایی جوشکاری باعث ایجاد اعوجاج می شود که از جمع آوری و انتشار داده های جدولی در ضرایب دبی با توجه به اندازه خط، نسبت بتا و اعداد رینولدز عملیاتی جلوگیری می کند. کنتورهای مخروطی کالیبره شده دارای عدم قطعیت تا 0.5 ± هستند. کنتورهای مخروطی کالیبره نشده دارای عدم قطعیت ± 5.0٪ هستند.

متر مقاومت خطی

مقاومت سنج های خطی که فلومترهای آرام نیز نامیده می شوند، جریان های بسیار کم را اندازه گیری می کنند که در آن فشار دیفرانسیل اندازه گیری شده به طور خطی متناسب با جریان و ویسکوزیته سیال است. چنین جریانی، جریان کششی چسبناک یا جریان آرام نامیده می شود، برخلاف جریان آشفته اندازه گیری شده توسط صفحات روزنه ای، ونتوریس و سایر مترهای ذکر شده در این بخش با اعداد رینولدز زیر 2000 مشخص می شود. عنصر جریان اولیه ممکن است از یک واحد طولانی تشکیل شود.

لوله مویرگی، بسته‌ای از این لوله‌ها یا یک پلاگ متخلخل بلند. چنین جریان های کم اختلاف فشار کوچکی ایجاد می کنند اما عناصر جریان طولانی تر دیفرانسیل های بالاتر و آسان تری را ایجاد می کنند. این فلومترها به ویژه به تغییرات دمایی که بر ویسکوزیته سیال و قطر عنصر جریان تأثیر می‌گذارند، حساس هستند، همانطور که در معادله هاگن-پوازوی حاکم می‌توان مشاهده کرد.

جریان سنج یا فلومتر منطقه متغیر

یک “مساحت متر متغیر” جریان سیال را با اجازه دادن به سطح مقطع دستگاه در پاسخ به جریان اندازه گیری می کند و باعث ایجاد برخی از اثرات قابل اندازه گیری می شود که میزان را نشان می دهد. روتامتر نمونه‌ای از مساحت متر متغیر است، که در آن یک “شناور” وزنی در یک لوله مخروطی با افزایش سرعت جریان بالا می‌رود. هنگامی که ناحیه بین شناور و لوله به اندازه کافی بزرگ باشد که وزن شناور توسط کشش جریان سیال متعادل شود، شناور از بالا رفتن متوقف می شود. نوعی چرخش سنج که برای گازهای پزشکی استفاده می شود فلومتر لوله تورپ است.

شناورها به اشکال مختلف ساخته می شوند که کروی ها و بیضی ها رایج ترین آنها هستند. برخی به گونه ای طراحی شده اند که به طور قابل مشاهده در جریان سیال بچرخند تا به کاربر در تشخیص اینکه شناور گیر کرده یا خیر کمک کند. روتامترها برای طیف وسیعی از مایعات در دسترس هستند اما بیشتر با آب یا هوا استفاده می شوند. آنها را می توان برای اندازه گیری قابل اعتماد جریان تا 1٪ دقت ساخت.

نوع دیگر، یک روزنه با ناحیه متغیر است، که در آن یک پیستون مخروطی با فنر با جریان از طریق یک روزنه منحرف می شود. جابجایی را می توان با نرخ جریان مرتبط دانست.

جریان سنج یا فلومتر نوری

جریان سنج های نوری از نور برای تعیین میزان جریان استفاده می کنند. ذرات کوچکی که گازهای طبیعی و صنعتی را همراهی می‌کنند از طریق دو پرتو لیزر با فاصله کمی در مسیر جریان در یک لوله با نورپردازی نور عبور می‌کنند. نور لیزر زمانی پراکنده می شود که یک ذره از اولین پرتو عبور کند. اپتیک تشخیص نور پراکنده شده را روی یک آشکارساز نوری جمع آوری می کند، که سپس یک سیگنال پالسی تولید می کند.

هنگامی که همان ذره از پرتو دوم عبور می کند، اپتیک های آشکارساز نور پراکنده شده را بر روی آشکارساز نوری دوم جمع آوری می کنند که نور ورودی را به یک پالس الکتریکی دوم تبدیل می کند. با اندازه‌گیری فاصله زمانی بین این پالس‌ها، سرعت گاز به صورت {\displaystyle V=D/t}V = D/t محاسبه می‌شود که در آن {\displaystyle D}D فاصله بین پرتوهای لیزر و {\displaystyle t}t است.

فلومترهای نوری مبتنی بر لیزر، سرعت واقعی ذرات را اندازه گیری می کنند، خاصیتی که به هدایت حرارتی گازها، تغییرات در جریان گاز یا ترکیب گازها بستگی ندارد. اصل عملکرد، فناوری لیزر نوری را قادر می‌سازد تا داده‌های جریان بسیار دقیق را حتی در محیط‌های چالش برانگیز که ممکن است شامل دمای بالا، نرخ جریان پایین، فشار بالا، رطوبت بالا، لرزش لوله و نویز صوتی باشد، ارائه دهد.

از آنجایی که فاصله بین دو ورق لیزری تغییر نمی کند، فلومترهای نوری پس از راه اندازی اولیه نیازی به کالیبراسیون دوره ای ندارند. فلومترهای نوری به جای دو نقطه نصب که معمولاً برای انواع دیگر کنتورها مورد نیاز است، تنها به یک نقطه نصب نیاز دارند. یک نقطه نصب ساده تر است، نیاز به نگهداری کمتری دارد و کمتر مستعد خطا است.

اندازه گیری جریان کانال باز

جریان کانال باز مواردی را توصیف می کند که در آن مایع جاری دارای سطح بالایی به روی هوا باز است. سطح مقطع جریان فقط با شکل کانال در قسمت پایین تعیین می شود و بسته به عمق مایع در کانال متغیر است. تکنیک های مناسب برای مقطع ثابت جریان در لوله در کانال های باز مفید نیستند. اندازه‌گیری جریان در آبراه‌ها یک کاربرد مهم جریان کانال باز است. چنین تاسیساتی به عنوان جریان سنج شناخته می شوند.

سطح به جریان

سطح آب در یک نقطه مشخص در پشت سرریز یا در فلوم با استفاده از دستگاه‌های ثانویه مختلف اندازه‌گیری می‌شود (روش‌های رایج حباب‌ها، اولتراسونیک، شناور و فشار تفاضلی). این عمق طبق یک فرمول نظری به شکل {\displaystyle Q=KH^{X}}Q=KH^X که در آن {\displaystyle Q}Q نرخ جریان است، {\displaystyle K}K به یک نرخ جریان تبدیل می‌شود. یک ثابت است، {\displaystyle H}H سطح آب است، و {\displaystyle X}X یک توان است که با دستگاه مورد استفاده متفاوت است یا با توجه به نقاط داده سطح یا جریان مشتق شده تجربی (“منحنی جریان”) تبدیل می شود.

سپس نرخ جریان را می توان در طول زمان در جریان حجمی ادغام کرد. دستگاه های هم سطح به جریان معمولاً برای اندازه گیری جریان آب های سطحی (چشمه ها، نهرها و رودخانه ها)، تخلیه های صنعتی و فاضلاب استفاده می شوند. از این میان، سرریزها در جریان‌هایی با مواد جامد کم (معمولاً آب‌های سطحی) استفاده می‌شوند، در حالی که فلوم‌ها در جریان‌هایی که دارای محتوای جامد کم یا زیاد هستند استفاده می‌شوند.

مساحت / سرعت جریان سنج یا فلومتر

سطح مقطع جریان از اندازه گیری عمق محاسبه می شود و میانگین سرعت جریان مستقیماً اندازه گیری می شود (روش های داپلر و پروانه رایج هستند). سرعت ضربدر سطح مقطع، نرخ جریانی را ایجاد می کند که می تواند در جریان حجمی ادغام شود. دو نوع فلومتر سرعت منطقه وجود دارد: (1) مرطوب. و (2) عدم تماس. سنسورهای سرعت منطقه مرطوب باید به طور معمول در پایین یک کانال یا رودخانه سوار شوند و از داپلر برای اندازه گیری سرعت ذرات ورودی استفاده کنند.

با عمق و یک مقطع برنامه ریزی شده ، می تواند اندازه گیری جریان تخلیه را فراهم کند. دستگاه های غیر تماسی که از لیزر یا رادار استفاده می کنند در بالای کانال نصب می شوند و سرعت را از بالا اندازه گیری می کنند و سپس از امواج فراصوت برای اندازه گیری عمق آب از بالا استفاده می کنند. دستگاه های رادار فقط می توانند سرعت های سطحی را اندازه گیری کنند، در حالی که دستگاه های مبتنی بر لیزر می توانند سرعت های زیرسطحی را اندازه گیری کنند.

تست رنگ

مقدار مشخصی از رنگ (یا نمک) در واحد زمان به یک جریان جریان اضافه می شود. پس از اختلاط کامل، غلظت اندازه گیری می شود. نرخ رقت برابر با سرعت جریان است.

سرعت سنجی داپلر آکوستیک

سرعت سنجی داپلر آکوستیک ADV برای ثبت مولفه های سرعت آنی در یک نقطه با فرکانس نسبتاً بالا طراحی شده است. اندازه گیری ها با اندازه گیری سرعت ذرات در حجم نمونه برداری از راه دور بر اساس اثر تغییر داپلر انجام می شود.

جریان سنج یا فلومتر جرمی حرارتی

جریان های جرم حرارتی به طور کلی از ترکیبی از عناصر گرم شده و سنسورهای دما برای اندازه گیری تفاوت بین انتقال حرارت استاتیک و جریان به یک سیال استفاده می کنند و جریان آن را با آگاهی از حرارت و تراکم خاص سیال استنباط می کنند. دمای سیال نیز اندازه گیری و جبران می شود. اگر چگالی و ویژگی‌های گرمای ویژه سیال ثابت باشد، متر می‌تواند بازخوانی جریان جرم مستقیم را ارائه دهد و نیازی به جبران دمای فشار اضافی در محدوده مشخص‌شده خود ندارد.

پیشرفت تکنولوژی امکان ساخت فلومترهای جرمی حرارتی را در مقیاس میکروسکوپی به عنوان حسگرهای MEMS فراهم کرده است. این دستگاه های جریان را می توان برای اندازه گیری نرخ جریان در محدوده نانولیتر یا میکرولیتر در دقیقه استفاده کرد.

فناوری جریان سنج جرمی حرارتی (همچنین به نام جریان سنج پراکندگی حرارتی یا جابجایی حرارتی نیز نامیده می شود) برای هوای فشرده، نیتروژن، هلیوم، آرگون، اکسیژن و گاز طبیعی استفاده می شود. در واقع، بیشتر گازها تا زمانی که نسبتاً تمیز و غیرخورنده باشند قابل اندازه گیری هستند. برای گازهای تهاجمی تر، کنتور ممکن است از آلیاژهای خاص (مانند Hastelloy) ساخته شده باشد و خشک کردن پیش از گاز نیز به حداقل رساندن خوردگی کمک می کند.

امروزه از فلومترهای جرمی حرارتی برای اندازه گیری جریان گازها در طیف رو به رشدی از کاربردها استفاده می شود، مانند واکنش های شیمیایی یا کاربردهای انتقال حرارتی که برای سایر فناوری های فلومتر دشوار است. برخی دیگر از کاربردهای معمولی سنسورهای جریان را می توان در زمینه پزشکی یافت، به عنوان مثال، دستگاه های CPAP، تجهیزات بیهوشی یا دستگاه های تنفسی. این به این دلیل است که فلومترهای جرم حرارتی تغییرات در یک یا چند ویژگی حرارتی (دما، هدایت حرارتی، و/یا گرمای ویژه) محیط گازی برای تعیین نرخ جریان جرمی

سنسور MAF

در بسیاری از خودروهای مدل اخیر، از حسگر جریان هوای انبوه (MAF) برای تعیین دقیق نرخ جریان جرمی هوای ورودی مورد استفاده در موتور احتراق داخلی استفاده می‌شود. بسیاری از این سنسورهای جریان جرمی، از یک عنصر گرم شده و یک سنسور دمای پایین برای نشان دادن میزان جریان هوا استفاده می کنند. سنسورهای دیگر از یک پره فنری استفاده می کنند. در هر صورت، واحد کنترل الکترونیکی خودرو، سیگنال‌های حسگر را به‌عنوان نشانه‌ای در زمان واقعی از نیاز سوخت موتور تفسیر می‌کند.

جریان سنج یا فلومتر ورتکس(گردابی)

یکی دیگر از روش‌های اندازه‌گیری جریان شامل قرار دادن یک بدنه بلوف (به نام میله ریز) در مسیر سیال است. با عبور سیال از این نوار، اختلالاتی در جریان ایجاد می شود که گردابی نامیده می شود. گرداب ها از هر طرف بدنه بلوف در پشت استوانه حرکت می کنند. این دنباله گردابی پس از توصیف ریاضی فون کارمان از پدیده در سال 1912، خیابان گرداب فون کارمن نامیده می شود. فرکانسی که در آن این گرداب ها طرف های متناوب را تغییر می دهند اساساً با سرعت جریان سیال متناسب است. در داخل، بالای یا پایین دست میله ریزش سنسوری برای اندازه گیری فرکانس ریزش گرداب وجود دارد. این سنسور اغلب یک کریستال پیزوالکتریک است که هر بار که یک گرداب ایجاد می شود یک پالس ولتاژ کوچک اما قابل اندازه گیری تولید می کند.

از آنجایی که فرکانس چنین پالس ولتاژی نیز متناسب با سرعت سیال است، دبی حجمی با استفاده از سطح مقطع فلومتر محاسبه می شود. فرکانس اندازه‌گیری می‌شود و نرخ جریان توسط الکترونیک فلومتر با استفاده از معادله {\displaystyle f=SV/L}f = SV/L محاسبه می‌شود که در آن {\displaystyle f}f فرکانس گرداب‌ها است، {\displaystyle L} L طول مشخصه بدنه بلوف، {\displaystyle V}V سرعت جریان بر روی بدنه بلوف است و {\displaystyle S}S عدد استروهال است که اساساً برای یک شکل بدن مشخص در داخل آن ثابت است. محدودیت های عملیاتی

اندازه گیری جریان سونار

فلومترهای سونار دستگاه‌های گیره‌ای غیر نفوذی هستند که جریان را در لوله‌های انتقال دهنده دوغاب، سیالات خورنده، سیالات چند فازی و جریان‌هایی که فلومترهای نوع درج شده مورد نظر نیستند، اندازه‌گیری می‌کنند. فلومترهای سونار به طور گسترده در معادن، فرآوری فلزات و صنایع بالادستی نفت و گاز مورد استفاده قرار گرفته‌اند، جایی که فناوری‌های سنتی به دلیل تحمل رژیم‌های جریان مختلف و نسبت‌های پایین‌تر دارای محدودیت‌های خاصی هستند.

جریان سنج های سونار ظرفیت اندازه گیری سرعت مایعات یا گازها را به صورت غیر نفوذی در داخل لوله دارند و سپس با استفاده از سطح مقطع لوله و فشار و دما خط، این اندازه گیری سرعت را در نرخ جریان به کار می برند. اصل پشت این اندازه گیری جریان استفاده از آکوستیک زیر آب است.

در آکوستیک زیر آب، برای مکان یابی یک شی در زیر آب، سونار از دو مورد استفاده می کند:

سرعت انتشار صوت از طریق آرایه (یعنی سرعت صوت از طریق آب دریا)

فاصله بین سنسورها در آرایه سنسور و سپس مجهول را محاسبه می کند:

محل (یا زاویه) جسم

به همین ترتیب، اندازه‌گیری جریان سونار از تکنیک‌ها و الگوریتم‌های استفاده شده در آکوستیک زیر آب استفاده می‌کند، اما آنها را برای اندازه‌گیری جریان چاه‌های نفت و گاز و خطوط جریان به کار می‌برد.

برای اندازه گیری سرعت جریان، فلومترهای سونار از دو مورد استفاده می کنند:

مکان (یا زاویه) جسم، که 0 درجه است از زمانی که جریان در امتداد لوله در حال حرکت است، که با آرایه سنسور تراز است.

فاصله بین سنسورها در آرایه سنسور

و سپس مجهول را محاسبه می کند:

سرعت انتشار از طریق آرایه (یعنی سرعت جریان محیط در لوله)

فلومترهای الکترومغناطیسی، اولتراسونیک و کوریولیس

یک جریان سنج مغناطیسی در کارخانه آبجوسازی تتلی در لیدز، یورکشایر غربی

نوآوری‌های مدرن در اندازه‌گیری نرخ جریان، دستگاه‌های الکترونیکی را شامل می‌شوند که می‌توانند فشار و دما (به عنوان مثال چگالی) متغیر، غیرخطی‌ها و ویژگی‌های سیال را اصلاح کنند.

دبی سنج های مغناطیسی

فلومترهای مغناطیسی که اغلب به آنها “مگ متر” یا “الکتروماگ” گفته می شود، از یک میدان مغناطیسی اعمال شده بر روی لوله اندازه گیری استفاده می کنند که منجر به اختلاف پتانسیل متناسب با سرعت جریان عمود بر خطوط شار می شود. تفاوت پتانسیل توسط الکترودهایی که عمود بر جریان و میدان مغناطیسی اعمال شده قرار گرفته اند، حس می شود. اصل فیزیکی در کار، قانون القای الکترومغناطیسی فارادی است. فلومتر مغناطیسی به یک سیال رسانا و یک خط لوله نارسانا نیاز دارد. الکترودها در تماس با سیال فرآیند نباید خورده شوند. برخی از فلومترهای مغناطیسی دارای مبدل های کمکی برای تمیز کردن الکترودها در محل هستند. میدان مغناطیسی اعمال شده به صورت پالسی است که به فلومتر اجازه می دهد تا اثر ولتاژ سرگردان در سیستم لوله کشی را خنثی کند.

فلومترهای الکترومغناطیسی غیر تماسی

سیستم سرعت سنج نیروی لورنتس جریان سنج نیروی لورنتس (LFF) نامیده می شود. یک LFF نیروی لورنتس یکپارچه یا توده ای را که از برهم کنش بین یک فلز مایع در حال حرکت و یک میدان مغناطیسی اعمال شده حاصل می شود، اندازه گیری می کند. در این حالت، طول مشخصه میدان مغناطیسی به همان ترتیب بزرگی با ابعاد کانال است. باید توجه داشت که در مواردی که از میدان های مغناطیسی موضعی استفاده می شود، می توان اندازه گیری های سرعت محلی را انجام داد و بنابراین از اصطلاح سرعت سنج نیروی لورنتس استفاده می شود.

جریان سنج یا فلومتر اولتراسونیک (داپلر، زمان عبور)

دو نوع اصلی جریان سنج اولتراسونیک وجود دارد: داپلر و زمان عبور. در حالی که هر دو از اولتراسوند برای اندازه گیری استفاده می کنند و می توانند غیر تهاجمی باشند (جریان را از بیرون لوله، لوله یا رگ اندازه گیری می کنند)، جریان را با روش های بسیار متفاوتی اندازه گیری می کنند.

نمای شماتیک سنسور جریان

فلومترهای زمان عبور اولتراسونیک تفاوت زمان عبور پالس های اولتراسونیک را که در جهت جریان و خلاف جهت جریان منتشر می شوند، اندازه گیری می کنند. این اختلاف زمانی معیاری برای میانگین سرعت سیال در طول مسیر پرتو اولتراسونیک است. با استفاده از زمان‌های عبور مطلق، هم می‌توان میانگین سرعت سیال و هم سرعت صوت را محاسبه کرد.

با روشنایی پرتو عریض، التراسونیک همچنین می تواند برای اندازه گیری جریان حجمی مستقل از سطح مقطع رگ یا لوله استفاده شود.

فلومترهای التراسونیک داپلر، تغییر داپلر ناشی از انعکاس پرتو اولتراسونیک از ذرات در سیال جاری را اندازه گیری می کنند. فرکانس پرتو ارسالی تحت تأثیر حرکت ذرات است. از این تغییر فرکانس می توان برای محاسبه سرعت سیال استفاده کرد. برای اینکه اصل داپلر کار کند، باید چگالی کافی از مواد بازتابنده صوتی مانند ذرات جامد یا حباب های هوا معلق در سیال وجود داشته باشد. این در تضاد مستقیم با یک فلومتر زمان عبور اولتراسونیک است، که در آن حباب ها و ذرات جامد دقت اندازه گیری را کاهش می دهند. به دلیل وابستگی به این ذرات، کاربردهای محدودی برای فلومترهای داپلر وجود دارد. این فناوری به سرعت سنجی داپلر آکوستیک نیز معروف است.

مزیت‌های جریان سنج یا فلومتر اولتراسونیک

یکی از مزیت‌های فلومترهای اولتراسونیک این است که می‌توانند به طور موثر نرخ جریان را برای طیف گسترده‌ای از سیالات اندازه‌گیری کنند، تا زمانی که سرعت صوت از طریق آن سیال مشخص باشد. برای مثال، فلومترهای اولتراسونیک برای اندازه گیری سیالات متنوعی مانند گاز طبیعی مایع (LNG) و خون استفاده می شود. همچنین می توان سرعت مورد انتظار صوت را برای یک سیال معین محاسبه کرد. این را می توان با سرعت صوت که به طور تجربی توسط یک فلومتر اولتراسونیک اندازه گیری می شود برای اهداف نظارت بر کیفیت اندازه گیری های فلومتر مقایسه کرد. ا

جریان سنج یا فلومتر کوریولیس

با استفاده از اثر کوریولیس که باعث اعوجاج یک لوله ارتعاشی جانبی می شود، می توان اندازه گیری مستقیم جریان جرم را در یک دبی سنج کوریولیس به دست آورد. علاوه بر این، یک اندازه گیری مستقیم از چگالی سیال به دست می آید. اندازه گیری کوریولیس صرف نظر از نوع گاز یا مایعی که اندازه گیری می شود می تواند بسیار دقیق باشد. از همین لوله اندازه گیری می توان برای گاز هیدروژن و قیر بدون کالیبراسیون مجدد استفاده کرد.

برای اندازه گیری جریان گاز طبیعی می توان از فلومترهای کوریولیس استفاده کرد.

اندازه گیری جریان داپلر لیزری

پرتوی از نور لیزر که به یک ذره متحرک برخورد می کند، با تغییر طول موج متناسب با سرعت ذره، تا حدی پراکنده می شود (اثر داپلر). سرعت سنج داپلر لیزری (LDV) که بادسنج داپلر لیزری (LDA) نیز نامیده می شود، یک پرتو لیزر را در حجم کوچکی در یک سیال جاری حاوی ذرات کوچک متمرکز می کند. ذرات با تغییر داپلر نور را پراکنده می کنند. تجزیه و تحلیل این طول موج جابجا شده می تواند برای تعیین مستقیم و با دقت بسیار زیاد سرعت ذره و در نتیجه تقریب نزدیک سرعت سیال مورد استفاده قرار گیرد.

تعدادی تکنیک مختلف و پیکربندی دستگاه برای تعیین تغییر داپلر موجود است. همه از یک آشکارساز نوری (معمولاً یک دیود نوری بهمن) برای تبدیل نور به شکل موج الکتریکی برای تجزیه و تحلیل استفاده می کنند. در اکثر دستگاه ها، نور لیزر اصلی به دو پرتو تقسیم می شود.

در یک کلاس LDV عمومی، دو پرتو به گونه‌ای ساخته می‌شوند که در نقاط کانونی خود تداخل پیدا کنند و مجموعه‌ای از حاشیه‌های مستقیم ایجاد کنند. سپس سنسور با جریان تراز می شود به طوری که حاشیه ها عمود بر جهت جریان باشند. هنگامی که ذرات از حاشیه ها عبور می کنند، نور جابجا شده توسط داپلر به ردیاب نوری جمع می شود. در کلاس LDV عمومی دیگر، یک پرتو به عنوان مرجع و دیگری پراکنده داپلر استفاده می شود. سپس هر دو پرتو بر روی آشکارساز نوری جمع‌آوری می‌شوند، جایی که از تشخیص هترودین نوری برای استخراج سیگنال داپلر استفاده می‌شود.

تنظیم

حتی اگر در حالت ایده آل فلومتر باید تحت تأثیر محیط خود قرار نگیرد، در عمل بعید است که چنین باشد. روش های درجا زمانی استفاده می شوند که فلومتر در شرایط جریان صحیح کالیبره شود. نتیجه کالیبراسیون فلومتر به دو آمار مرتبط منجر می شود: یک متریک شاخص عملکرد و یک متریک نرخ جریان.

روش زمان ترانزیت

برای جریان های لوله، روش زمان ترانزیت استفاده می شود که در آن یک رادیو ردیاب به عنوان یک پالس به جریان اندازه گیری شده تزریق می شود. زمان عبور با کمک آشکارسازهای تشعشعی که در قسمت بیرونی لوله قرار می گیرند، تعریف می شود. دبی حجمی با ضرب سرعت متوسط جریان سیال اندازه گیری شده توسط سطح مقطع لوله داخلی بدست می آید. این مقدار جریان مرجع با مقدار جریان هم زمان داده شده توسط اندازه‌گیری جریانی که باید کالیبره شود، مقایسه می‌شود.

این روش استاندارد است (ISO 2975/VII برای مایعات و BS 5857-2.4 برای گازها). بهترین عدم قطعیت اندازه گیری معتبر برای مایعات و گازها 0.5٪ است.

روش رقیق سازی ردیاب

روش رقت رادیو ردیاب برای کالیبره کردن اندازه‌گیری‌های جریان کانال باز استفاده می‌شود. یک محلول با غلظت ردیاب شده با سرعت ثابت به جریان کانال تزریق می شود. در پایین دست محلول ردیاب کاملاً در سطح مقطع جریان مخلوط می‌شود، یک نمونه پیوسته گرفته می‌شود و غلظت ردیاب آن نسبت به محلول تزریق شده تعیین می‌شود. مقدار مرجع جریان با استفاده از شرایط تعادل ردیاب بین جریان ردیاب تزریقی و جریان رقیق کننده تعیین می شود. این روش استاندارد است (ISO 9555-1 و ISO 9555-2 برای جریان مایع در کانال های باز). بهترین عدم قطعیت اندازه گیری معتبر 1٪ است.

جریان سنج یا فلومتر در کجا استفاده می شود؟

یکی از مهمترین ابزارهای اندازه گیری صنعتی است.

با توسعه صنعت ، دقت و دامنه الزامات اندازه گیری جریان بیشتر و بیشتر می شود.

به طور گسترده در نفت و گاز ، پتروشیمی ، تصفیه آب ، غذا و نوشیدنی استفاده می شود.

صنایعی مانند داروسازی ، انرژی ، متالورژی ، خمیر کاغذ و مصالح ساختمانی.

1-اندازه گیری جریان توده گاز در خطوط لوله صنعتی

2-اندازه گیری میزان دود دود از دودکش

3-اندازه گیری جریان گاز دودکش کلسینر

4-اندازه گیری جریان هوا در طول فرآیند گاز

5- اندازه گیری جریان هوای فشرده

6-اندازه گیری جریان گاز در فرآیند تولید تراشه های نیمه هادی

7-اندازه گیری جریان گاز در تصفیه فاضلاب

8-اندازه گیری جریان گاز در سیستم های تهویه و تهویه مطبوع

9-اندازه گیری جریان گاز سیستم بازیابی شار

10-اندازه گیری جریان گاز احتراق در دیگهای احتراق

11-اندازه گیری جریان گاز گاز طبیعی ، گاز شعله ور ، هیدروژن و غیره

12-اندازه گیری جریان گاز دی اکسید کربن در طول تولید آبجو

13-اندازه گیری جریان توده گاز در فرایند تولید کارخانه سیمان ، سیگار و شیشه

14-باز کردن کانال

جرم یا میزان جریان حجمی؟

دبی جرم در مقابل دبی حجمی چیزی است که ما باید در اندازه گیری و کنترل جریان استفاده کنیم.ما مفهوم جریان حجم و جریان جرم و تبدیل بین این دو را مقایسه می کنیم.

نرخ جریان جرم در مقابل نرخ جریان حجمی

جریان سنج یا فلومتر متداول مانند فلومتر توربین. فلومتر ورتکس. فلومتر الکترومغناطیسی روتامتر. مقدار اندازه گیری جریان . فلومتر اولتراسونیک و فلومتر دنده بیضی شکل جریان حجم سیال است. فلومتر های جرمی کوریولیس و فلومتر های جرمی گاز حرارتی جریان جرم را اندازه گیری می کنند.

محدوده فشار و دما

هنگام اندازه گیری جریان ، دمای محیط و فشار لوله تأثیر زیادی بر اندازه گیری دارند.

فلومتر های مختلف محدوده تحمل فشار و دما را در نظر دارند. بیش از حد فشار و درجه حرارت ، بر دقت اندازه گیری فلومترتأثیر می گذارد. یا حتی ممکنه به فلومتر آسیب برساند.

بنابراین ، هنگام انتخاب جریان سنج یا فلومتر، حتما اندازه گیری دما و فشار را روشن کنید.

چگونه می توان جریان سنج یا فلومتر مناسب را برای برنامه خود انتخاب کرد؟

هیچ متر سنج “جهانی” وجود ندارد که برای همه کاربردها مناسب باشد.

انتخاب فناوری مناسب برای برنامه شما نیاز به نوشتن مشخصات جریان دارد که استفاده از متر را پوشش می دهد.

بنابراین دانستن مشخصات مهم خواهد بود.

برخی از سوالات وجود دارد که باید قبل از انتخاب سنسور جریان به آنها پاسخ دهید.

آیا نیاز به اندازه گیری و/یا جمع بندی نرخ دارید؟

اگر مایع آب نباشد ، ویسکوزیته مایع چقدر است؟

آیا به نمایشگر محلی بر روی جریان سنج یا فلومتر نیاز دارید یا به خروجی سیگنال الکترونیکی نیاز دارید؟

1- حداقل و حداکثر میزان جریان چقدر است؟

2- حداقل و حداکثر فشار فرآیند چقدر است؟

3- حداقل و حداکثر دمای فرآیند چقدر است؟

 

مترجم: مهشید منتجبی

 در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.

مقالات مرتبط :

• فلومتر جرمی
• فلومتر کوریولیس
• فلومتر حرارتی
• فلومتر ورتکس
• فلومتر التراسونیک
• فلومتر توربین
• فلومتر فشار دیفرانسیل یا DP
• کالیبراسیون فلومتر