فلومتر (Flow Meter) چیست؟ معرفی انواع فلومتر :: صنعت تصفیه خانه روغن خوراکی

فلومتر (Flow Meter) دستگاهی است که برای اندازه‌گیری جرم یا حجم گاز یا مایع استفاده می‌شود. فلومترها بسته به صنعت خاص با نام‌های مختلفی از جمله دبی‌سنج، نشانگر جریان، مایع سنج و غیره شناخته می‌شود. در ادامه‌ی این مطلب تصمیم داریم در مورد تعریف فلومتر و انواع آن، فلومتر التراسونیک، فلومتر کوریولیس، فلومتر هوا، فلومتر ونتوری، فلومتر روتامتر، فلومتر حجمی، فلومتر الکترومغناطیسی، فلومتر توربینی، نصب فلومتر و کاربردهای آن صحبت کنیم.

فلومتر چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟

فلومتر یک دستگاه اندازه‌گیری دبی (جریان یا میزان آّبدهی) است که برای تعیین جرم خطی یا غیرخطی و جریان حجمی مایع یا گاز استفاده می‌شود. فلومتر با نام‌های دیگری مانند دبی سنج، نشانگر جریان، مایع سنج و سنسور دبی نیز شناخته می‌شود. نحوه‌ی نام‌گذاری فلومتر به کاربرد صنعتی آن بستگی دارد. هدف از استفاده از این دستگاه بهبود دقت، درستی و وضوح اندازه‌گیری سیال است. فلومتر یک روش عالی برای بهبود کارایی، نیاز به نگهداری کم دارد، استفاده از آن آسان است و در نهایت اینکه همه‌کاره و بادوام است. فلومترها می‌توانند حجم یک ماده، سرعت یا جرم آن را اندازه‌گیری کنند و با استفاده از محاسبات مختلف، جریان جرم، فشار مطلق، فشار دیفرانسیل، ویسکوزیته و دما را گزارش می‌کنند.

کانال‌های باز مانند رودخانه‌های یا نهرها نیز ممکن است با فلومتر اندازه‌گیری شوند. یا اغلب، بیشترین کاربرد یک فلومتر و بیشترین تنوع دبی‌سنج‌ها برای اندازه‌گیری گازها و مایعات در یک لوله است. بهبود دقت، صحت و وضوح اندازه‌گیری سیال، از بزرگترین مزایای فلومترها است.

بررسی اجمالی اندازه‌گیری جریان

فلومترها ابزارهایی هستند که از آنها برای نظارت بر میزان بخار، مایع یا گاز عبوری استفاده می‌شود. برخی از فلومترها برای اندازه‌گیری مقدار سیال جاری در داخل آنها پس از یک دوره‌ی زمانی (برای مثال 100 لیتر در یک دقیقه) طراحی شده‌اند. فلومترهای دیگر برای شمارش بر حسب لیتر مقدار کل مایعی است که از آنها عبور می‌کند (برای مثال 100 لیتر).

اکثر فلومترها از سه قسمت تشکیل شده‌اند: دستگاه اولیه، مبدل و یک فرستنده. کار مبدل این است که مایع عبوری از دستگاه اولیه را حس کند. سپس سیگنال خام از مبدل، از طریق فرستنده به داده‌های قابل استفاده تبدیل می‌شود. یک فلومتر ممکن است از یک یا چند دستگاه فرعی فیزیکی تشکیل شده باشد زیرا این اجرا در بیشتر مواقع با هم ترکیب می‌شوند.

هدف از فلومتر چیست؟

فلومترها برای اندازه‌گیری دبی جرمی یا دبی حجمی سیال در بسیاری از انواع کاربردها، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فیلم اموزشی درباره انواع فلومتر و کارکرد ان

کاربردهای فلومتر

یکی از ملاحظات در مورد استفاده از جریان سنج یا فلومتر، نوع جریان است که می‌تواند کانال باز یا مجرای بسته باشد. کانال باز زمانی است که جریان به اتمسفر باز است و مجرای بسته زمانی است که جریان در یک لوله یا مجرا است. چندین مشخصه وجود دارد که باید هنگام تعیین اثربخشی یک فلومتر مورد ارزیابی قرار گیرد. نظارت از راه دور، نوع داده‌ها و تعداد دفعات جمع‌آوری، برخی از این فاکتورها هستند. در ادامه به معرفی کاربردهای مختلف فلومتر می‌پردازیم.

اندازه گیری جریان یک سیال را می توان به کمک روابط زیر توصیف کرد:

Q=A.v که به این معنا است حجم سیال عبوری از فلومتر برابر است با سطح مقطع لوله A و سرعت متوسط سیال v .

W=Q.r این رابطه نیز نشان می دهد که جریان جرمی سیال که از طریق جریان سنج عبور می کند برابر است با چگالی سیال r ضربدر حجم سیال عبوریQ.

فلومتر های حجم مستقیما حجم سیال عبوری Q از فلومتر را اندازه گیری می کنند. تنها جریان سنجی که از این روش استفاده می کند، جریان سنج جابجایی مثبت (Positive displacement flow meter) است.

فلومتر های سرعت، از تکنیک هایی استفاده می کنند که به کمک سرعت سیال v، حجم آن را محاسبه می کنند. نمونه هایی از این جریان سنج ها می توان به جریان سنج های مغناطیسی، توربینی (مکانیکی)، آلتروسونیک و گردابی اشاره کرد.

فلومتر های وابسته، سرعت، حجم و یا وزن را اندازه گیری نمی کنند بلکه آن ها جریان را با استنباط از سایر پارامتر های بدست آمده اندازه گیری می کنند. برای مثال فلومتر هایی که از این روش استفاده می کنند عبارتند از فلومتر های دیفرانسیلی که از فشار سنج های دیفرانسیلی استفاده می کنند.

محدوده‌ی فشار

هر جرمی برای حرکت کردن نیاز به نیرو دارد که بخشی از قانون دوم نیوتن است. در مورد سیالات، در یک لوله‌ی محصور، نیرویی که باعث حرکت مایع می‌شود، فشار است. چگالی مایع مقدار فشار لازم را تعیین می‌کند که نشان‌دهنده‌ی سرعت جریان است. زمانی که یک فلومتر در حال اندازه‌گیری چگالی و فشار است، از این داده‌ها برای محاسبه‌ی سرعت جریان استفاده می‌کند.

محدوده‌ی دما

در سیستم فلومترها، اندازه‌گیری دما به اندازه‌گیری جریان حرارتی گفته می‌شود که انتقال حرارت را در هنگام عبور گاز از یک سطح، اندازه‌گیری می‌کند. یک سنسور دما امکان اندازه‌گیری دمای مایعات یا گازها را فراهم می‌کند، در حالی که یک سنسور جریان گرم، میزان انتقال حرارت در جریان مواد را اندازه‌گیری می‌کند.

دامنه اندازه‌گیری و دقت دستگاه

گام بعدی در انتخاب فلومتر مناسب، تعیین دامنه مورد نیاز برای اندازه‌گیری است. بدین منظور باید حداقل و حداکثر میزان جریان (چه به صورت حجمی و چه به صورت جرمی) را شناخت. مرحله بعدی انتخاب دقت مورد نظر است. معمولاْ دقت فلومتر برحسب درصدی از مقدار اندازه‌گیری یا درصدی از دامنه تنظیم شده برای تجهیز، تعریف می‌شود. نیازمندی‌های مربوط به دقت، باید برای سه مقدار حداقل، کاری و حداکثر دبی تعریف شوند. در غیر این صورت، از اعتبار مقدار اندازه‌گیری شده توسط فلومتر کاسته خواهد شد. در کاربردهایی که با خرید و فروش محصول و وزن دقیق آن سر و کار دارند، دقت مطلق، اهمیت دارد. در حالی که در برخی کاربردهای دیگر ممکن است تکرارپذیری عاملی تعیین ‌کننده باشد. به هر حال بهتر است به هر دو مشخصه توجه شود.

طراحی فلومتر

طراحی یک فلومتر، دستگاه اولیه، مبدل و یک فرستنده است که در یک ابزار واحد ترکیب شده‌اند. فلومترهای مثبت با سیگنالی که مستقیما به نیروی گاز یا سیال متصل است، خروجی دقیق و اندازه‌گیری‌های دقیق ارائه می‌دهد. سیگنال خروجی به سیستم فلومتر یک توربین یا چرخ روتاتور، صفحه، کانال، نازل، لامینار و سیستم میز پایلوت متصل می‌شود. فلومترها از صفحات فولادی ضدزنگ، برنج، آلومینیوم، پی‌وی‌سی (PVC)، PVDF و نایلون ساخته شده‌اند. طراحی آنها به گران‌روی (ویسکوزیته) ماده‌ی اندازه‌گیری شده، تمیزی جریان، فشار، دما و اندازه‌ی لوله بستگی دارد. فلومتر را می‌توان به طور سفارشی برای اندازه‌گیری هر نوعی از جریان تولید کرد.

معرفی پر کابردترین لیتر شمار ها در صنعت

انواع مختلفی از لیترشمارهای صنعتی در دنیا وجود دارند که بسته به موارد مختلفی مانند نوع فرآیند، مشخصات سیال، دامنه تغییرات فشار و دما، شرایط محیطی، لوله کشی و محل نصب و نوع کاربری تجهیز، استفاده می شوند. مهم ترین فلومترهای به کار رفته در صنعت به شرح زیر است :

فلومتر جرمی/حجمی (کوریولیس) (Coriolis Flow Meter)
فلومتر مغناطیسی (Magnetic Flow Meter)
فلومتر التراسونیک (Ultrasonic Flow Meter)
فلومتر توربینی (Turbine Flow Meter)
فلومتر جابجایی مثبت (Positive Displacement Flow Meter)
فلومتر دیفرانسیلی (Diffrential Pressure Flow Meter)
فلومتر جرمی حرارتی (Thermal Mass Flow Meter)
فلومتر ورتکس
(Vortex Flow Meter)
فلومتر لوله پیتوت (Pitot Tube Flow Meter)
روتامتر (Rotameter)

در ادامه، پرکاربردترین انواع لیترشمار در صنعت بررسی می شوند.

فلومتر جرمی/حجمی (کوریولیس) (coriolis flow meter)

https://s5.uupload.ir/files/cafea/aks%20vblog%20group%20oil/FMC-5000_l-1-removebg-preview.png

در حال حاضر برای اندازه‌گیری دقیق شدت جریان سیال از فلومتر کوریولیس استفاده می‌کنند. در حال حاضر یکی از دقیق‌ترین و همچنین با کیفیت‌ترین ابزار‌هایی که برای این کار مورد استفاده قرار می‌گیرد فلومتر کوریولیس نام دارد. در زمان ساخت این فلومتر از روش‌های مکانیکی و الکتریکی نیز استفاده شده است. این فلومتر برای اندازه‌گیری شدت جریان بسیاری از سیالات مناسب خواهد بود. اگر قصد استفاده از فلومتر کوریولیس را داشته‌اید لازم بوده تا در وهله اول این فلومتر را بشناسید و با نحوه عملکرد آن آشنا گردید. سایت ای پی صنعت یکی از معتبرترین سایت‌هایی است که می‌توانید اطلاعات جامع و دقیقی را در رابطه با فلومتر کوریولیس به دست آورید.

مهم‌ترین سؤالی که در این باره مطرح می‌شود این است که فلومتر کوریولیس چیست و چه کاربردی دارد. برای پاسخ به این سؤال باید اشاره کرد که فلومتر کوریولیس در واقع یک جریان‌سنج خاص بر مبنای مبحث کوریولیس است. این فلومتر را برای اندازه‌گیری شدت جریان سیال مورد استفاده قرار می‌دهند. قانونی به نام قانون کوریولیس وجود دارد که بر مبنای آن بیان می‌شود که شدت جریان سیال با توجه به نیروی وارد به آن و همچنین بر اساس شرایط گرانروی و دانسیته سیال در حال تغییر است. در حقیقت می‌توان گفت که برای اندازه‌گیری این تغییرات به واسطه برخی از مبدل‌های مختلف باید اقدام به تبدیل مبدل‌ها به ولتاژ القایی نمود. این ولتاژ القایی می‌تواند به‌صورت مستقیم با شدت جریان در ارتباط باشد.

اساس کلی طراحی جریان‌سنج کوریولیس بر همین مبنا استوار است. به‌طور کلی تمامی برند‌های معروف جهان بر اساس همین مبنا اقدام به تولید می‌کنند. از مزیت‌های استفاده از فلومتر کوریولیس می‌توان به استفاده از آن برای سیالات مختلف و گوناگون اشاره کرد. در واقع یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های این فلومتر با فلومتر‌هایی مانند فلومتر اولتراسونیک و فلومتر مغناطیسی همین موضوع خواهد بود. شرکت ما با ضمانت اصل بودن کالاو همراهی شما برای استفاده از این دستگاه می‌تواند گزینه‌ای مناسب جهت خرید فلومتر کوریولیس باشد.

استفاده از فلومتر کوریولیس برای سیالات تراکم‌پذیر یکی از بهترین گزینه‌ها به حساب می‌آید. انواع مختلفی از این جریان‌سنج در بازار وجود دارند. جریان‌سنج خمیده و تخت از مدل‌های رایج فلومتر کوریولیس محسوب می‌گردند. تفاوت نمونه‌های خمیده با نمونه‌های تخت این جریان‌سنج در این است که در نمونه‌های خمیده از دو لوله استفاده شده و در نمونه‌های تخت فقط از یک لوله نوسان‌کننده و مرتعش‌ساز استفاده می‌شود.

مزایای فلومتر‌های کوریولیس

دلیل این‌که در بسیاری از صنایع از فلومتر‌های کوریولیس استفاده می‌شود این است که با استفاده از این فلومتر می‌توان به اندازه‌گیری مستقیم جریان سیالات اقدام کرد. این ویژگی در بسیاری از فلومتر‌های دیگر به چشم نمی‌خورد. با استفاده از فلومتر‌های کوریولیس امکان اندازه‌گیری گرانروی در برخی از موارد وجود خواهد داشت. در واقع با به دست آوردن اطلاعات و داده‌ها به واسطه اندازه‌گیری گرانروی که به شما توسط کارشناسان ما آموزش داده می‌شود می‌توانید محاسبات دقیق‌تری را برای محاسبه جریان ورودی و خروجی داشته باشید. یکی دیگر از معایبی که استفاده از فلومتر‌های کوریولیس دارند این است که از نظر قیمتی در مقایسه با سایر گزینه‌های موجود در بازار از هزینه بیشتری برخوردار هستند.

نحوه نصب کوریولیس

یکی از موضوعات بسیار مهمی که در زمان نصب فلومتر کوریولیس باید به آن دقت کرد انتخاب موقعیت مناسب نصب خواهد بود که ای پی صنعت شما را در جریان خواهد گذاشت. موقعیت مناسب به این معنی است که باید به دور از منابع تداخلی مانند پمپ نصب گردد. وجود برخی از منابع تداخلی مانند پمپ باعث ایجاد لرزش در خطوط لوله می‌گردند. در زمان نصب فلومتر باید به‌صورت سری در امتداد یک خط نصب شود. همچنین در صورت نصب چندین فلومتر باید دقت داشت تا از تشدید ارتعاش و تأثیر متقابل بر یکدیگر جلوگیری به عمل آورد. نکته مهم و حائز اهمیت این است که فلومتر‌ها باید از یکدیگر حداقل دو متر فاصله داشته باشند.

به دلیل این‌که بتوانید اندازه‌گیری بسیار دقیقی داشته باشید حتماً دقت کنید که تجهیز را در نزدیکی اتصالات لوله نصب نکنید؛ چرا که نصب تجهیزات در مجاورت لوله باعث انبساط و انقباض لوله شده که در نتیجه ایجاد تنش عوارضی را شاهد خواهید بود. تنش عرضی بر صفر فلومتر تأثیر می‌گذارد که در نهایت دقت اندازه‌گیری با تلرانس همراه خواهد شد. در زمان نصب توجه به برخی از نکات سبب شده تا اصول صحیح نصب فلومتر رعایت گردند. بر همین اساس حتماً دقت کنید که فلومتر باید فاصله‌ای به اندازه ۵ متر با منابع تداخل الکترومغناطیسی صنعتی داشته باشد. منابع الکترو مغناطیسی که باعث تداخل در عملکرد فلومتر می‌شوند را می‌توان موتور‌ها و ترانسفورماتور‌ها نام برد. برای اندازه‌گیری صحیح فلومتر را باید به‌ صورتی نصب کرد که لوله اندازه‌گیری و وسیله ارتعاش همیشه پر از مایع باشند.

کاربرد‌های جریان سنج کوریولیس

در بسیاری از بخش‌های مختلف صنعتی از جریان‌سنج کوریولیس استفاده می‌شود. به‌طور کلی محدودیتی در اندازه‌گیری شدت جریان وجود ندارد. دلیل نبود محدودیت در اندازه‌گیری به علت تغییر وضعیت تیوب دستگاه بر اساس نوع سیال وارد شده است. یکی از مزیت‌های مهم و همچنین کاربرد‌های فلومتر کوریولیس این بوده که می‌توان به سادگی و به‌صورت کاملاً مستقیم شدت جریان سیال را با دقت بالا اندازه‌گیری کرد. در حقیقت امکان اندازه‌گیری در جریان سیالات تراکم‌پذیر ممکن خواهد بود.

یکی از مزیت هایی که جریان سنج کوریولیس نسبت به فلومترهای مغناطیسی و التراسونیک دارد این است که می توان از آن برای تمامی سیالات استفاده کرد. همچنین این فلومترها یکی از بهترین انتخاب های ممکن برای سیالات تراکم پذیر هستند.

کالیبراسیون نقطه صفر

دقت کنید که پس از انجام نصب و قبل از راه‌اندازی فلومتر اقدام به کالیبراسیون نقطه صفر کرده باشید. در این حالت در فاصله بیش از ده متری، از یک شیر کنترلی استفاده نمایید و در زمانی‌که قصد کالیبراسیون نقطه صفر را دارید حتماً دقت نمایید تا شیر کنترلی بسته باشد.

نصب فلومتر کوریولیس در جهت صحیح

در زمان نصب فلومتر کوریولیس برای اندازه‌گیری سیالات مانند مایعات و همچنین گاز‌ها حتماً باید تجهیز به صورت عمودی نصب گردد. یکی دیگر از مواردی که در زمان نصب فلومتر کوریولیس بسیار حائز اهمیت است مکان قرارگیری لوله ارتعاشی آن بوده که باید به سمت راست باشد.

در صورتی‌که می‌خواهید فلومتر را برای یک سیال مایع یا دوغاب نصب کنید توجه نمایید که باید فلومتر به‌صورت افقی نصب گردد و لوله ارتعاشی در پایین خط باشد. همچنین اگر قصد نصب فلومتر کوریولیس را برای سیال گاز دارید دقت نموده تا لوله ارتعاشی به سمت بالا قرار گیرد.

کالیبره کردن فلومتر کوریولیس

یکی از موضوعات بسیار مهم که در زمان نصب فلومتر کوریولیس بسیار مورد توجه قرار می‌گیرد نحوه کالیبره کردن این فلومتر است. در وهله اول باید دقت کنید که پیش از صفر نمودن تجهیز، هوای داخل تجهیز را به‌طور کامل تخلیه نمایید. در واقع در حین پرکردن سیال باید فلومتر صفر شود. لازم است تا به فاصله پمپ‌ها و موتور‌ها در زمان نصب دقت کافی را به عمل آورید. فلومتر‌هایی که قابلیت کالیبره شدن را دارند دارای شیر‌های بلوک و بای پس هستند.

فلومتر مغناطیسی (Magnetic flow meter)

فلومترمغناطیسی یکی از پرکاربردترین مدل های فلومتر است که برای سیالاتی که دارای هدایت الکتریکی هستند استفاده می شود. این فلومترها در بخش‌های مدیریت آب و صنایع غذایی بیشترین کاربرد را دارند.

اساس کار این دبی سنج ها قانون القای فارادی می باشد. طبق این قانون، هرگاه میله‌ای فلزی در داخل میدان مغناطیسی حرکت کند، ولتاژ الکتریکی القا می‌شود. همان طور که در شکل زیر نشان داده شده است، درون این فلومتر یک سیم پیچ وجود دارد که میدان مغناطیسی ایجاد کرده است. با عبور ذرات باردار سیال از درون این میدان مغناطیسی، ولتاژ الکتریکی القا می‌شود. شدت این ولتاژ با سرعت جریان سیال متناسب است و دبی حجمی سیال را نشان می دهد.

فلومترهای مغناطیسی در سیالات تمیز، سیالات کثیف نظیر آب، آب پساب، معادن، سیالات خورنده، سیالات ساینده و … کاربرد دارد.

از مزیت های لیترشمار مغناطیسی آن است که به دلیل عدم وجود قطعات مکانیکی، این لیترشماها هیچ تماسی با سیال مورد نظر ندارند. همچنین دامنه اندازه گیری آنها بسیار گسترده است و می توانند مقادیر فلو بسیار کم و فلو بسیار بالا را با حداقل قطر تقریبا 0.125 اینچ و حداکثر حجم تا 10 فوت مکعب اندازه گیری کنند.

راهنمای نصب فلومتر الکترومغناطیسی Electromagnetic Flow meter:

نصب جریان سنج بسیار ساده است. ابتدا باید محل نصب صحیح فلو سنج را انتخاب کنید. پس از نصب، بررسی کنید که آیا خط لوله به درستی وجود دارد و آیا اتصالات قابل اعتماد هستند.

۱- فلومتر الکترومغناطیسی بایستی برابر قطر لوله فاصله قبل از Flow Meter و دو برابر قطر لوله بعد از فلومتر از اتصالات، پمپ، و نقاط اغتشاش زا فاصله داشته باشد.

https://s5.uupload.ir/files/cafea/aks%20vblog%20group%20oil/setup-flowmeter1.jpg

۲- نقاط A و B بهترین شرایط نصب را در تصویر زیر دارد بدلیل آنکه لوله در این شرایط پر می باشد.

در نقطه C بدلیل آنکه در بالاترین نقطه می باشد امکان وجود حباب های هوا وجود دارد.

D: در این نقطه که به تخلیه نزدیک می باشد شرایط پایداری لازم را جهت اندازه گیری ندارد.

۳- نصب در مکانی با کمی شیب بهتر است انجام شود. در غیر این صورت از مقدار جریان عبوری اطمینان حاصل نمایید تا از عدم وجود حباب و گاز اطمینان حاصل گردد.

۴-فلومتر الکترومغناطیسی را در پایین ترین حالت لوله نصب نمایید.

۵-دریچه هوا پایین دست فلومتر مغناطیسی نصب گردد.

۶-همیشه شیر های کنترل را در قسمت پایین دست فلومتر الکترومغناطیسی نصب نمایید.

۷- هیچ وقت فلومتر مغناطیسی را در قسمت مکش پمپ ها قرار ندهید، چرا که احتمال آسیب رسیدن به فلومتر هست.

مزایای فلومتر مغناطیسی

مصرف برق بسیار پایین که در برخی مدل ها حدود 15 وات است.
قابلیت استفاده برای سیالات با خورندگی بالا و دوغاب ها
عدم ایجاد افت فشار در مسیر سیال
عدم وجود قسمت متحرک
مقاومت خوب در برابر فرسایش
گران روی، فشار و چگالش بر عملکرد آن تاثیر نمی گذارد.
دقت بالایی دارد.
در محدوده وسیعی از نرخ فلو سیال قابل استفاده است و شامل سایزهای مختلف می باشد.

معایب فلومتر مغناطیسی

قیمت بالایی دارند.
باید در محلی از لوله نصب شوند که پر از سیال باشد.
فقط برای مایعاتی کاربرد دارد که دارای هدایت الکتریکی هستند و یا به عبارتی رسانا می باشند.

محدودیت های نصب

محل نصب فلومتر مغناطیسی باید در نقطه ایی از لوله در نظر گرفته شود که لوله از سیال پر شده باشد. این موضوع به شدت بردقت اندازه گیری فلومتر تاثیر می گذارد.

در استفاده از فلومترهای مغناطیسی در سرویس های وکیوم (خلاء) به شدت مراقب باشید، چرا که بعضی فلومترهای مغناطیسی در این سیستم ها از کار می افتند و به درون خط لوله کشیده شده و فلومتر از بین می رود.توجه کنید که شرایط خلاء می تواند در لوله هایی اتفاق بیفتد که حتی در سر راه سرویس های خلاء نیستند نظیر لوله هایی که در آن امکان تغییر حالت گاز به مایع (اغلب در شرایط غیر طبیعی) وجود دارد. بطور مشابه، دمای بیش از اندازه در فلومترهای مغناطیسی (حتی اگر در شرایط غیر نرمال بصورت کوتاه اتفاق بیفتد) باعث خرابی غیر قابل تعمیر فلومتر می شود.

از یک فلومتر مغناطیسی در نزدیکی محدوده هدایت الکتریکی آن استفاده نکنید چراکه باعث خاموشی فلومتر می شود.

در کاربردهای عمومی، فلومترهای مغناطیسی طوری سایز می شود که سرعت در حالت ماکزیمم فلو تقریبا 2 تا 3 متر بر ثانیه باشد.

انتخاب جنس الکترود ها

برای مایعاتی که خورنده نیستند، بطور معمول از فولاد ضد زنگ استفاده می شود. جهت مایعاتی که خورنده هستند با توجه به خواص شیمیایی سیال موارد زیر قابل استفاده است:

فولاد ضد زنگ
بعضی از آلیاژهای نیکل
پلاتینیوم
پلاتینیوم / ایریدیوم
تانتالوم ؛ تیتانیوم

انتخاب آستری ها (Liners)

از آنجا که اساس عملکرد فلومترهای مغناطیسی ایجاد میدان مغناطیسی در مسیر عبور سیال و خواندن ولتاژ القاء شده بر اساس قانون فارادی می باشد اگر جنس لوله ایی که سیال از آن عبور می کند از مواد مغناطیسی باشد میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیال مختل شده و اتصال کوتاه رخ می دهد. به همین ترتیب اگر سطح داخلی لوله رسانا باشد این موضوع نیز باعث اتصال کوتاه شدن الکترودها می شود.

لذا در لوله کشی خطوطی که قرار است فلومتر مغناطیسی در آن نقطه نصب شود باید از مواد غیرمغناطیسی مانند فولاد ضد زنگ استفاده کرد. همچنین پوشش و آستر سطوح داخلی لوله باید از جنس مواد عایق باشد.

آستری باید بر حسب کاربرد انتخاب شده و نسبت به عوامل زیر مقاوم باشد:

دما
فشار
ساییدگی
فرسایش
خوردگی شیمیایی

مواد آستری که عموما برای فلومتر ها، مورد استفاده قرار می گیرد به شرح زیر می باشد:

تفلون (PTFE)

مناسب جهت محدوده دمایی -50 الی +200 درجه سانتیگراد
مقاومت بسیار خوب در برابر فرسایش ناشی از ذرات ریز
مقاوم در برابر اکثر بازها و اسیدها
برای کاربردهای صنایع غذایی و آب آشامیدنی مناسب نمی باشد.

نوپرن (Neoprene)

مناسب جهت محدوده دمایی 0 الی 100 درجه سانتیگراد
مقاومت خوب در برابر فرسایش، خصوصا نفت و گریس
مقاومت خوب در برابر واکنش شیمیایی، خصوصا نفت و گریس

لاستیک نرم (Soft Rubber)

قیمت ارزان
مقاومت بالا در مقابل سایش
مناسب برای استفاده در دوغاب

لاستیک سخت ( Hard Rubber)

مناسب جهت محدوده دمایی 0 الی 90 درجه سانتیگراد
مناسب جهت کاربرد عمومی
مناسب جهت آب و دوغاب رقیق

سرامیک (Ceramic)

مناسب جهت محدوده دمایی 60- الی 250 درجه سانتیگراد
مقاومت بالا در مقابل سایش
مقاومت بالا در برابر خوردگی
قیمت مناسب
مناسب برای کاربردهای بهداشتی
استحکام بالا در برابر فشار
مقاومت پایین در برابر کشش
شکننده
امکان شکستن با تغییرات ناگهانی دما
غیرقابل استفاده با اسیدهای اکسید کننده یا بازهای قوی

فیلم اموزشی فلومتر الکترومغناطیسی

فلومتر التراسونیک (Ultrasonic flow meter)

فلومتر التراسونیک برای محاسبه سرعت سیال در یک لوله از امواج فراصوت یا التراسونیک استفاده می کند. فرکانس های بیش از 20 کیلو هرتز را امواج التراسونیک می نامند. این لیتر شمار برای محاسبه سرعت سیالاتی مانند آب، سیالات منجمد، مواد شیمیایی و … که امواج فراصوت را منتقل می کنند استفاده می شوند.

انواع فلومترهای التراسونیک از لحاظ قرارگیری روی خطوط لوله:

فلومتر آلتراسونیک کمربندی (Clamp On)
فلومتر آلتراسونیک در خط (In Line)

فلومتر التراسونیک Clamp On (کلمپی)

سنسورها به صورت Clamp On به خط لوله متصل می باشند و برای جلوگیری از اتصال سنسورها به لوله در اثر گذشت زمان، در زیر سنسورها ژل یا گریس استفاده می شود.

فلومتر التراسونیک In Line

در این حالت فلومتر در مسیر خطوط لوله قرار می گیرد و سنسورها مستقیما در تماس با سیال بوده و دقت اندازه گیری فلومتر بسیار بالاتر می باشد و در حدود 0.75 تا 1 درصد است

انواع فلومترهای التراسونیک

فلومترهای التراسونیک براساس روش های اندزه گیری به سه تقسیم می شوند :

فلومتر جابجایی زمانی

– فلومتر جابجایی زمانی مدل Z

– جابجایی زمانی مدل V

فلومتر التراسونیک داپلر
فلومتر کانال باز

1 - فلومتر جابجایی زمانی

فلومتر جابجایی زمانی مدل Z

در این مدل، سنسورها به صورت Clamp On رو خط لوله نصب می شوند و فرکانس عملکرد آن بین 850 کیلوهرتز تا 1. گیگا هرتز می باشد. در این فلومتر، اختلاف زمانی بین پالس های ارسالی که با جهت جریان ارسال شده، محاسبه شده و از آنجا که این اختلاف زمانی با سرعت سیال متناسب بوده، به عنوان سرعت سیال عبوری نشان داده می شود.

فلومتر جابجایی زمانی مدل V

در این مدل، دو سنسور در یک طرف لوله و با فاصله حدودی قطر لوله از یکدیگر قرار می گیرند. پالس های ارسال شده از سنسورها پس از برخورد به طرف دیگر مسیر، بازتاب شده و توسط سنسور دیگر دریافت می شود.

2 - فلومتر التراسونیک داپلر

اساس کار این فلومتر ها اثر داپلر است. این اثر در نتیجه انعکاس پرتوی اولتراسونیک از اجسام متحرک مانند ذرات جامد یا حباب های هوای فرو رفته در یک مایع در حال جریان، حاصل می شود. در این فلومتر یک ترنسدیوسر امواج التراسونیک را به جریان وارد کرده و با محاسبه اختلاف زمان بازگشت امواج به سنسور، دبی جریان را محاسبه می کند. فلومتر داپلر برای مایعات دارای حباب، دوغاب و گازهایی با ذرات منعکس کننده صدا استفاده می شود.

روش نصب فلومتر التراسونیک

برای نصب فلومتر اولتراسونیک باید مواردی از الزامات لوله کشی رعایت شوند. از جمله این که دستگاه باید دور از شیرآلات، زانویی و جاهایی که آب در حال سقوط قرار دارد نصب شوند تا تلاطم به حداقل برسد. محل ایده آل برای نصب، قسمت مستقیم لوله با فاصله ۱۰ قطر لوله قبل و ۵ قطر لوله بعد از سنسور است.

3 - فلومتر کانال باز

این فلومتر ها برای اندازه گیری سطح آب در کانال های باز مانند کانال های آبیاری، سیستم های انتقال آب و … استفاده می شوند به این صورت که در بالای جریان نصب شده و امواج اولتراسونیک با فرکانس بالا را به سطح جریان می فرستد. این امواج از سطح سیال بازتاب شده و به تراسندیوسر باز می گردند. با توجه به سرعت این امواج در هوا، فاصله سطح مایع از سنسور به دست می آید.

فلومتر توربینی (Turbine Flow Meter)

فلومتر توربینی نوعی جریان سنج ارزان، دقیق و قابل اعتماد است که درون آن یک روتور پره دار وجود دارد که با جریان سیال به دور خود می چرخد. سرعت عبور جریان با سرعت چرخش روتور متناسب است. با اندازه گیری سرعت چرخش روتور، میزان دبی جریان به دست می آید. این فلومتر برای سیالات تمیز استفاده می شوند زیرا سیالات کثیف باعث آسیب به پره های توربین می شوند.

لیترشمارهای توربینی در نیروگاه ها و صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی، آب و فاضلاب، فلزات و معادن، کاغذ سازی، نفت و گاز کاربرد دارند.

فیلم اموزشی فلومتر توربینی

ضریب کا یا فاکتور K (یا K-FACTOR)

دبی سنج توربینی، دبی حجمی را اندازه گیری می کند، اگرچه بسته به نوع دبی سنج پالس های تولیدی متفاوت است. تفاوت توسط فاکتور K مشخص می شود. فاکتور K تعداد پالس ها در واحد حجم است.این فاکتور به وسیله اندازه و نوع ابزار دقیق مشخص می شود. به دلیل خطای مجاز (تلورانس) صنعتی، مقدار عملی فاکتور K، می تواند بین مدل های مشابه متفاوت باشد.

فرکانس فلومتر توربینی

فرکانس فلومتر توربینی به دو دسته فرکانس پایین Low Ferequency و فرکانس بالا High Ferequency تقسیم می شود. در حالت فرکانس پایین قسمتی از سطح سیال با فلومتر در تماس است و بخشی از آن با فلومتر تماسی ندارد، از این جهت فرکانس و پالس کمتری ایجاد می شود. در نتیجه توربین با سرعت کمتری شروع به حرکت می نماید. در حالت فرکانس بالا تمام قسمت سیال با توربین در تماس است و پالس بیشتری به حسگر منتقل می نماید.

طرز کار فلومتر توربینی

روتور پره ای تنها قسمت متحرک فلومتر می باشد و سیال در حال عبور جریان روتور را درگیر می کند که موجب چرخش آن با سرعت زاویه ای متناسب با سرعت جریان سیال می شود. سرعت زاویه ای روتور منجر به تولید سیگنال الکتریکی (نوع موج سینوسی AC) می شود. چرخش شافت به صورت مکانیکی و یا با تشخیص حرکت تیغه اندازه گیری می شود و حرکت روتور پره ای نصب شده بر روی شافت، به صورت مغناطیسی و با ایجاد پالس تشخیص داده می شود.

سنسور فلومتر توربینی بیرون از سیال عبوری قرار دارد و از تاثیرات سیال روی سنسور در امان می باشد. با افزایش سرعت جریان سیال عبوری روتور پره ای با سرعت بیشتری به حرکت در می آید و پالس های بیشتری تولید می گردد. و این سیگنال ها برای محاسبه دبی عبوری توسط ترانسمیتر پردازش می گردد. ترانسمیتر و سیستم حسگر قابلیت کارکرد در جهت جریان و معکوس آن را دارند.

نحوه نصب فلومتر توربینی

فلومتر های توربینی از تجهیزات اندازه گیری فلو هستند که برای سیالات تمیز کاربرد دارند. زیرا در صورت استفاده از این فلومتر ها برای سیالات کثیف، پره های توربین دچار استهلاک و سایش خواهند شد همچنین فلومترهای توربینی برای سیالاتی که دارای ذرات ریز می باشند مورد استفاده قرار می گیرد. هرچند ذرات ریز نیز موجب سایش پره ها می شوند اما این امکان وجود دارد که برای جلوگیری از این امر می توان با تعبیه استرینر (فیلتر) قبل از فلومتر مانع ورود ذرات ریز به درون فلومتر شد.

می بایست خاطر نشان کرد سایز فلومتر با سایز خط لوله باید در یک رنج باشد و فلومتر در جهت عبور سیال نصب شود. 10 برابر قطر لوله قبل از قرار گیری فلومتر و 5 برابر قطر لوله بعد از قرار گیری فلومتر، نباید مانعی در مسیر وجود داشته باشد همچنین شیرها و ولو ها بایستی در حد پایین فلومتر نصب شوند.

برند های فلومتر توربینی معتبر قابل ارائه

ایندومارت
مادکو
بورکرت

کاربرد فلومتر توربینی

فلومترهای توربینی برای اندازه گیری فلو در سیالات تقریبا تمیز، مایعات و سیالات خورنده تا 24 اینچ مورد استفاده قرار می گیرند. در اندازه گیری دبی سیالات، جنس و متریال قسمت های مختلف فلومتر از جمله بدنه، روتور، بلبرینگ، اتصالات و غیره باید به گونه ای انتخاب شود که در برابر خورندگی سیال مقاوم باشند.

همچنین فلومترهای توربینی، دبی مایعات، گازها و بخارات درون لوله ها، مانند هیدروکربن، مایعات برودتی، مواد شیمیایی، گاز های صنعتی، آب و هوا را اندازه گیری می کنند. فلومتر های توربینی در نیروگاه ها و صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی، آب و فاضلاب، فلزات و معادن، کاغذ سازی، نفت و گاز کاربرد دارند.

مزایای فلومتر توربینی

قیمت پایین
هزینه تعمیر و نگهداری به صرفه
ابعاد کوچک تر
خطی
تکرارپذیری بالا
خروجی پالس دوگانه

نکات مهم در مورد فلومتر توربینی

مناسب جریانات تک فازی
وابستگی به گرانروی سیال
بازه عملیاتی پایین در سیالات با ویسکوزیته بالا
وابستگی به پروفایل جریان بالا دست
فرسایش بلبرینگ
عدم اندازه گیری دقیق دبی بخار

فلومتر جابجایی مثبت(Positive Displacement Flow Meter)

فلومتر جابجایی مثبت یکی از دقیق ترین روش ها برای سنجش جریان سیال می باشد. اصول کار لیترشمار جابجایی مثبت، اندازه گیری براساس جابجایی اجزای مکانیکی توسط سیال می باشد. این فلومتر در مدل های مختلفی ساخته می شود که مهم ترین آن ها استفاده از دو چرخ دنده است که به صورت مماس با یکدیگر قرار گرفته اند. هنگام عبور سیال، چرخ دنده ها شروع به چرخش می کنند. از آن جایی که سرعت چرخش چرخ دنده ها با سرعت عبور سیال متناسب است، با قرار گرفتن یک مبدل در بالای چرخ دنده ها تعداد دور آن ها به پالس های الکتریکی تبدیل شده و میزان جریان سیال محاسبه می شود.

این فلومتر برای سیالاتی با ویسکوزیته بالا مانند بنزین، نفت سفید، روغن سبک، روغن سنگین و سیالات شیمیایی به کار می رود همچنین این نوع از فلومترها به دلیل داشتن قطعات متحرک زیاد برای پساب ها مناسب نیستند.

فلومتر دیفرانسیلی (Diffrential Pressure Flow Meter)

یکی از دبی سنج هایی که کاربرد بسیار زیادی در صنعت دارد، لیترشمار تفاضلی است. اساس کار فلومتر تفاضلی ایجاد یک مانع (صفحه اوریفیس یا لوله ونتوری) در مسیر عبور سیال است. این اقدام باعث ایجاد اختلاف فشار در ابتدا و انتهای دستگاه می شود. این اختلاف فشار توسط ترانسمیتر فشار اندازه گیری شده و مبنای تعیین مقدار دبی یا جریان سیال قرار می گیرد. طبق معادله برنولی، اختلاف فشار در بالادست و پایین‌دست مانع، با توان دوم دبی متناسب است. بر همین اساس می توان دبی سیال را به راحتی محاسبه کرد.

این فلومتر برای رنج وسیعی از سیالات استفاده می شود و همچنین به دلیل طراحی ساده، هزینه پایینی دارد.

فلومتر جرمی حرارتی (Thermal Mass Flow Meter)

این دستگاه بیشتر برای محاسبه دبی جرمی گازهایی مانند هوای فشرده، کربن‌دی‌اکسید و گاز طبیعی به کار می رود. یکی دیگر از قابلیت های این فلومتر، اندازه گیری دقیق سرعت کم گاز (کمتر از 25 فوت در دقیقه) است.

داخل این لیترشمارها دو سنسور دما وجود دارد.یکی از این سنسورها، دمای سیال را به عنوان دمای مرجع اندازه‌گیری می‌کند. سنسور دوم گرم شده و درحالتی که جریانی وجود ندارد، اختلاف دمای ثابتی با سنسور اول دارد. با عبور جریان سیال، سنسور دوم مقداری از گرمای خود را از دست داده و خنک می‌شود. هرچه سرعت عبور سیال بیشتر باشد، سنسور دوم سریع تر خنک می شود. در این حالت، جریان الکتریکی مورد نیاز برای گرم کردن سنسور دوم به منظور حفظ اختلاف دمای دو سنسور، متناسب با فلوی جرمی است. این فلومترها زمان عکس‌العمل کوتاهی داشته و در دامنه‌های اندازه‌گیری پایین نیز دقت بالایی دارند.

فلومتر ورتکس (Vortex Flow Meter)

لیترشمار ورتکس براساس یک روش مکانیکی عمل می کند که اولین بار توسط یک دانشمند آلمانی طراحی شد. این روش بیان می کند که قرار دادن یک جسم فیزیکی در مسیر عبور سیال باعث تغییر وضعیت سیال می شود که این تغییر وضعیت، اندازه گیری شده و به عنوان شدت جریان سیال تعریف می شود.

نحوه عملکرد جریان سنج ورتکس به این صورت است که یک مانع فیزیکی در مسیر جریان قرار دارد. برخورد جریان سیال به این جسم باعث حرکت سیال از کناره های آن می شود که در نتیجه باعث ایجاد تلاطم و تعییر وضعیت سیال می شود. کمی بالا تر از مانع فیزیکی، یک حسگر مکانیکی وجود دارد که به یک مبدل وصل شده است. درحالتی که جریانی وجود ندارد، حسگر مکانیکی وضعیت ثابتی داشته و نمایشگر دستگاه عدد صفر را نشان می دهد. با عبور جریان سیال، تلاطم به وجود آمده باعث حرکت مکانیکی حسگر می شود که این حرکت توسط مبدل تبدیل به سیگنال دیجیتال شده و به واسطه آن، شدت جریان سیال نشان داده می شود.

مزایای خرید فلومتر ورتکس

از آنجایی که تضمین اصل بودن کالا یکی از مهم‌ترین اصول کاری تیم ما است، شما می‌توانید با خاطری آسوده سفارش خود را به ثبت برسانید و از مزایای استفاده از این دستگاه بهره‌مند شوید.

جهت اندازه‌گیری مایعات، گاز‌ها و بخار مناسب هستند
امکان اندازه‌گیری سیالات با رنج وسیعی از فشار، دما، غلظت و ویسکوزیته را دارند
بدون تغییر صفر اندازه‌گیری و بدون نیاز به کالیبراسیون از پایداری بلند مدت برخوردار هستند
عدم برخورداری از قطعات متحرک
دارای افت فشار کم
نصب و راه‌اندازی آسان دارند
امکان اندازه‌گیری رنج زیادی از فلو از ۱۰: ۱ تا ۳۰: ۱ برای گاز‌ها و ۴۰: ۱ برای مایعات
دقیق و قابل اعتماد
راه‌اندازی آن‌ها هزینه‌ کمی را در برمی‌گیرد
برای گاز، مایعات و بخار مناسب هستند
طول عمر بالا
عدم نیاز به ردیابی حرارتی
قابل نصب در هر زاویه‌ای

میزان جریان و دقت فلومتر‌ها

با توجه به این‌که افزایش ویسکوزیته باعث می‌شود تا تعداد رینولدز کاهش پیدا کند، با افزایش ویسکوزیته، دامنه‌پذیری فلومتر سخت خواهد بود. حداکثر حد ویسکوزیته، به عنوان اعدادی از دقت و دامنه مجاز، رقمی ۸ تا ۳۰ سانتی‌متر است. در صورتی‌که اندازه‌گیری گرداب به درستی صورت گرفته باشد، می‌توان دامنه‌ای بهتر از ۲۰: ۱ را جهت سرویس بخار و بخار و بیش از ۱۰ در نظر داشت.

مرحله بعدی تعیین دامنه مورد نیاز جهت شناسایی حداقل و حداکثر جریان برای جرم یا حجمی بوده که مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. بعد از آن دقت اندازه‌گیری جریان مورد نیاز نیز تعیین می‌گردد. به‌طور کلی دقت فلومتر‌ها در درصد قرائت واقعی AR بوده و در درصد دهانه کالیبره شده CS است که مقیاس کامل FS تعیین می‌شود. الزامات دقت فلومتر می‌بایست در حداقل، نرمال و حداکثر دبی مشخص باشد. تا وقتی‌که این الزامات را ندانید، عملکرد فلومتر شما در کل دامنه قابل قبول نخواهد بود.

توصیه می‌شود از مراکز معتبر، خرید ابزار خود را انجام دهید. بهتر است قبل از اقدام به خرید از مرکزی که قصد خرید فلومتر را دارید، اطلاعات لازم را کسب کنید. مرکز ای شاپ صنعت یکی از مراکز معتبر بوده که در این زمینه فعالیت می‌نماید.

محدوده فشار و دما

میزان حداقل و حداکثر فشار و دما می‌بایست ضمن مقادیر عملیاتی عادی زمان انتخاب فلومترها، مشخصات دیگری همچون امکان جریان معکوس، قابلیت پر نشدن همیشگی لوله، اطلاع از این مورد که جریان اسلاگ ایجاد می‌شود یا خیر، تغییرات دمایی ناگهانی به وجود می‌آیند یا خیر، هوادهی یا تپش احتمال دارد و … نیز مشخص گردند

کاربرد انواع فلومترها

فلومترها با توجه به انواع آن‌ها کاربردهای متفاوتی دارند. در این میان از معمول‌ترین و ارزان‌ترین فلومتری که جهت اندازه‌گیری دبی آب بهره‌برداری می‌گردد، نوع مغناطیسی یا الکترومگنتیک است. می‌توان با این دستگاه سرعت جریان آب در لوله را اندازه‌گیری نمود. این فلومتر جهت اندازه‌گیری جریان آب‌های کثیف نیز انتخاب خوبی خواهد بود.

فلومتر التراسونیک جهت اندازه‌گیری مقدار جریان در لوله‌هایی که از سایز بزرگی برخوردار هستند نیز مناسب خواهد بود. این فلومتر دارای امواج فراصوتی بوده که جهت اندازه‌گیری کاربرد دارد و به عنوان یکی از جدیدترین روش‌های اندازه‌گیری دبی شناخته شده است.

فیلم اموزشی فلومتر ورتکس

فلومتر لوله پیتوت (Pitot Tube Flow Meter)

فلومتر پیتوت یا لوله پیتوت یکی دیگر از تجهیزات سنجش دبی سیال است. این دستگاه دارای دو پورت ورودی، یکی در امتداد جریان برای اندازه گیری فشار کل و دیگری عمود برآن جهت اندازه گیری فشار استاتیکی می باشد. با اندازه گیری این دو فشار و محاسبه اختلاف آن دو ، میزان فشار دینامیکی به دست می آید.

یکی از موارد کاربرد دبی سنج پیتوت، اندازه گیری جریان سیالاتی است که دارای دبی بسیار متغیر و ضربه ای هستند.

از مزایای فلومترهای پیتوت، می توان به عدم نیاز به کالیبراسیون، هزینه پایین، افت فشار کم و ساختمان ساده آن ها اشاره کرد.

از معایب این فلومتر آن است که ممکن است به مرور زمان و با مسدود شدن پورت ها باعث ایجاد خطا در اندازه گیری شود.

روتامتر (Rotameter)

روتامتر نوع دیگری از تجهیزات ابزار دقیق است که در صنعت رواج بسیار زیادی دارد و می تواند جریان سیالات عبوری از یک لوله را محاسبه کند. روتامتر از یک لوله مخروطی شکل تشکیل شده است که یک شناور درون آن وجود دارد. در ابتدا به علت بیشتر بودن وزن مخصوص شناور از وزن مخصوص سیال، شناور در قسمت پایین لوله قرار می گیرد.

با افزایش شدت جریان سیال، فشار وارد شده باعث حرکت شناور به سمت بالا می شود. در روتامتر شیشه ای، روی بدنه دستگاه اعدادی درج شده است که این اعداد بیانگر میزان دبی سیال مورد نظر است. با توجه محل قرارگیری شناور و اعداد درج شده روی دستگاه، میزان جریان سیال به دست می آید.

روتامتر چگونه کار می کند؟

یک دهانه حلقوی کوچک بین شناور و لوله قرار دارد و هنگامی که فشار ناشی از جریان افزایش می یابد، شناور در سطح بالاتری قرار می گیرد و مساحت بین شناور و لوله افزایش می یابد. این فرآیند تا زمانی که نیرو های هیدرولیک به سمت بالا با وزن به سمت پایین متعادل شود و نیروی شناور کم شود ادامه دارد. شناور متناسب با سرعت جریان سیال و سطح حلقوی بین شناور و لوله به بالا و پایین لوله حرکت می کند. وقتی نیرو ها در حالت تعادل قرار گرفتند، به یک موقعیت پایدار در لوله می رسد. هنگامی که شناور به سمت انتهای بزرگ لوله مخروطی حرکت می کند، باز شدن حلقوی بین لوله و شناور افزایش می یابد و با افزایش منطقه، اختلاف فشار در شناور کاهش می یابد.

انواع روتامتر

روتامترها بر اساس مواد تشکیل دهنده بدنه آن ها به چند دسته به شرح زیر تقسیم می شوند.

روتامتر شیشه ای
روتامتر فلزی
روتامتر پلاستیکی

روتامتر شیشه ای

روتامتر شیشه ای، دارای لوله ای از جنس شیشه بوروسیلیکات و شناوری که می تواند از فلز، شیشه یا پلاستیک باشد، است. شناور های فلزی معمولا از فولاد ضدزنگ ساخته می شود تا در برابر خوردگی مقاومت داشته باشند. شناور دارای یک لبه اندازه گیری تیز بوده که در آن قرائت با استفاده از مقیاس نصب شده در کنار لوله قابل مشاهده است. در واقع، بدون توجه به نوع اتصالات انتهایی، ترکیب های مشابه شناور از لوله های شیشه ای و فولاد ضد زنگ در دسترس هستند تا نیاز های متفاوت را برآورده کنند.

روتامتر می تواند برای قرائت مستقیم هوا و آب کالیبره شود یا ممکن است مقیاسی برای خواندن یک درصد دامنه یا مقیاسی دلخواه باشد که با معادلات تبدیل یا نمودارها استفاده می شود. دمای لوله شیشه ای محافظت شده ایمنی در کل صنعت برای اندازه گیری مایعات و گازها استفاده می شود. آن ها ظرفیت جریان را در حدود 60 گالن در دقیقه (GPM) تأمین می کنند و با اتصالات انتهایی فلز یا پلاستیک تولید می شوند تا مشخصات شیمیایی سیال اندازه گیری شده را برآورده کنند.

لوله های کوچک 6 میلیمتر برای فشار های کاری تا 500 پوند بر اینچ مربع (psig) مناسب هستند، اما فشار کار برای لوله های بزرگ 51 میلیمتر ممکن است تا 100 بر اینچ مربع (psig) باشد. با وجود این که حد مجاز دمای عملیاتی برای دماسنج متغیر شیشه 204 درجه سانتیگراد (400 درجه فارنهایت) است اما عملکرد در چنین دما های بالایی فشار عملیاتی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. به طور کلی، بین دمای کار و فشار رابطه خطی وجود دارد.

محدودیت های استفاده از روتامتر شیشه ای

تنها مایعاتی که فلومتر روتاری برای آن ها مناسب نیست، مایعاتی هستند که به لوله های اندازه گیری شیشه مانند آب با دمای بیش از 90 درجه سانتیگراد (194 درجه فارنهایت) یا pH بالا (زیرا باعث نرم شدن شیشه می شود) حمله می کنند. علاوه بر این ها بخار مرطوب (که همان اثر را دارد)، سود سوز آور (که شیشه را حل می کند) محدودیت های اولیه روتامتر، فشار و دما است.

روتامتر فلزی

برای فشار ها و دمای بالاتر از حد عملی لوله های شیشه، از لوله های فلزی استفاده می شود. جنس روتامتر فلزی، معمولاً آلومینیوم، برنج یا فولاد ضد زنگ می باشد. موقعیت پیستون توسط پیروان مغناطیسی یا مکانیکی تعیین می شود که از خارج لوله اندازه گیری فلز قابل مشاهده است. مشابه اندازه گیری متغیر لوله شیشه ای، ترکیب فنر و پیستون میزان جریان را تعیین می کند و مواد اتصالات ساخت باید طوری انتخاب شوند که خواسته های مورد نیاز را برآورده کنند.

روتامتر فلزی در مواردی استفاده می شوند که فشار یا درجه حرارت بالا، کشش آب یا سایر نیرو ها به لوله های اندازه گیری شیشه آسیب برساند. جریان سنج فنر و پیستون برای بیشتر مایعات از جمله مایعات خورنده و گاز ها قابل استفاده است. روتامتر فلزی به ویژه برای کاربرد های بخار، جایی که لوله های شیشه ای غیر قابل قبول هستند، مناسب می باشند.

روتامتر پلاستیکی

از لوله های پلاستیکی نیز به دلیل هزینه کمتر و مقاومت در برابر ضربه در برخی از طرح های روتامتر استفاده می شود. آن ها به طور معمول از پلی کربنات ساخته می شوند و دارای اتصالات انتهایی فلزی یا پلاستیکی هستند. نیاز است در نصب روتامتر پلاستیکی بسیار دقت شود تا از ایجاد خطا جلوگیری گردد.

برای کاربرد هایی که نمی توان قطعات خیس شده فلزی را تحمل کرد، مانند آب غیر دیونیزه یا خورنده، روتامتر هایی با ساختار تماما پلاستیکی در دسترس می باشد.

برندهای معتبر روتامتر

فلومتر روتاری مدکو

مزایا فلومتر روتاری (روتامتر)

قیمت پایین
خطی بودن
افت فشار کم
دارای دقت خوب در جریان های کم

نقاط ضعف روتامتر

نصب تنها به صورت عمودی
احتمال شکست لوله های شیشه ای
عدم مشاهده شناور در مایعات مات

نکات مهم در خرید روتامتر

در هنگام خرید فلومتر روتاری باید نکاتی همچون نوع سیال، دقت، دما، فشار عملیاتی، دبی، مقیاس اندازه گیری، نوع کانکشن، دانسیته و ویسکوزیته سیال مورد توجه قرار گیرد.

فلومترهای بیشتر ..........

سیستم‌های فلومتری اوریفیس پلیت (orifice plates)

اوریفیس پلیت (orifice plate) رایج ترین نوع محدود کننده است که در اندازه گیری فلو به وفور مورد استفاده قرار می گیرد.اوریفیس پلیت در واقع یک صفحه فلزی باریک و گرد می باشد که در مرکز ان یک سوراخ وجود دارد.صفحه اوریفیس دارای یک زبانه می باشند که مشخصات اوریفیس پلیت روی ان حک می شود.

طرف بالا دست صفحه اوریفیس معمولا دارای یک لبه تیز می باشد.هنگامی که اوریفیس در خط جریان نصب شده باشد.معمولا بین یک فلنج محکم می شود افزایش سرعت سیال گذرانده ازسوراخ اوریفیس پلیت یک فشار تفاضلیرا در دو طرف اوریفیس ایجاد می کند.که این فشار تابع نرخ فلو می باشد.

با کار گذاشتن اوریفیس در مسیر لولهبه دلیل اثر فشار متقابل فشار استاتیک بالا دست اوریفیس کمی افزایش می ابد.پس از عبور فلو از میان اوریفیس پلیت فشار بشدت کاهش می یابد به طوری که در نقطه vena contracta فشردگی جریان نامیده می شود فشار به حداقل خود و سرعت فلو به حداکثر خود می رسد.

دور تر از این نقطه فشار استاتیک شروع به بازیافتکرده و باعث کند شدن فلو می شود با این حال با استفاده از یک اوریفیس فشار استاتیک پایین دست همیشه به طور قابل ملاحظه ایکمتر از فشار بالا دست می شود .علاوه بر این دلیل اصظحکاک و تلاتم در اوریفیس پلیت مقدار از انرژی فشار به صدا و حرارت تبدیل می شود

تپ فلنچی

تپ فلنچی پر استفاده ترین روش نمونه برداری فشار دو طرف اوریفیس می باشد این تپ ها در واقع سوراخ هاییی هستند که در ۱ اینچی بالا دست

و۱اینچی پایین دست سطح اوریفیس پلیت قرار دارند .هنگامی که یک ترانسمیتر فشار برای اندازه گیری فلو نصب و به کار گرفته شده باشد می تواند ترانسمیتر فلو نامیده شود .

فشار استانیک درون یک لوله ی حاوی سیال ممکن است چندین برابر بیشتر از فشار تفاضلی ایجاد شده توسط اریفس پلیت باشد .

هنگام استفاده از یک کپسول حساس به فشار های تفاضلی کم برای حفاظت کپسول DPدر برابر اضافه فشار از یک منی فولد سه ولو یا اینچ ولوی استفاده می شود

تپ گوشه ای

تپ گوشه ای درست در سطح بالا دست و پایین دست اوریفیس نصب می شوند .

تپ vena contracta

یکی از تپ های vena contractaکه در بالا واقع می شود در فاصله ای به اندازه ی یک قطر لوله تا سطح اوریفیس پلیت قرار می گیرد در حالی که

تپ های مربوط به طرف پایین دست باید در نقطه ای که پایین ترین فشار قرار دارد قرار گیرد که معمولا در فاصله ای به اندازه ی نصف قطر لوله تا سطح اوریفیس واقع می شود .در روش تپ لوله ای یکی از تپ ها در فاصله ی ۲.۵ برابر قطر

داخلی لوله ودر طرف بالا دست قرار گرفته و تپ دیگر در فاصله ۸ برابری قطر داخلی لوله و در طرف پایین دست ایجاد می شود .

هنگامی که اوریفیس پلیت با یکی از تپ های فشار استاندارد مورد استفاده قرار می گیرد به کالیبراسیون در محل ترانسمیتر فلو نیلزی نمی باشد .

تجربه نشان داده در زمانی که نسبت و نوع تپ فشار مورد استفاده مشخص و قطعی شده است استفاده از جدول و نمودار ها باعث تسهیل کالیبراسیون می شود

مزایا و معایب اریفیس پلیت

مزایای اوریفیس پلیت ها عبارت از :

*فشار تفاضلی بزرگی ایجاد می کنند .

*اطلاعات جامعی از ان در دسترس است

*هزینه خرید و نصب کمی دارد .

*تعویض ان اسان است .

معایب اوریفیس پلیت عبارت از :

*افت فشار دائمی بالا کهبه معنای هزینه بالای پمپاژ است.

*نمی توان اوریفیس پلیت را برای سیالات کثیف دو غاب ها و بخار اب استفاده کرد چرا که این مواد باعث فرسودگی و تحلیل تدریجی شده و فشار تفاضلی تولید شده توسط اوریفیس را تغییر می دهند .

فیلم اموزشی فلومتر لوله ونتوری و صفحه اوریفیس

فلو نازلی (Flow Nozzle)

فلو نازلی یک نوع ساده و ارزان قیمت از جریان سنج ونتوری است. نازل بین فلنج‌های لوله‌ی حامل مواد نگه داشته می‌شود. یک سنسور فشار دیفرانسیل افت فشار را به عنوان مقیاس جریان، اندازه‌گیری می‌کند. فلو نازلی یا نازل جریان یک عنصر جریان اولیه‌ی مهندسی‌شده برای سیالات غیرچسبناک و فرساینده‌ی تحت فشار و سرعت بالا است که باعث ساییدگی یا آسیب به اوریفیس پلیت می‌شوند. فلو نازلی یا در دستگاه‌های اندازه‌گیری از پیش مونتاژشده ادغام می‌شود تا در بین فلنج‌ها نصب شود و یا در لوله جوش داده می‌شود. این دستگاه‌ها به لوله‌کشی مستقیم بالادست کمتری نیاز دارند و در مقایسه با اوریفیس پلیت، افت فشار دائمی کمتری را متحمل می‌شوند.

فلومتر ونتوری (Venturi Flow Meters)

این نوع فلومترها، سرعت جریان مایع را اندازه‌گیری می‌کنند و تغییر فشار حاصل از سطح مقطع جریان را مورد بررسی قرار می‌دهند. وقتی که یک دبی‌سنج ونتوری در لوله‌ی حامل سیال قرار می‌گیرد که دبی آن باید اندازه‌گیری شود، افت فشار بین ورودی و گلوگاه دبی‌نج ونتوری اتفاق می‌افتد. این افت فشار با استفاده از یک سنسور فشار دیفرانسیل اندازه‌گیری می‌شود و هنگامی که کالیبره می‌شود، این افت فشار به عنوان معیاری برای دبی تبدیل می‌شود. از این دستگاه در جاهایی استفاده می‌شود که نیاز به بازیابی فشار بالا است. بعلاوه می‌توان از فلومترهای ونتوری برای اندازه‌گیری نرخ جریان آب، گازها، جامدات معلق، دوغاب (slurries) و مایعات کثیف استفاده شود. فلومتر ونتوری برای اندازه‌گیری جریان‌های نرخ بالا در لوله‌هایی با قطر چند متر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فلومترهای کالریمتری (Calorimetric Flow Meters)

بر اساس قوانین فیزیکی هدایت و انتقال حرارتی، اصل اندازه‌گیری کالریمتری به طور خاص برای انتقال مایعات و گازها استفاده می‌شود. طبق این اصل، دو حسگر، تغییر شکل گرما را برای تعیین نرخ جریان سیال در یک خط لوله، مورد بررسی قرار می‌دهند. این کار بدون در نظر گرفتن ویژگی‌های سیال مانند رسانای الکتریکی بودن، ویسکوزیته و چگالی به دست می‌آید.

در طول فرآیند اندازه‌گیری کالریمتری، دمای سیال را نیز می‌توان ثبت کرد. این فرآیند مبتنی بر خنک شدن سنسور گرم شده توسط مایعی است که در اطراف آن جریان دارد. جرم این سیال به طور مستقیم مسئول درجه‌ی خنک شدن سنسور است. پیش از اینکه این اتفاق بیفتد، بدنه‌ی سیال با بیشترین دما باید انرژی را به شکل گرما آزاد کند. مقدار انرژی آزاد شده به اختلاف دما و سرعت جریان جرمی، بستگی دارد.

به این ترتیب فلومترهای کالریمتری که به آنها مانیتورهای جریان حرارتی هم گفته می‌شود، با بررسی تمایز بین گرمایش مداوم و تنظیم‌شده، از قوانین انتقال گرما استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها دارای دو سنسور دما هستند که یکی عنصر گرمایش را اندازه می‌گیرد و دیگری دمای مایع را اندازه‌گیری می‌کند.

فلومترهای گردابی (Vortex Flow Meters)

فلومترهای گردابی از یک پدیده‌ی طبیعی استفاده می‌کنند که زمانی رخ می‌دهد که مایعی در اطراف یک جسم عمودی یا شیب‌دار جریان یابد. گرداب‌ها به طور متناوب در پایین این جسم می‌ریزند. فرکانس ریزش گرداب مستقیما با سرعت جریان مایع از کنار جسم شیب‌دار، متناسب است.به طور ساده می‌توان گفت فلومترهای گردابی با قراردادن یک مانع مستقیم در مسیر جریان که گازها یا مایعات را مجبور به حرکت در اطراف آن می‌کند، سرعت جریان را اندازه‌گیری می‌کنند. جریان اطراف مانع، دو گرداب متقارن در دو طرف ایجاد می‌کند که باعث تغییر فشار جریان می‌شود. یک سنسور جریان بین دو گرداب، تغییرات فشار را اندازه‌گیری می‌کند.

سه جزء ضروری در یک فلومتر گردابی شامل بدنه‌ی شیب‌دار نصب‌شده در سوراخ دبی‌سنج، یک سنسور برای تشخیص وجود گرداب و تولید یک پالس الکتریکی و در نهایت یک مدار تقویت سیگنال، می‌شود. مزایای اصلی فلومترهای گردابی حساسیب کم آنها به تغییرات در شرایط فرآیند و سایش کم نسبت به فلومترهای اوریفیس و فلومتر توربینی است. همچنین هزینه‌های اولیه و نگهداری آن نیز کم است. عملکرد این دستگاه با دوغاب یا مایعات دارای ویسکوزیته‌ی بالا، ضعیف است. از فلومترهای گردابی در کاربردهای گاز و مایع استفاده می‌شود و در کاربردهای اندازه‌گیری بخار نیز به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فلومترهای هیدرولیک (Hydraulic Flow Meters)

این فلومترها میزان جریان یا حجم مایع را درون یک سیستم هیدرولیک اندازه‌گیری می‌کنند و برای تست، عیب‌یابی و نگهداری سیستم‌های هیدرولیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها، میزان کارآمدی و موثربودن سیستم را اندازه‌گیری می‌کنند و مشکلات را برطرف می‌کنند. فلومترهای هیدرولیک را می‌توان در هر مکانی از خط هیدرولیک برای تشخیص دبی قرار داد.

فلومترها با اندازه پورت‌های مختلف وجود دارد که برای سیستم‌های هیدرولیکی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. هنگامی که یک سیستم هیدرولیک کار می‌کند، سیال به سمت دبی‌سنج حرکت می‌کند. دبی‌سنج عمدتا شامل 3 قسمت است: دستگاه اولیه، مبدل و فرستنده. مبدل، سیال هیدرولیکی که از دستگاه اولیه عبور می‌کند را حس می‌کند و هنگامی که سیگنال حس شده توسط مبدل ارسال می‌شود، سیگنال جریان قابل استفاده توسط فرستنده تولید می‌شود. حجم بر اساس این اصل محاسبه می‌شود که حجم سیال عبوری مستقیما متناسب با سطح مقطع و سرعت سیال است.

همچنین، جریان جرمی با چگالی و حجم سیال نیز نسبت مستقیم دارد. پس این مقیاس هیدرولیک اندازه‌گیری‌شده بر روی مصرف‌سنج یا درجه‌ی روی دبی‌سنج هیدرولیک نمایش داده می‌شود. تمام فلومترهای استاندارد روغنی هیدرولیک از جریان یک طرفه پشتیبانی می‌کنند اما گزینه‌های بای‌پس جریان نیز در دسترس هستند. انتخاب دبی‌سنج هیدرولیک کار دشواری است. انتخاب نادرست باعث ایجاد خطا در نتایج می‌شود. فاکتورهایی که برای انتخاب فلومترهای هیدرولیکی باید در نظر گرفته شوند شامل این موارد می‌شود:

ویژگی‌های سیال هیدرولیک
وضعیت عملکرد سیستم هیدرولیک
نیاز به اندازه‌گیری جریان
میزان دقت مورد نیاز
اثر سیال بر فلومتر و برعکس
بودجه

فلومتر جرمی گاز (Mass Gas Flow Meter)

فلومتر جرمی گاز یا دبی‌سنج کوریولیس، بر اساس اثر کوریولیس، مکانیک حرکت، عمل می‌کند. هنگامی که سیال وارد سنسور می‌شود، شکافته شده و لوله‌های سنسور نوسان می‌کنند و یک موج سینوسی ایجاد می‌شود. تاخیر زمانی بین نوسان دو لوله باعث ایجاد دبی جرمی می‌شود. از این دستگاه برای تست نشت گاز و اندازه‌گیری جریان کم استفاده می‌شود.

فلومتر کانال باز (Open Channel Flow Meters)

فلومترهای کانال باز، برای اندازه‌گیری جریان مایعاتی استفاده می‌شوند که در نقطه‌ای از مسیر اندازه‌گیری جریان به اتمسفر باز هستند. مایع ممکن است کامل در فضای باز باشد و یا در یک لوله‌ی بسته باشد که پر از مایع نیست و تنها در نقطه‌ی نصب فلومتر به اتمسفر باز است. صرف‌نظر از اینکه از کدام نوع تکنیک‌های اندازه‌گیری جریان کانال باز استفاده می‌شود، اندازه‌گیری سطح باید در ترکیب با اندازه‌گیری سرعت باشد و یک رایانه‌ی جریان باز با استفاده از معادله‌ی مانینگ (manning equation) جریان کانال باز برای محاسبه‌ی نرخ جریان واقعی هر کانال خیس شده (لوله‌ها، نهرها و غیره) استفاده شود.

پایش جریان کانال باز یک تکنیک قدیمی برای اندازه‌گیری نرخ جریان آب در کانال‌های آبیاری، نهرها و سیستم‌های آب رگباری است. این متد همچنین در پردازش فاضلاب برای نظارت بر تخلیه‌ی پس‌آب نیز استفاده می‌شود. در اکثر کاربردهای فلومترهای کانال باز، از سرریزها و فلوم‌ها استفاده می‌شود. سرریزها و کاریزها جریان را در یک سطح مقطع شناخته‌شده متمرکز می‌کنند و خوانش دقیق سطح را به نرخ جریان دقیق مرتبط می‌کنند. ارتفاع آب در کانال که از روی سرریز یا کاریز عبور می‌کند، به طور مستقیم با سرعت جریان مرتبط است.

فلومترهای فنری و پیستونی

این فلومتر جریان حلقوی را از طریق یک اوریفیس که توسط یک قیف مخروطی و پیستون تشکیل می‌شود، اندازه‌گیری می‌کند. مقیاس‌ها بر اساس گرانش سیالات است (روغن 0.84 و آب 1.0). این دستگاه طراحی ساده‌ای دارد و جایگزینی برای روتامترها است؛ زیرا می‌توان آن را به راحتی برای انتقال سیگنال‌های الکتریکی نصب کرد.

مرحله‌ی اصلی برای انتخاب فلومتر مناسب

دانستن اینکه داده‌های نرخ جریان پیوسته یا کلی خواهند بود، اولین قدم برای انتخاب فلومتر یا سنسور مناسب است. همچنین باید بدانید آیا اطلاعات داده شده از راه دور ارسال می‌شود یا به صورت محلی. اگر به صورت محلی انجام می‌شود، دیجیتالی است یا آنالوگ و یا به اشتراک گذاشته می‌شود. اگر قرار است به اشتراک گذاشته شود، حداقل و حداکثر فرکانس بروزرسانی داده‌ی مورد نیاز چقدر خواهد بود. هنگامی که به همه‌ی اینها پرداخته شد، آنچه در ادامه می‌آید ارزیابی خواص جریان سیال است. سیستم لوله‌کشی که سیال از آن عبور می‌کند نیز باید ذکر شود. این کار به صورت سازماندهی‌شده با ایجاد فرم‌هایی انجام می‌شود که این نوع داده‌ها در هر کاربرد باید وارد شود.

ویژگی‌های سیال و جریان

سیالات با فشار، رسانایی، دما، چگالی (یا گرانی ویژه)، افت فشار مجاز، ویسکوزته و فشار بخار در حداکثر دمای عملیاتی، توصیف می‌شوند. همه‌ی این فرم‌ها یک سیال خاص را تعریف می‌کنند که قرار است توسط جریان‌سنج، اندازه‌گیری شود. جنبه‌ی دیگری که باید بیان شود این است که این سیالات چگونه با یکدیگر تعامل دارند و یا با یکدیگر متفاوت هستند. علاوه بر این، تمام اطلاعات مربوط به سمّیت و ایمنی باید شناخته شود. جزئیات داده‌های مربوط به وجود حباب در سیّال و غیره نیز باید شناخته شود. وجود مواد جامد در سیال و اندازه‌ی ذرات، ساینده یا نرم بودن و غیره نیز باید ذکر شود.