فلومتر چیست؟

فلومتر چیست؟

فلومتر یک دستگاه اندازه گیری دبی است که برای تعیین جرم خطی یا غیرخطی و جریان حجمی مایع یا گاز استفاده می شود. نام های بسیاری از فلومترها شامل فلومتر، فلومتر، همچنین به عنوان نشانگرهای جریان، سنسورهای مایع یا سنسورهای نرخ جریان بسته به کاربرد صنعتی آنها، برای افزایش دقت، دقت و وضوح اندازه گیری سیال طراحی شده اند. آنها کارایی را بهبود می بخشند، به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند، کاربر پسند هستند و تطبیق پذیری و دوام را ارائه می دهند.

فلومترها می توانند حجم، سرعت یا جرم یک مایع یا گاز را اندازه گیری کنند. آنها از محاسبات مختلف برای ارائه داده هایی در مورد جریان جرم، فشار مطلق، فشار دیفرانسیل، ویسکوزیته و دما استفاده می کنند که سپس می تواند برای تعیین نرخ جریان استفاده شود. نرخ جریان با ضرب سرعت (v) در سطح مقطع (A) محاسبه می‌شود که به صورت Q = v \times AQ=v×A بیان می‌شود و QQ بر حسب متر مکعب در ثانیه (m³/s) اندازه‌گیری می‌شود. جریان جرمی با استفاده از فرمول \dot{m} = Q \times \rhom=Q×ρ تعیین می‌شود، که در آن QQ نرخ جریان و \rhoρ چگالی جرم است. اندازه گیری جرم به ویژه برای گازها، واکنش های شیمیایی و فرآیندهای احتراق مهم است.

هدف یک فلومتر اندازه گیری مقدار موادی است که در یک دوره مشخص از آن عبور می کند. تراکم پذیری گازها و تغییر حجم آنها در شرایط مختلف مانند فشار، دما یا سرمایش بر اندازه گیری تأثیر می گذارد. این تنوع بر انتخاب دبی متر برای نرخ جریان گاز تأثیر می گذارد. نرخ جریان گاز را می توان در واحدهای مختلفی اندازه گیری کرد، از جمله متر مکعب در ساعت (m³/h)، متر مکعب در ثانیه (m³/s)، هزار متر مکعب استاندارد در ساعت (kscm/h)، خطی فوت خطی در دقیقه (LFM)، یا میلیون فوت مکعب استاندارد در روز (MMSCFD).

اندازه گیری دبی مایع بسته به کاربرد و صنعت متفاوت است. واحدهای متداول شامل گالن در دقیقه، لیتر در ثانیه، لیتر بر متر مربع در ساعت، بوشل در دقیقه و متر مکعب در ثانیه (cumecs) است. در اقیانوس شناسی از واحد تخصصی به نام حجم حمل و نقل که بر حسب Sverdrups (Sv) اندازه گیری می شود، استفاده می شود.

انواع فلومتر

کنترل جریان در بسیاری از کاربردهای صنعتی بسیار مهم است و نیاز به طیف متنوعی از فلومترهای متناسب با نیازهای خاص دارد. فلومتر برای اندازه گیری مواد مختلف از جمله آب، نفت، گاز طبیعی و بخار استفاده می شود. در حالی که این کنتورها عملکرد اساسی یکسانی را انجام می دهند، بسته به ماده مورد اندازه گیری متفاوت عمل می کنند.

اگرچه همه فلومترها عملکرد اصلی یکسانی را انجام می دهند، اما هر نوع برای برآورده کردن نیازهای کاربردی خاص طراحی شده است. دو دسته اصلی دبی سنج ها دبی سنج های حجمی و دبی سنج های جرمی هستند. فلومترهای حجمی حجم سیال را اندازه گیری می کنند، در حالی که فلومترهای جرمی جرم را اندازه گیری می کنند. دبی حجمی را می توان تحت تأثیر دما و فشار قرار داد، در حالی که دبی جرمی تحت تأثیر چگالی سیال است. انواع مختلف دبی سنج ها شامل فشار دیفرانسیل، سرعت و غیره است. جابجایی مثبت، دبی جرمی و جریان سنج کانال باز.

فلومترهای حجمی

دبی سنج های حجمی به صورت خطی عمل می کنند و با ارزیابی سرعت سیال، جریان را اندازه گیری می کنند. برخلاف کنتورهای جریان جرمی، نسبت به تغییرات ویسکوزیته حساسیت کمتری دارند و معمولاً مستقیماً به خطوط لوله متصل می شوند. انواع دبی سنج های حجمی شامل دبی سنج های جابجایی مثبت، دبی سنج های توربین، دبی سنج های الکترومغناطیسی، دبی سنج های اولتراسونیک و دبی سنج های گردابی می باشد.

دبی سنج های فشار دیفرانسیل (DP).

دبی سنج فشار دیفرانسیل از معادله برنولی استفاده می کند که نشان می دهد با کاهش فشار سرعت سیال افزایش می یابد. برای اندازه‌گیری جریان، این مترها یک انقباض یا انسداد در داخل لوله ایجاد می‌کنند و باعث ایجاد افت فشار در سراسر جریان می‌شوند. با افزایش سرعت جریان، افت فشار نیز افزایش می‌یابد که این افت متناسب با مجذور دبی است.

در دبی سنج فشار دیفرانسیل، سنسورهای فشار قبل و بعد از انقباض قرار می گیرند تا دبی جریان را به دقت اندازه گیری کنند. انقباض انرژی جنبشی جریان را تغییر می دهد، که سپس توسط یک سنسور دوم شناسایی می شود. فلومترهای فشار دیفرانسیل اغلب از یک لوله ونتوری برای منقبض و کند کردن جریان استفاده می کنند. انواع فرعی رایج دبی سنج های فشار دیفرانسیل عبارتند از صفحات روزنه ای، نازل های جریان، فلومترهای ونتوری و روتامترها.

سیستم‌های فلومتر صفحه اوریفیس – در دبی‌سنج صفحه‌ای اوریفیس، یک مایع یا گاز از یک صفحه دارای روزنه عبور می‌کند و افت فشاری ایجاد می‌کند که با نرخ جریان و فشار دیفرانسیل بین ورودی و خروجی تغییر می‌کند. فلومترهای صفحه اوریفیس می توانند از نوع تک محفظه ای، دو محفظه ای یا دوبلوک و بلید باشند.

ونتوری متر – فلومتر Venturi با باریک کردن سطح مقطع جریان با یک لوله Venturi، میزان جریان را اندازه گیری می کند و اختلاف فشار ایجاد می کند. این افت فشار که توسط یک سنسور فشار تفاضلی تشخیص داده می شود، برای تعیین میزان جریان استفاده می شود. متر ونتوری از دو اندازه گیری فشار و یک اندازه گیری دما برای محاسبه جریان استفاده می کند. اولین اندازه گیری فشار در بالادست برای محاسبات چگالی انجام می شود، در حالی که دومین اندازه گیری در گلوی لوله Venturi انجام می شود. خوانش دما نیز در بالادست گرفته می شود تا از اختلال در مشخصات جریان جلوگیری شود.

روتامتر – روتامتر یک دبی سنج مکانیکی است که شامل یک لوله مخروطی عمودی با یک شناور متحرک است که به گونه ای نصب شده است که شناور بتواند از طریق لوله برای اندازه گیری سرعت جریان بالا برود. مخروطی لوله در پایین کوچکتر است و به سمت بالا منبسط می شود و دارای درجه بندی های مقیاس روی لوله است. هنگامی که جریان وجود ندارد، شناور در پایین لوله قرار می گیرد. همانطور که جریان سیال افزایش می یابد، شناور بالا می رود تا زمانی که به تعادل برسد تا نرخ جریان را نشان دهد.

سرعت سنج جریان

دبی سنج های سرعت، دبی سنج های حجمی هستند که برای محاسبه دبی با محاسبه سرعت جریان با استفاده از حسگرهایی که در امتداد جریان قرار دارند، استفاده می شود. دقت جریان سنج های سرعت به چگالی، سطح مقطع لوله کشی و سرعت ثابت باقی مانده سیال بستگی دارد. هر نوع وسیله ای که بتواند به طور مستقیم سرعت سیال را اندازه گیری کند، می تواند دبی حجمی سیال را در لوله ای که سطح مقطع مشخصی دارد اندازه گیری کند. انواع دبی سنج های سرعت شامل فلومترهای توربین و ورتکس می باشد.

فلومتر لوله پیتوت

– یک فلومتر لوله پیتوت دارای دو لوله برای اندازه گیری فشار سیال است که اختلاف فشار در لوله ها متناسب با سرعت جریان است. یک لوله فشار ضربه را اندازه گیری می کند در حالی که لوله دیگر فشار استاتیک را اندازه گیری می کند. لوله ها به صورت جداگانه یا در یک محفظه به صورت یک واحد نصب می شوند و در زاویه قائم نسبت به جریان قرار دارند.

لوله فشار کل ضربه L شکل با دهانه ای است که رو به جریان است. فشار لوله استاتیک، فشار عملیاتی لوله در بالادست از کل لوله ضربه و در زوایای قائم نسبت به جریان است. فشار دینامیکی اختلاف بین فشار کل و فشار استاتیکی لوله‌ها متناسب با ضریب ثابتی از ابعاد و چگالی است. با افزایش سرعت، پروفیل در لوله از حالت کشیده به متلاطم یا مسطح تغییر می کند.

فلومترهای کالریمتری

– فلومترهای کالریمتری که به عنوان نمایشگرهای جریان حرارتی نیز شناخته می شوند، از اصل کالریمتری استفاده می کنند که بیان می کند که یک محیط جریان انرژی گرما را جذب کرده و آن را با خود می برد. یک سنسور برای فلومتر گرم می شود. همانطور که جریان از سنسور گرم شده عبور می کند، سنسور را خنک می کند. سنسور دوم دمای محیط را پس از جذب گرما از سنسور گرم شده اندازه گیری می کند. میزان جریان با اختلاف دمای دو سنسور تعیین می شود. زمانی که اختلاف بین سنسورها بسیار کم باشد، سرعت جریان بیشتر می شود.

دبی سنج توربین

– دبی سنج توربین از چرخش مکانیکی روتوری استفاده می کند که در جریان قرار می گیرد تا سرعت جریان را با چرخش روتور متناسب با سرعت جریان تعیین کند. آنها با مایعات تمیز و چسبناک استفاده می شوند و دقت 0.5٪ دارند.

دبی سنج های توربین به عنوان فلومترهای پره ای دوار طبقه بندی می شوند که شامل فلومترهای چرخ دستی و فلومترهای چرخ پلتون می شوند که هر نسخه از روتور شکل متفاوتی دارد. روتور زاویه دار، پیچ خورده یا تیغه ای موازی با جریان است و مستقیماً روی آن قرار دارد. همانطور که جریان در لوله حرکت می کند، توربین می چرخد ​​که حرکت آن به صورت الکترونیکی توسط یک پیکاپ مغناطیسی تشخیص داده می شود. فرکانس خروجی از پیکاپ مستقیما استفاده می شود یا به سیگنال آنالوگ تبدیل می شود.

فلومترهای الکترومغناطیسی

– جریان سنج های الکترومغناطیسی که به نام های ماگ متر، الکترومگ متر و جریان سنج مغناطیسی نیز شناخته می شوند، از القای الکترومغناطیسی برای اندازه گیری سرعت مایع استفاده می کنند. با جریان سنج الکترومغناطیسی، الکترودهایی در جریان قرار می گیرند که میدان مغناطیسی ایجاد می کنند و ولتاژ جریان را هنگام عبور از الکترودها می خوانند. اصل جریان سنج های الکترومغناطیسی بر اساس قانون فارادی است که بیان می کند رسانایی که در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند سیگنال الکتریکی تولید می کند که متناسب با سرعت جریان است. همانطور که یک سیال از طریق میدان مغناطیسی الکترودها جریان می یابد، ذرات رسانا در سیال ولتاژ میدان مغناطیسی را تغییر می دهند. تغییر ولتاژ برای اندازه گیری و محاسبه سرعت جریان استفاده می شود.

دبی سنج های گردابی

– جریان سنج های گردابی سرعت سیال را با استفاده از اثر فون کارمان اندازه گیری می کنند، که بیان می کند وقتی جریانی از بدنه ای عبور می کند، الگویی از نذرهای چرخشی تولید می شود. در دبی سنج گردابی، یک میله خرد کن در جریان قرار می گیرد که باعث جدا شدن سیال و ایجاد فشار یا گرداب های متناوب دیفرانسیل در سمت پشت میله می شود. گرداب ها باعث می شوند حسگر با فرکانس متناسب با سرعت سیال نوسان کند. عنصر حسگر نرخ نوسان را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که به قرائت سرعت تبدیل می شود.

فلومتر التراسونیک

– یک فلومتر اولتراسونیک با ارسال امواج اولتراسونیک در سراسر جریان در جهت جریان و در جهت مخالف جریان، سرعت سیال را اندازه گیری می کند. امواج اولتراسونیک و سرعت جریان برای محاسبه سرعت جریان ترکیب می شوند. ساختار یک فلومتر اولتراسونیک شامل دو فرستنده و دو گیرنده است که یکی از هر کدام در دو طرف لوله در فاصله اندازه گیری شده از یکدیگر قرار دارد.

با جریان سنج اولتراسونیک، امواج صوتی با استفاده از مبدل هایی که تماس مستقیم با جریان دارند یا از گیره روی مبدل هایی که به قسمت بیرونی لوله متصل هستند، به جریان ارسال می شود. انفجارهای متناوب اولتراسوند برای تعیین زمان لازم برای حرکت صدا بین مبدل ها اندازه گیری می شود. تفاوت در زمان های عبور متناسب با سرعت جریان است.

دو نوع فلومتر اولتراسونیک، فلومترهای خطی و گیره ای هستند. مترهای التراسونیک درون خطی نوع درج شده با دو مجموعه مبدل اولتراسونیک هستند که در مقابل یکدیگر قرار گرفته اند. فلومتر التراسونیک گیره دار به قسمت بیرونی لوله متصل می شود.

فلومترهای هیدرولیک

– اصطلاح فلومتر هیدرولیک یک اصطلاح عمومی است که به دبی سنج هایی اشاره دارد که جریان سیال هیدرولیک را اندازه گیری و نظارت می کنند. انواع مختلفی از دبی سنج ها برای نظارت بر سیال هیدرولیک به دلیل ویسکوزیته و دبی متفاوت هر نوع سیال هیدرولیک استفاده می شود. آنها از مواد ارتجاعی ساخته شده اند که قادر به مقاومت در برابر استرس و فشار ناشی از سیالات هیدرولیک هستند.

قسمت های اصلی یک فلومتر هیدرولیک یک مبدل و فرستنده است که در نقاط مختلف در امتداد خط هیدرولیک قرار می گیرند. مبدل سرعت مایع را اندازه گیری می کند و سطح جریان را محاسبه می کند. حرکت جریان را از طریق خط حس می کند و سیگنالی را به فرستنده می فرستد. سه نوع دبی سنج هیدرولیکی عبارتند از: روزنه ای، دنده ای و توربین. دبی سنج های هیدرولیک به تعیین میزان کارآمد و موثر سیستم هیدرولیک کمک می کند و در مورد هر گونه مشکل هشدار می دهد.

جریان سنج هوا

– جریان سنج هوا سرعت و فشار هوا را اندازه گیری می کند. شکل های جریان سنج هوا عبارتند از: سیم داغ، سیم سرد، گرداب، ممبران، آرام، پره، بادسنج فنجانی و پیتوت. آنها دبی سنج هایی هستند که جریان جرمی هوا را اندازه گیری می کنند و برای اندازه گیری تاسیسات تهویه، فرآیندها و کاربردهای مختلف صنعتی استفاده می شوند. یکی از کاربردهای رایج دبی سنج ها در موتورهای خودرو برای تعیین نسبت هوا به سوخت مناسب است.

فلومتر جابجایی مثبت (PD)

فلومترهای جابجایی مثبت سیالات را از طریق یک سری چرخ دنده یا چرخ دنده در یک محفظه عبور می دهند. آنها یک نوع دبی سنج مکانیکی هستند که در آن سیالات اجزاء را در متر جابجا می کنند که برای اندازه گیری جریان استفاده می شود. آنها از محفظه ای تشکیل شده اند که در جریان قرار می گیرد که حرکت سیال را مسدود می کند. در محفظه مکانیزم های چرخشی وجود دارد که اجازه عبور مقدار ثابتی از یک سیال را می دهد. تعداد مقادیر ثابتی که از محفظه عبور می‌کنند به تعیین حجم سیال با سرعتی که مکانیسم در آن تبدیل می‌شود، به عنوان نرخ جریان کمک می‌کند. دبی سنج های جابجایی مثبت برای اندازه گیری زمانی که لوله مستقیم در دسترس نیست یا به عنوان جایگزینی برای سنسورهای جریان توربین و سنسورهای چرخ پدال هنگامی که تلاطم بیش از حد در جریان وجود دارد استفاده می شود.

بر خلاف جریان سنج های جابجایی مثبت نوع دنده ای، فلومترهای پیچی دارای مجموعه ای از پیچ ها به نام دوک هستند که با عبور سیال از یک سر محفظه به انتهای دیگر محفظه می چرخند. چرخش پیچ ها توسط سیال باعث افت فشار می شود. چرخش پیچ توسط یک سنسور ثبت می‌شود تا اندازه‌گیری را ارائه دهد که بر اساس سرعت جریان، ویسکوزیته سیال و اندازه محفظه تعیین می‌شود.

انواع دیگر دبی سنج های جابجایی مثبت شامل دنده بیضی، چرخ دنده مارپیچ، دیسک nutating، پره دوار و دیافراگم است. استفاده رایج از فلومترهای جابجایی مثبت به دلیل دقت و توانایی آنها در اندازه گیری رسانه های چسبناک، کثیف و خورنده است. یکی از مسائل مربوط به اندازه گیری دبی سنج های جابجایی مثبت، افت فشار است.

جریان سنج جرمی

در حالی که فلومترهای حجمی سرعت جریان گازها و مایعات را اندازه گیری می کنند، دبی سنج های جرمی با اندازه گیری انتقال همرفتی گرما بر روی سطح جریان با استفاده از سنسورهای دما در جریان یا متصل به لوله، نرخ جریان را تعیین می کنند. آنها دستگاه های اندازه گیری مستقیم هستند که قادر به اندازه گیری طیف گسترده ای از دماها با دقت و دقت هستند. جریان سنج جرمی برای استفاده با انواع سیالات از جمله دوغاب و سایر مواد چسبناک، سیالات نارسانا و سایر سیالات جرمی با توجه به چگالی آنها مناسب است. دو نوع رایج دبی سنج جرمی کوریولیس و جرم حرارتی هستند.

یک فلومتر جرمی جرم سیال را با اینرسی آن هنگام عبور از لوله ارتعاشی مجهز به حسگرهای ورودی و خروجی اندازه می گیرد. ارتعاش لوله باعث ایجاد نوسان متناسب با جرم سیال می شود. اصل جریان سنج جرمی مبتنی بر اثر کوریولیس است که بیان می‌کند هر جسمی که روی سطح زمین حرکت می‌کند، به دلیل چرخش زمین، تمایل دارد از مسیر خود به طرفین منحرف شود. حرکت لوله‌ها هنگام عبور سیالات به هم می‌پیچد که نشان‌دهنده رانش جانبی ناشی از چرخش زمین است.

فلومتر جرمی حرارتی

– فلومتر جرمی حرارتی از اصل پراکندگی حرارتی، که نرخ گرمای جذب شده توسط یک سیال است، برای اندازه گیری جریان جرم استفاده می کند. آنها دارای دو سنسور دما هستند که یک سنسور عنصر گرمایش و دیگری عنصر حسگر است. همانطور که جریان عبور می کند، عنصر گرمایش توسط جریان خنک می شود که توسط عنصر حسگر تشخیص داده می شود. حذف گرما از المنت حرارتی متناسب با دبی جرمی است.

دبی سنج های کوریولیس

– دبی سنج های کوریولیس بر اساس اصل کوریولیس کار می کنند که بیان می کند یک جرم متحرک در یک سیستم دوار نیرویی را تجربه می کند که عمود بر حرکت و محور چرخش عمل می کند. هنگامی که یک سیال در یک لوله در حال جریان است، شتاب کوریولیس را از ورود چرخش در لوله تجربه می کند. نیروی ایجاد شده توسط اثر اینرسی کوریولیس، نرخ جریان سیال است. نیروی اینرسی ایجاد شده در زوایای قائم با جهت جریان است که توسط یک فلومتر کوریولیس برای اندازه گیری جرم و تعیین سرعت جریان استفاده می شود.

هنگامی که یک مایع یا گاز از طریق یک لوله یا لوله‌های یک فلومتر کوریولیس جریان می‌یابد، یک محرک لوله را به ارتعاش در می‌آورد که به طور مصنوعی باعث شتاب کوریولیس در جریان می‌شود که نیروی پیچشی ایجاد می‌کند که باعث تغییر فاز می‌شود. مقدار نیروی پیچش متناسب با جرمی است که یک متر برای اندازه گیری جریان جرم با تشخیص تکانه زاویه ای استفاده می کند. فلومتر Coriolis می تواند دبی جریان را در جهت رو به جلو یا معکوس اندازه گیری کند و برای تست نشت و اندازه گیری جریان کم استفاده می شود.

فلومترهای کانال باز

فلومترهای کانال باز – فلومترهای کانال باز، دبی سنج های غیر تماسی هستند که از سنسورهای سطح استفاده می کنند که سطح یک مایع، معمولاً آب، را در کانال، فلوم، سرریز یا لوله نیمه پر شده تشخیص می دهند. دبی جریان با استفاده از سطح مایع و حجم آن و معادله مانینگ تعیین می شود که برای محاسبه دبی نیاز به جریان یکنواخت با شیب پایین و شیب سطح یکسان است. یک عامل کلیدی در استفاده از معادله مانینگ، زبری یا اصطکاک است که توسط کانال بر روی جریان اعمال می‌شود که از جدول محاسبه یا گرفته می‌شود. سرعت جریان (Q) برابر است با سرعت (v) جریان ضرب در مساحت جریان (A) که همگی برابر با ضریب زبری محاسبه شده ضرب در شعاع هیدرولیکی (R)، مساحت (A) و ریشه دوم شیب (⅔ √S) هستند.

دبی سنج فنری و پیستونی

دبی سنج فنری و پیستونی یک جریان سنج با دید آسان است که از پیستون و فنر برای محاسبه دبی استفاده می کند. با ورود جریان به دبی سنج، دیفرانسیل فشاری ایجاد می کند که پیستون را در مقابل فنر حرکت می دهد که به نسبت مستقیم با سرعت جریان حرکت می کند. نرخ جریان به همان روش روتامتر مشاهده می شود و دارای یک خط نشانگر قرمز رنگ روی پیستون است که در امتداد یک مقیاس عددی از پیش کالیبره شده حرکت می کند که بر روی یک بخش شفاف از بدنه فلومتر نصب شده است.

فلومترهای فنری و پیستونی جریان حلقوی را اندازه گیری می کنند که نوعی جریان سیال است که در مرکز لوله سبک تر و در امتداد دیواره های لوله سنگین تر است. مقیاس برای دبی سنج فنری و پیستونی بر اساس گرانش سیالات با روغن 0.84 و آب 1.0 است. دبی سنج های فنری و پیستونی، مانند روتامترها، طراحی ساده ای دارند و جایگزینی برای روتامترها هستند، زیرا می توانند برای انتقال سیگنال های الکتریکی پیکربندی شوند.

فلومترهای دیجیتال

فلومترهای دیجیتالی جریان سنج هایی با تکنولوژی بالا هستند که دارای چهار جزء هستند که مانند سنسور عمل می کنند. شامل بادسنج ها، ترمیستورها و مبدل های گیج فشار هستند که همگی با جریان تماس مستقیم دارند و جریان جرمی، دمای گاز و فشار گاز/بازگشت را اندازه گیری می کنند. یک سنسور خارجی یک فلومتر دیجیتال، مبدل فشار مطلق است که فشار را بدون تأثیر فشار اتمسفر نشان می دهد.

بادسنج ها سرعت و سرعت باد و حرکت جریان های گاز را اندازه گیری می کنند که بادسنج های سیم داغ رایج ترین آنها هستند. سیم های بادسنج تا دمای ثابت گرم می شوند و در معرض جریان جریان قرار می گیرند. آنها مقدار جریانی را که برای حفظ دمای ثابت سیم‌ها لازم است و میزان تلفات حرارتی ناشی از جریان را اندازه‌گیری می‌کنند.

ترمیستور با استفاده از مقاومت های الکتریکی که مقاومتی وابسته به دما دارند، نوسانات دما را نظارت و کنترل می کند. آنها به عنوان محدود کننده جریان هجومی، محافظ جریان اضافه یا سنسور دما استفاده می شوند.

• مبدل های فشار گیج مقایسه ای بین فشار در سیستم و فشار محیط ارائه می دهند. تشخیص تفاوت بین فشارها به جلوگیری از آسیب به سیستم کمک می کند که ممکن است در اثر مقادیر بیش از حد گاز و فشار برگشتی ایجاد شود. 

مبدل های فشار مطلق خوانش هایی را تولید می کنند که تحت تأثیر فشار محیط قرار نمی گیرند. آنها مهر و موم شده و از جریان مواد خارج می شوند، که به آنها اجازه می دهد از خلاء به عنوان مرجع و نقطه صفر استفاده کنند.

قرائت هایی که توسط چهار سنسور یک فلومتر دیجیتال جمع آوری می شوند، جریان جرمی را اندازه گیری می کنند که با توجه به چگالی جریان و فشار برگشتی سیستم به جریان حجمی تبدیل می شود.

جریان سنج آب

انواع مختلفی از کنتورهای جریان آب وجود دارد که هر کدام برای پاسخگویی به نیازهای یک برنامه کاربردی، الزامات نگهداری و هزینه طراحی شده اند. آنها حجم دوغاب، آب و سیالات لوله بسته را اندازه گیری می کنند. انواع دبی سنج های آب شامل دبی سنج های مکانیکی، دبی سنج های گردابی، دبی سنج های اولتراسونیک و دبی سنج های مغناطیسی با دبی سنج های مکانیکی پرکاربردترین و مقرون به صرفه ترین هستند. هر نوع دبی سنج آب برای اندازه گیری، نظارت و کنترل جریان آب در لوله، شلنگ و سایر وسایل حمل و نقل طراحی شده است.

فلومترهای آب بر اساس اصول مشابه سایر جریان سنج ها عمل می کنند اما برای اندازه گیری جریان آب طراحی شده اند. آنها زیرمجموعه و شکل خاصی از فلومتر هستند که فقط با آب کار می کنند، اگرچه برخی از فلومترها دبی سنج آب هستند اما قابلیت اندازه گیری مایعات و گازهای دیگر را دارند.

جریان سنج سوخت

فلومترهای سوخت، مقدار سیال در حال انتقال را با استفاده از یک نمایشگر بصری دیجیتال یا مکانیکی اندازه گیری می کنند تا نشان دهند که چه مقدار سوخت طی یک تراکنش منتقل شده است. انواع مختلفی از فلومتر وجود دارد که برای نظارت بر انتقال سوخت استفاده می شود. نحوه تکمیل اندازه گیری در انواع مختلف متفاوت است.

دبی سنج دیسکی دارای دیسکی است که سوخت با ورود به دبی سنج با آن تماس پیدا می کند. هنگام عبور سوخت، دیسک در امتداد محور عمودی خود به جلو و عقب حرکت می کند. حرکت عقب و جلو دیسک نشان دهنده مقدار مایعی است که از طریق متر منتقل می شود.

انتخاب فلومتر

یکی از ملاحظات در مورد استفاده از دبی سنج، نوع دبی است که می تواند کانال باز یا مجرای بسته باشد. جریان کانال باز به جو باز است و یک کانال، سرریز یا فلوم است در حالی که جریان مجرای بسته در یک لوله یا لوله است. ویژگی های مختلفی وجود دارد که باید هنگام تعیین کارایی یک فلومتر ارزیابی شوند. نظارت از راه دور، انواع داده ها و تعداد دفعات جمع آوری تعدادی از این عوامل هستند.

با معرفی فلومترهای جدید و پیشرفته تر به بازار، فناوری فلومترها به طور مداوم در حال پیشرفت است. کاربردهای هر نوع فلومتر منحصر به فرد است و قیمت کمترین فاکتور در فرآیند انتخاب است.

مهمترین فاکتور های انتخاب فلومتر

فرآیند

دلیل انتخاب فلومتر به دلیل کاربردی است که برای آن استفاده خواهد شد. در طی ارزیابی یک فرآیند، مشخص شده است که یک فلومتر برای ایمنی، نظارت و کنترل یک جریان مورد نیاز است. این دانش نشان می دهد که مهندسان و طراحان تمام جزئیات یک فرآیند را برای تعیین محل قرار دادن یک فلومتر مطالعه کرده اند. آنچه ممکن است در ارزیابی آنها نادیده گرفته شود، درک مسائل مربوط به نگهداری، کالیبراسیون و دسترسی به فلومتر است که ملاحظات ضروری به عنوان بخشی از فرآیند انتخاب است.

ویژگی های جریان

درک فشار، دما، افت فشار مجاز، چگالی یا وزن مخصوص، رسانایی، ویسکوزیته و فشار بخار جریان که به صورت یک قرائت نمایش داده می شوند، مهم است. فلومتر سمیت، حباب ها، وجود مواد ساینده و کیفیت انتقال یک ماده را برای اطمینان از ایمنی کارگران و تجهیزات کنترل می کند. با جریان گاز، چگالی گاز با تغییر فشار و دما تغییر می کند، فاکتورهای رایج یک جریان سنج گاز که برای اطمینان از دقت باید به دقت نظارت شود.

رسانه ها

مهم ترین نکته در انتخاب یک فلومتر، رسانه ای است که باید اندازه گیری شود، که می تواند از نظر رسانایی، دما، فشار و ویسکوزیته متفاوت باشد. عوامل اضافی تمیز یا کثیف بودن رسانه است زیرا فلومترهای خاصی قادر به مقاومت در برابر ضربه این رسانه ها نیستند. مهندسان و طراحان معمولاً درک روشنی از رسانه ای دارند که از داده های جمع آوری شده در ماتریس آنها منتقل می شود.

به عنوان مثال، یک فلومتر پروانه ای معمولاً برای اندازه گیری جریان آب آشامیدنی استفاده می شود، اما قادر به اندازه گیری جریان آبی که دارای ماسه، خاک، آهن یا حاوی آلاینده است، نیست. کنتورهای مغناطیسی برای اندازه گیری مواد رسانا ایده آل هستند و هیچ قسمت متحرکی برای خوردگی یا شکستگی ندارند.

اندازه گیری جریان

فرآیند اندازه‌گیری جریان، روشی برای تعیین کمیت دبی یک محیط است و بر اساس دینامیک سیال یا ویژگی‌های سیال، مانند خواص حرارتی، صوتی و الکترومغناطیسی است. دبی جریان مستقیماً با استفاده از دبی سنج مکانیکی یا غیر مستقیم محاسبه می شود. خواص فیزیکی مختلف گازها و سیالات مستلزم آن است که آنها به طور جداگانه با استفاده از روش های مختلف اندازه گیری جریان با تمایز بین اندازه گیری جریان حجمی و اندازه گیری جریان جرمی اندازه گیری شوند.

گاز

گازها دارای پیوندهای بین مولکولی ضعیفی هستند که باعث می شود چگالی آنها تحت تأثیر تغییرات دما و فشار قرار گیرد که بر اندازه گیری حجمی آنها تأثیر می گذارد و برای اطمینان از قرائت دقیق نیاز به تنظیمات و جبران در یک جریان سنج گاز دارد. با فلومترهای جرمی گاز، جبران نیازی نیست.

مایع

انواع اندازه گیری مایعات بسته به کاربرد و صنعت متفاوت است و گالن در دقیقه، لیتر در ثانیه، بوشل در دقیقه و متر مکعب در ثانیه رایج ترین واحدهای اندازه گیری مورد استفاده هستند. در برخی شرایط، سرعت جریان مایعات را می توان بر حسب جریان انرژی بر حسب گیگاژول در ساعت یا BTU در روز اندازه گیری کرد.

فشار

هر جرمی برای حرکت به نیرو نیاز دارد که بخشی از قانون دوم حرکت نیوتن است. در مورد سیالات، در یک لوله محصور، نیرویی که برای حرکت مایع اعمال می شود فشار است. چگالی مایع مقدار فشار لازم را تعیین می کند که میزان جریان را نشان می دهد. هنگامی که یک فلومتر در حال اندازه گیری چگالی و فشار است، از آن داده ها برای محاسبه دبی استفاده می کند.

فشار جریان نیرویی است که بر حسب پوند بر اینچ مربع (PSI) یا کیلوپاسکال (KPa) اندازه گیری می شود. فشار بسته به نوع سیستم، اندازه لوله ها و نوع گاز یا مایع متفاوت است و با تغییر لوله ها، افزودن اتصالات و مکانیسم پمپاژ می تواند افزایش یا کاهش یابد.

دما

فلومترهای حرارتی از عناصر حسگر حرارتی استفاده می کنند که از مسیر جریان جدا شده اند. وقتی مایعات یا گازها از لوله عبور می کنند، گرمایی تولید می کنند که متناسب با سرعت جریان جرمی است. این نوع دبی سنج ها دارای سنسورهایی هستند که با ثبت دما از انتقال حرارتی که توسط جریان تولید می شود، دبی مایعات یا گازها را اندازه گیری می کنند. محدوده دمای معمولی -40 درجه فارنهایت تا 400 درجه فارنهایت (40- تا 204 درجه سانتیگراد) است. اندازه‌گیری جریان حرارتی، اندازه‌گیری مقدار گرمایی است که با عبور گاز یا مایع از سطح لوله منتقل می‌شود.

انتقال حرارت یکی از جنبه های رایج سیستم های لوله کشی است و بخشی ضروری از تجزیه و تحلیل جریان سیال و تعیین چگالی، ویسکوزیته و کشش سطحی سیال است. سه روشی که انتقال حرارت انجام می شود، همرفت، هدایت و تابش است. همرفت به انرژی گرمایی تولید شده از حرکت مایع یا گاز اشاره دارد. رسانایی تبادل گرما بین ماده و لوله است. تابش کمترین روش انتقال حرارت است و عمدتاً در خطوط گاز و نفت اتفاق می افتد. به انتقال گرما بین یک سطح گرم و یک سطح سرد اشاره دارد.

دو پیکربندی اساسی سنسورهای جریان حرارتی به استعداد سیال برای جذب انرژی حرارتی بستگی دارد که می تواند توسط یک جریان سنج حرارتی اندازه گیری شود. در روش المنت حرارتی، جریان سیال از المنت گرمایشی عبور می‌کند که به یک سنسور حرارتی متصل است، جایی که سیال گرما را از المنت گرمایشی جذب می‌کند. سنسور میزان جذب گرما را اندازه گیری می کند. سرعت سیال با مقدار انرژی جذب شده آن ارتباط مستقیم دارد.

با فرآیند تک عنصر گرمایش، المنت حرارتی برای حفظ دمای ثابت کار می کند. سیال گرما را از عنصر گرمایش جذب می کند که برای حفظ دمای ثابت خود به انرژی بیشتری نیاز دارد. جریان جرمی با مقدار انرژی مورد نیاز تعیین می شود.

مکان

محل دبی سنج عامل اصلی در ارائه داده های دقیق و قابل اعتماد است. بهترین فلومتر در صورت نصب نادرست نادرست خواهد بود. خطاها در نصب زمانی رخ می دهند که دبی سنج اشتباه به یک مکان، موقعیت یا جریان وارد شود. این تعیین می تواند به جریان سنج آسیب برساند، داده های نادرست تولید کند، ناامن باشد و به تجهیزات یا فرآیندها آسیب برساند.

فلومتر معمولاً روی یک لوله مستقیم نصب می شود تا از اختلالات جریان جلوگیری شود زیرا خم ها، شیرها، سه راهی ها و کاهنده ها خطاهای اندازه گیری جریان را ایجاد می کنند. هنگامی که لوله‌های مستقیم در دسترس نیستند، از تهویه‌کننده‌های جریان برای کاهش نادرستی‌ها استفاده می‌شود، با چند فلومتر انتخابی که می‌توانند در آن شرایط کار کنند.

اندازه لوله، مواد آن و جهت جریان بخش‌های ضروری فرآیند انتخاب هستند. در بیشتر موارد باید از جریان رو به پایین اجتناب کرد و برای اندازه گیری دقیق لوله باید پر باشد.

داده ها

نیاز به گزارش دهی بین برنامه ها متفاوت است و برخی از برنامه ها به گزارش جریان ثابت و مداوم و بازخوانی جریان نیاز دارند. داده‌های جریان‌سنج به سیستم کنترل نظارت و جمع‌آوری داده (SCADA) ارسال می‌شود که برای کنترل، نظارت و تجزیه و تحلیل داده‌ها و دستگاه‌های فلومتر استفاده می‌شود و می‌توان با استفاده از نرم‌افزار و سخت‌افزار ویژه طراحی شده، در محل یا از راه دور به آن دسترسی داشت. نوع خروجی در طول فرآیند انتخاب تعیین می شود و معمولاً 4 تا 20 میلی آمپر (mA) است.

طراحی

طراحی یک فلومتر با جمع آوری داده ها آغاز می شود که برای تعیین ابعاد، ضخامت، نیازمندی ها و سوراخ متر استفاده می شود. محاسبات جریان بر اساس شرایط جریان، خواص فیزیکی کنتور و نتایجی که شامل ضریب دبی، نسبت بتا، سرعت جریان، اختلاف فشار و افت فشار کل می‌شود، انجام می‌شود. تمام محاسبات مختلف پردازش شده و در نقشه طراحی مهندسی که برای ساخت یک فلومتر استفاده می شود، گنجانده شده است.

طراحی فلومترهای دیجیتال شامل بدنه فلومتر، مبدل ها و فرستنده هایی است که در یک ابزار واحد ترکیب شده اند. فلومترهای مثبت با سیگنالی که مستقیماً به نیروی گاز یا سیال متصل است، خروجی بیدرنگ دقیق و اندازه گیری های دقیق را ارائه می دهند. سیگنال خروجی به سیستم فلومتر یک توربین یا چرخ روتاتور، صفحه، کانال، نازل، لامینار و سیستم میز پایلوت متصل می شود.

فلومترهای پایه یا دبی سنج های مکانیکی برای ارائه خوانش با حرکت پیستون یا توربین که در یک لوله پلاستیکی شفاف به بالا یا پایین حرکت می کند، طراحی شده اند، جایی که در مقیاسی که روی دیواره های لوله قرار داده شده است، قرائت را ثبت می کند. آنها کمترین پیچیدگی را در میان دبی سنج ها دارند و سال هاست که برای ثبت دبی مورد استفاده قرار می گیرند.

فلومترها از صفحات فولادی ضد زنگ، برنج، آلومینیوم، PVC، PVDF و نایلون ساخته می شوند. طراحی آنها به ویسکوزیته ماده اندازه گیری شده، تمیزی جریان، فشار، دما و اندازه لوله بستگی دارد. اخیراً، فلومترها به صورت سفارشی ساخته می شوند تا نیازهای رسانه های منحصر به فرد و غیر معمول را برآورده کنند.

سوئیچ جریان در مقابل فلومتر

فلو سوئیچ ها و فلومترها در نحوه عملکرد و نظارت بر جریان رسانه متفاوت هستند. هدف اصلی دبی سنج ها ثبت و گزارش داده هایی است که برای تعیین دبی، جرم و سرعت جریان استفاده می شود. کاربران به طور مرتب قرائت ها را بررسی می کنند و جریان جریان را با استفاده از یک فلومتر کنترل می کنند.

فلو سوئیچ ها دستگاه های مکانیکی هستند که برای کنترل جریان هوا، بخار، گازها و مایعات استفاده می شوند. آنها پیام ها یا سیگنال هایی را به دستگاه دیگری مانند پمپ می فرستند تا به آن بگویند برای محافظت از سیستم در برابر آسیب، خاموش یا روشن شود و در مورد نیاز به حفاظت خنک کننده هشدار می دهند. سوئیچ های جریان به گونه ای تنظیم شده اند که بتوانند تعیین کنند که جریان بالاتر یا پایین تر از میزان از پیش تعیین شده یا نقطه تنظیم است که می تواند قابل تنظیم یا ثابت باشد. با رسیدن به نقطه تنظیم، یک مدار الکتریکی فعال می شود و تا زمانی که جریان از نقطه تنظیم پایین می آید فعال می ماند.

ساختار سوئیچ جریان

کلیدهای جریان برای ایجاد یا شکستن یک مدار الکتریکی ساخته شده اند و به گونه ای پیکربندی شده اند که به طور معمول باز (NO) یا به طور معمول بسته (NC) باشند که حالت های پیش فرض کلید هستند. با یک سوئیچ NO، مدار باز است تا زمانی که راه اندازی شود در حالی که یک سوئیچ NC تا زمانی که راه اندازی شود بسته است.

یک سوئیچ جریان از یک سیستم پارویی، آهنربای دائمی، کنتاکت نی و آهنربای دوم تشکیل شده است. جریان، پدال را که به یک آهنربای دائمی متصل به سوئیچ نی که بالای جریان و خارج از سیال است، هل می‌دهد. پارو همیشه به یک مدار الکترونیکی متصل است. هنگام عبور گاز یا سیال به سوییچ، پدل می چرخد ​​که سیگنالی را به دستگاه مبدلی مانند مبدل می فرستد که سیگنال را دریافت می کند و آن را به فرستنده ای می فرستد که قرائت می کند.

هنگامی که نرخ جریان به نقطه تنظیم رسید، مدار بسته یا باز می شود و پمپ را روشن یا خاموش می کند. در سناریویی دیگر، هنگامی که به نقطه تنظیم رسیده است، یک زنگ هشدار می تواند به صدا در آید و یک هشدار برای کاربران ارسال کند.

انواع سوئیچ جریان

سوئیچ های جریان پدال

سوئیچ های جریان پارویی دارای یک پدل لولایی یا فنری هستند که با رسانه تماس برقرار می کند. هنگامی که رسانه از آن عبور می کند، پارو در جای خود باقی می ماند. هنگامی که سرعت جریان تغییر می کند، پدل از نقطه تنظیم خود منحرف می شود و باعث پرتاب سوئیچ می شود.

سوئیچ جریان پیستون

بر خلاف یک سوئیچ جریان، در یک سوئیچ جریان پیستونی، یک پیستون به تغییر نرخ جریان واکنش نشان می دهد. حرکت آن یک سوئیچ نی را فعال می کند که نیاز به عمل دارد یا یک پمپ را فعال می کند تا زمانی که سرعت جریان افزایش یا کاهش یابد تا به نقطه تنظیم برسد.

سوئیچ های جریان منطقه متغیر

سوئیچ های جریان متغیر دارای یک لوله پلاستیکی، فلزی یا شیشه ای هستند که در داخل جریان شناور است. لوله با افزایش جریان حرکت می کند و تا رسیدن به نقطه تنظیم به شناور شدن ادامه می دهد. در آن زمان، یک سوئیچ فعال می شود که نیاز به اقدام و مداخله بیشتری دارد.

سوئیچ های جریان حرارتی

با یک سوئیچ جریان حرارتی، یک پروب گرم شده به لوله وارد می شود که شامل محفظه ای است که در خارج از لوله قرار دارد. همانطور که رسانه از پروب گرم شده عبور می کند و گرمای آن را پراکنده می کند، یک افت دما رخ می دهد که توسط الکترونیک موجود در سوئیچ برای ایجاد یک مقدار نقطه سوئیچ تبدیل می شود.

تعداد معدودی فلوسوئیچ های ذکر شده در بالا نمونه بسیار کوچکی از انواع بسیاری از فلو سوئیچ های موجود هستند و شامل انواعی برای سیستم های HVAC، سیستم های آتش نشانی، بویلرها، چیلرها، پمپ ها و جریان هوا می باشند. آنها یک وسیله ایمنی ایده آل هستند که می توانند کارایی و عملکرد انتقال و انتقال جریان را افزایش دهند.

نشانگرهای جریان

نشانگر جریان وسیله ای است که برای نشان دادن وجود جریان طراحی شده است. بر خلاف سوئیچ جریان یا فلومتر، نشانگرهای جریان داده یا نظارت و کنترل جریان را ارائه نمی دهند. آنها به اپراتورها اطلاع می دهند که جریان در حال وقوع است. به عنوان نشانگرهای جریان دید، یک نگاه داخلی به جریان داخل لوله ارائه می دهند. نشانگرهای جریان به عنوان نشانگرهای دید ساده نیز شناخته می شوند و ساده ترین شکل دستگاه نظارت بر جریان هستند.

نحوه عملکرد یک نشانگر جریان به نحوه ارائه یک نشانه بستگی دارد. در بیشتر موارد، چیزی توسط جریان حرکت می‌کند یا یک شیشه دید برای مشاهده جریان ارائه می‌شود. برای نشانگرهایی که دستگاه‌هایی در آن‌ها وجود دارد، جریان یک توپ را حرکت می‌دهد، یک دست و پا، فلپ یا زنجیر را می‌چرخاند. نشانگرهای جریان با مکانیزم محصور را می توان از فاصله دور دید که باعث کارآمدتر و راحت تر آنها می شود.

مزایای استفاده از فلومترها

فلومترها برای رفع نیازهای رسانه، نوع لوله کشی و نیازهای یک برنامه انتخاب می شوند. بیش از 200 نوع فلومتر این امکان را فراهم می کند که فلومتر مناسب را برای رفع نیاز یک برنامه کاربردی و همچنین داده های ارزشمند در مورد حرکت گازها و سیالات را انتخاب کنید. فلومترها به عنوان یک ابزار ایمنی مهم و دستگاه نظارتی به بخشی جدایی ناپذیر از فرآیندهای صنعتی تبدیل شده اند.

دقت

فلومتر اندازه گیری دقیق نرخ جریان سیال را فراهم می کند، که این امکان را برای کسب و کارها فراهم می کند تا فرآیندها را نظارت کنند و مسائلی را که می تواند به فرآیندها، کارکنان یا تجهیزات آسیب برساند، شناسایی کنند. آنها به مدیریت کمک می کنند تا روش هایی را برای بهبود کیفیت محصول، حذف ضایعات و بهبود فرآیندهای تولید ایجاد کند.

هزینه

یک نقطه فروش عمده برای سرمایه گذاری در کنتورهای جریان، هزینه کم آنها است، که امکان سرمایه گذاری کوچک برای به دست آوردن داده های اندازه گیری دقیق را برای کمک به بهبود کارایی، به حداقل رساندن ضایعات و کاهش هزینه های نیروی کار فراهم می کند. علاوه بر این، دبی سنج ها نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند، ماندگاری بالایی دارند و نیازی به نگهداری ندارند.

تطبیق پذیری

به راحتی می توان گفت که برای هر نوع کاربری که دارای انتقال حجمی یا انتقال هوا، گاز، آب یا مایعات است، دبی سنج وجود دارد. این تطبیق پذیری امکان یافتن یک جریان سنج را فراهم می کند که می تواند حفاظت، نظارت بر جریان و جمع آوری داده ها را برای هر برنامه یا شرایطی ارائه دهد. آنها را می توان بر روی لوله ها نصب کرد، بالای کانال ها قرار داد و در جریان یا دیواره لوله ها قرار داد و مانع جریان یا تداخلی با جریان نباشد.

نصب و راه اندازی

یکی از دلایل اصلی که فلومترها بسیار مورد استفاده قرار می گیرند این است که به راحتی می توان آنها را نصب کرد و با یک سیستم موجود سازگار کرد. این جنبه از فلومترها این امکان را برای سازمان ها فراهم می کند که از فلومتر برای جمع آوری داده ها، نظارت بر حرکت جریان و تعیین میزان مصرف گاز و مایع استفاده کنند. ارزیابی داده ها به تصمیم گیری در مورد قابلیت دوام یک محصول و مقدار دارایی لازم برای تولید محصول کمک می کند.

نظارت

بر خلاف سایر ابزارها در فرآیند تولید، فلومترها به طور مداوم کار می کنند و جریان ثابتی از داده های زمان واقعی را ارائه می دهند. محاسبات جریان و جرم بلافاصله بدون نیاز به رویه یا اقدامات خاص در دسترس هستند. مدیریت می تواند جریان ساعتی را برای تعیین میزان استفاده از گازها یا مایعات به صورت دقیق نظارت کند.

مطابق با مقررات دولتی

به دلایل ایمنی، مناطقی از ایالات متحده وجود دارد که قوانینی را در مورد حرکت سیالات، گازها و مایعات وضع کرده اند. الزامات این قوانین ایجاب می کند که شرکت ها از نزدیک بر حرکت رسانه ها نظارت کنند تا اطمینان حاصل شود که حمل و نقل و انتقال رسانه ها کنترل، نظارت و به طور ایمن انجام می شود. فلومترها به شرکت ها کمک می کند تا از جریمه ها، جریمه ها و تعطیلی مشاغل به دلیل عدم رعایت مقررات محلی اجتناب کنند.

فلومترهای دیجیتال در مقابل مکانیکی

سال هاست که به دوران باستان باز می گردد، از دبی متر برای اندازه گیری جریان مایعات استفاده می شد. زمانی که آب برای آبیاری مشترک بود و در دهانه لوله ها برای اندازه گیری جریان در کانال ها قرار می گرفتند. این نوع دبی سنج ها مکانیکی بودند و برای تکمیل خواندن خود به کامپیوتر و الکترونیک وابسته نبودند. متاسفانه به دلیل طراحی خام دبی سنج های قدیمی، اطلاعات جمع آوری شده تقریبی و تخمینی بوده است.

فلومترهای مدرن که دارای مقیاس بودند و قرائت عددی را ارائه می کردند، در قرن شانزدهم با معرفی ابزاری که برای اندازه گیری فشار دیفرانسیل و لوله ونتوری طراحی شده بود، معرفی شدند. در آغاز قرن بیستم، آزمایش‌های مختلفی برای بهبود لوله ونچوری و بهبود دقت آن انجام شد که در دهه 1930 با معرفی فلومترهای اولتراسونیک که قادر به اندازه‌گیری سرعت جریان مایع بودند، دنبال شد.

رویدادی که دنیای فلومترها را تغییر داد، معرفی عصر کامپیوتر بود که امکان تولید کنتورهای کوچک شده با دقت و دقت مورد نیاز صنعت مدرن را فراهم کرد. اگرچه فناوری بر اساس برآوردهای تولید شده توسط فلومترهای باستانی چین و مصر، دبی سنج های پیشرفته ای را انجام داده است، دبی سنج های مکانیکی به دلیل هزینه کم، سهولت نصب و دقت برای کاربردهای خاص هنوز وجود دارند.

فلومترهای مکانیکی

دبی سنج های مکانیکی دارای چرخ دنده، روتور، پروانه و توربین برای اندازه گیری جریان رسانه هستند. آنها میزان جریان کل را نشان می دهند و بدون استفاده از هیچ منبع نیرو کار می کنند. عملکرد یک دبی سنج مکانیکی به جریان ثابتی بستگی دارد که پروانه، روتور یا سایر بخش های مکانیکی را حرکت می دهد. انواع مختلفی از دبی سنج های مکانیکی وجود دارد که دبی سنج های جابجایی مثبت، دبی سنج های توربین و روتامترها بیشترین استفاده را دارند.

فلومترهای جابجایی مثبت با استفاده از یک عنصر مکانیکی برای تقسیم مایع به یک حجم و تخلیه حجم. آنها برای سیالات با ویسکوزیته بالا ایده آل هستند.

فلومترهای توربین، دبی را با چرخش پروانه های واقع در محفظه دبی متر اندازه گیری می کنند. همانطور که رسانه وارد می شود، تیغه ها را می چرخاند تا سرعت جریان را اندازه گیری کند.
روتامترها دبی سنج هایی با سطح متغیر هستند که دارای یک شناور برای اندازه گیری دبی هستند. فشار دیفرانسیل انتهای بالایی و پایینی فلومتر نیرویی تولید می کند که شناور را بالا می برد تا زمانی که در نقطه ای از مقیاس ثابت شود تا یک قرائت ارائه دهد.

فلومترهای دیجیتال

فلومترهای دیجیتال جریان سنج برای دوران همیشه هستند. آنها شامل یک صفحه نمایش کامپیوترهای دیجیتالی هستند که به انواع نرم افزارها و سخت افزارهای مورد استفاده برای ساخت فلومتر بسته می شوند. از آنجایی که حسگرها و فرستنده‌ها داده‌ها را از اجزای تشکیل‌دهنده در رسانه‌های جریان یا روی دیواره‌های لوله‌های جمع‌آوری می‌کنند، داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار کامپیوتری محاسبه‌شده و در یک نمایشگر به راحتی قابل خواندن می‌شوند. فلومترهای دیجیتال قابل اعتماد، دقیق تر و قوی تر از فلومترهای مکانیکی سنتی هستند و امکان ارسال اطلاعات به پایانه های کامپیوتر و لپ تاپ ها را فراهم می کنند.

ساختار یک فلومتر دیجیتال شامل پروانه هایی برای تعیین جریان است که به حسگرهای الکترونیکی متصل هستند که ولتاژ القایی ایجاد شده توسط چرخش پروانه را اندازه گیری می کنند تا سرعت و سرعت جریان را اندازه گیری کنند. فلومترهای دیجیتال به راحتی نصب می شوند، طول عمر بالایی دارند و به حفظ و نگهداری نیاز دارند. آنها مستعد گیر کردن یا شکستن زیرا هیچ قطعه متحرکی ندارند.

نصب فلومتر

هنگام نصب دبی سنج فاکتورهای متعددی باید در نظر گرفته شود که مهمترین بخش این فرآیند محل دبی متر است. در اکثر موارد و برای اطمینان از قرائت صحیح، دبی سنج ها بر روی طول مستقیم لوله و به دور از زانویی، سه راهی، شیرها، فن ها و پمپ ها نصب می شوند که از علل رایج تلاطم در سیستم های لوله کشی هستند.

فاز رسانه

سیال یا گازی که قرار است اندازه گیری شود باید یک محیط تک فاز باشد، یعنی گاز یا مایع است. اندازه گیری رسانه های دو فازی دشوار است و خوانش های نادرست ارائه می دهند.

تعیین موقعیت فلومتر

جهت گیری جریان سنج بر دقت قرائت، دقت و عملکرد کلی آن تأثیر می گذارد. فلومتر بر روی لوله های مستقیم در هر جهت با قطر 10 در بالادست و 5 قطر پایین دست نصب می شود. برای کارآمدترین عملکرد، آنها دور از میدان های مغناطیسی و ارتعاشات قرار می گیرند که می تواند بر خوانش آنها تأثیر بگذارد. پیکربندی‌های نصب بسیار متنوعی با پیکربندی‌هایی که به لوله‌کشی وصل می‌شوند وجود دارد به طوری که جریان از جریان سنج عبور می‌کند در حالی که سایر تاسیسات صرفاً حسگرهایی هستند که به دیواره‌های لوله‌کشی متصل می‌شوند.

ملزومات فلومتر

یک فلومتر، چه برای گاز باشد و چه مایع، همیشه باید به گونه ای قرار داده شود که همیشه با سیال با خروجی برای حذف محیط های فاز دوم پر شود. برای دبی سنج های گاز و بخار در لوله کشی افقی، دبی سنج باید در یک نقطه مرتفع قرار گیرد تا امکان تخلیه هر گونه چگالش از لوله ها فراهم شود.

1. فهرست کوتاهی از مراحل نصب دستگاه های اندازه گیری جریان
2. طول لوله مستقیم پایین دست و بالادست مناسب
3. نسبت بتا را تعیین کنید که قطر سوراخ سوراخ به قطر لوله است (β = d/D)
4. مکان شیرهای لوله پالس را درک کنید
5. برای اطمینان از عایق بندی مناسب، روکش های شیر را بررسی کنید
6. از مکان مناسب فرستنده ها، حسگرها و خروجی های خواندن در رابطه با لوله کشی اطمینان حاصل کنید

نتیجه گیری

• فلومتر یک دستگاه اندازه گیری دبی است که برای تعیین جرم خطی یا غیرخطی و جریان حجمی مایع یا گاز استفاده می شود.
• کنترل جریان بخشی ضروری از بسیاری از کاربردهای صنعتی است و نیاز به استفاده از مجموعه وسیعی از دبی سنج ها دارد که به طور خاص برای پاسخگویی به نیازهای انواع برنامه ها طراحی شده اند.
• یکی از ملاحظات در مورد استفاده از دبی سنج، نوع دبی است که می تواند کانال باز یا مجرای بسته باشد. جریان کانال باز به جو باز است و یک کانال، سرریز یا فلوم است در حالی که جریان مجرای بسته در یک لوله یا لوله است.
• فلومترها می توانند حجم، سرعت یا جرم یک مایع یا گاز را اندازه گیری کنند. آنها با استفاده از محاسبات مختلف، داده‌های جریان جرم، فشار مطلق، فشار دیفرانسیل، ویسکوزیته و دما را گزارش می‌کنند که می‌تواند برای تعیین نرخ جریان استفاده شود.
• محل دبی سنج عامل اصلی در ارائه داده های دقیق و قابل اعتماد است. بهترین فلومتر در صورت نصب نادرست نادرست خواهد بود. خطاها در نصب زمانی رخ می دهند که دبی سنج اشتباه به یک مکان، موقعیت یا جریان وارد شود.