نرخ جریان یک پارامتر کنترل فرآیند رایج در فرآیندهای تولید صنعتی است. در حال حاضر، تقریباً بیش از 100 کنتور جریان مختلف در بازار وجود دارد. کاربران چگونه باید محصولاتی با عملکرد و قیمت بالاتر را انتخاب کنند؟ امروز، همه را به درک ویژگی‌های عملکرد کنتورهای جریان سوق خواهیم داد.
مقایسه دبی سنج‌های مختلف
نوع فشار دیفرانسیلی
فناوری اندازه‌گیری فشار تفاضلی در حال حاضر پرکاربردترین روش اندازه‌گیری جریان است که تقریباً می‌تواند جریان سیالات تک فاز و سیالات تحت دما و فشار بالا را در شرایط کاری مختلف اندازه‌گیری کند. در دهه 1970، این فناوری زمانی 80 درصد از سهم بازار را به خود اختصاص داده بود. فلومتر فشار تفاضلی عموماً از دو بخش تشکیل شده است، یک دستگاه تنظیم فشار و یک فرستنده. دستگاه‌های تنظیم فشار، صفحات روزنه مشترک، نازل‌ها، لوله‌های پیتوت، لوله‌های سرعت یکنواخت و غیره. عملکرد دستگاه تنظیم فشار، کوچک کردن سیال در حال جریان و ایجاد تفاوت بین جریان بالادست و پایین‌دست آن است. در میان دستگاه‌های تنظیم فشار مختلف، صفحه روزنه به دلیل ساختار ساده و نصب آسان، رایج‌ترین مورد استفاده است. با این حال، الزامات سختگیرانه‌ای در مورد ابعاد پردازش دارد. تا زمانی که مطابق با مشخصات و الزامات پردازش و نصب شود، اندازه‌گیری جریان می‌تواند پس از تأیید بازرسی در محدوده عدم قطعیت انجام شود و تأیید واقعی مایع لازم نیست.
تمام دستگاه‌های تنظیم فشار دارای افت فشار غیرقابل جبرانی هستند. بزرگترین افت فشار مربوط به روزنه‌ی لبه تیز است که ۲۵ تا ۴۰ درصد حداکثر اختلاف فشار دستگاه می‌باشد. افت فشار لوله‌ی پیتوت بسیار کم است و می‌توان از آن صرف نظر کرد، اما به تغییرات پروفیل سیال بسیار حساس است.
نوع ناحیه متغیر
نمونه بارز این نوع فلومتر، روتامتر است. مزیت برجسته آن این است که مستقیم است و هنگام اندازه‌گیری در محل، نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارد.
روتامترها بر اساس ساخت و جنسشان به روتامترهای شیشه‌ای و روتامترهای لوله فلزی تقسیم می‌شوند. فلومتر روتور شیشه‌ای ساختار ساده‌ای دارد، موقعیت روتور به وضوح قابل مشاهده است و خواندن آن آسان است. این فلومتر بیشتر برای دمای معمولی، فشار معمولی، محیط‌های شفاف و خورنده مانند هوا، گاز، آرگون و غیره استفاده می‌شود. روتامترهای لوله فلزی معمولاً مجهز به نشانگرهای اتصال مغناطیسی هستند که در شرایط دما و فشار بالا استفاده می‌شوند و می‌توانند سیگنال‌های استاندارد را برای استفاده با دستگاه‌های ثبت و غیره برای اندازه‌گیری جریان تجمعی ارسال کنند.
در حال حاضر، یک فلومتر سطح متغیر عمودی با سر مخروطی فنری بارگذاری شده در بازار وجود دارد. این نوع فاقد نوع چگالشی و محفظه بافر است. محدوده اندازه‌گیری آن ۱۰۰:۱ است و خروجی خطی دارد که برای اندازه‌گیری بخار مناسب‌ترین است.
نوسانی
فلومتر گردابی نمونه‌ای از فلومترهای نوسانی است. این فلومتر یک جسم غیرخطی را در جهت رو به جلوی سیال قرار می‌دهد و سیال دو ردیف گرداب نامتقارن منظم را در پشت جسم تشکیل می‌دهد. فرکانس قطار گرداب متناسب با سرعت جریان است.
از ویژگی‌های این روش اندازه‌گیری می‌توان به عدم وجود قطعات متحرک در خط لوله، تکرارپذیری قرائت‌ها، قابلیت اطمینان خوب، عمر طولانی، محدوده اندازه‌گیری خطی وسیع، تقریباً بدون تأثیرپذیری از تغییرات دما، فشار، چگالی، ویسکوزیته و غیره و افت فشار کم اشاره کرد. دقت بالا (حدود 0.5٪ -1٪). دمای کاری آن می‌تواند به بیش از 300 درجه سانتیگراد و فشار کاری آن به بیش از 30 مگاپاسکال برسد. با این حال، توزیع سرعت سیال و جریان ضربانی بر دقت اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارند.
محیط‌های مختلف می‌توانند از فناوری‌های مختلف حسگر گردابه استفاده کنند. برای بخار، می‌توان از دیسک ارتعاشی یا کریستال پیزوالکتریک استفاده کرد. برای هوا، می‌توان از حسگر حرارتی یا اولتراسونیک استفاده کرد. برای آب، تقریباً همه فناوری‌های حسگر قابل استفاده هستند. مانند صفحات روزنه‌دار، گردابه. ضریب جریان کنتور خیابانی نیز توسط مجموعه‌ای از ابعاد تعیین می‌شود.
الکترومغناطیسی
این نوع فلومتر از بزرگی ولتاژ القایی تولید شده هنگام عبور جریان رسانا از میدان مغناطیسی برای تشخیص جریان استفاده می‌کند. بنابراین فقط برای محیط‌های رسانا مناسب است. از لحاظ تئوری، این روش تحت تأثیر دما، فشار، چگالی و ویسکوزیته سیال قرار نمی‌گیرد، نسبت برد می‌تواند به 100:1 برسد، دقت حدود 0.5٪ است، قطر لوله قابل استفاده از 2 میلی‌متر تا 3 متر است و به طور گسترده در اندازه‌گیری جریان آب و گل، خمیر کاغذ یا محیط‌های خورنده استفاده می‌شود.
به دلیل سیگنال ضعیف،فلومتر الکترومغناطیسیمعمولاً در مقیاس کامل فقط 2.5-8 میلی ولت است و سرعت جریان بسیار کم، تنها چند میلی ولت، است که مستعد تداخل خارجی است. بنابراین، لازم است که محفظه فرستنده، سیم محافظ، لوله اندازه گیری و لوله ها در هر دو انتهای فرستنده به زمین متصل شوند و یک نقطه اتصال زمین جداگانه تعیین شود. هرگز به زمین عمومی موتورها، وسایل برقی و غیره وصل نکنید.
نوع اولتراسونیک
رایج‌ترین انواع فلومترها، فلومترهای داپلر و فلومترهای اختلاف زمانی هستند. فلومتر داپلر، نرخ جریان را بر اساس تغییر فرکانس امواج صوتی منعکس شده توسط هدف متحرک در سیال اندازه‌گیری شده، تشخیص می‌دهد. این روش برای اندازه‌گیری سیالات با سرعت بالا مناسب است. برای اندازه‌گیری سیالات با سرعت پایین مناسب نیست و دقت آن کم است و صافی دیواره داخلی لوله باید زیاد باشد، اما مدار آن ساده است.
فلومتر اختلاف زمانی، نرخ جریان را بر اساس اختلاف زمانی بین انتشار رو به جلو و عقب امواج اولتراسونیک در سیال تزریقی اندازه‌گیری می‌کند. از آنجایی که مقدار اختلاف زمانی کوچک است، برای اطمینان از دقت اندازه‌گیری، الزامات مدار الکترونیکی بالا است و هزینه فلومتر نیز بر این اساس افزایش می‌یابد. فلومتر اختلاف زمانی عموماً برای مایع جریان لایه‌ای خالص با میدان سرعت جریان یکنواخت مناسب است. برای مایعات آشفته، می‌توان از فلومترهای اختلاف زمانی چند پرتویی استفاده کرد.
مستطیل تکانه
این نوع فلومتر بر اساس اصل پایستگی گشتاور مومنتوم عمل می‌کند. سیال به قسمت چرخان ضربه می‌زند تا آن را بچرخاند و سرعت قسمت چرخان متناسب با نرخ جریان است. سپس از روش‌هایی مانند مغناطیس، اپتیک و شمارش مکانیکی برای تبدیل سرعت به یک سیگنال الکتریکی برای محاسبه نرخ جریان استفاده کنید.
فلومتر توربینی پرکاربردترین و با دقت بالا از این نوع ابزار است. این نوع فلومتر برای محیط‌های گازی و مایع مناسب است، اما از نظر ساختار کمی متفاوت است. برای گاز، زاویه پروانه آن کوچک و تعداد پره‌ها زیاد است. دقت فلومتر توربینی می‌تواند به 0.2٪ تا 0.5٪ برسد و در یک محدوده باریک می‌تواند به 0.1٪ برسد و نسبت Turndown آن 10:1 است. افت فشار کم و مقاومت فشاری زیاد است، اما الزامات خاصی در مورد تمیزی سیال دارد و به راحتی تحت تأثیر چگالی و ویسکوزیته سیال قرار می‌گیرد. هرچه قطر سوراخ کوچکتر باشد، ضربه بیشتر است. مانند صفحه روزنه، اطمینان حاصل کنید که قبل و بعد از نقطه نصب، مقدار کافی لوله وجود دارد. مقطع لوله صاف برای جلوگیری از چرخش سیال و تغییر زاویه عمل روی تیغه.
جابجایی مثبت
اصل کار این نوع ابزار بر اساس حرکت دقیق مقدار ثابتی از سیال در هر یک دور چرخش بدنه چرخان اندازه‌گیری می‌شود. طراحی این ابزار متفاوت است، مانند فلومتر دنده بیضی، فلومتر پیستونی چرخشی، فلومتر خراشنده و غیره. محدوده فلومتر دنده بیضی نسبتاً بزرگ است که می‌تواند به 20:1 برسد و دقت آن بالا است، اما چرخ دنده متحرک به راحتی توسط ناخالصی‌های موجود در سیال گیر می‌کند. دبی واحد فلومتر پیستونی چرخشی بزرگ است، اما به دلایل ساختاری، حجم نشتی نسبتاً زیاد است. بزرگ، دقت ضعیف. فلومتر جابجایی مثبت اساساً مستقل از ویسکوزیته سیال است و برای سیالاتی مانند گریس و آب مناسب است، اما برای سیالاتی مانند بخار و هوا مناسب نیست.
هر یک از فلومترهای ذکر شده در بالا مزایا و معایب خاص خود را دارند، اما حتی اگر از یک نوع فلومتر باشند، محصولات ارائه شده توسط تولیدکنندگان مختلف، عملکرد ساختاری متفاوتی دارند.
زمان ارسال: ۱۵ دسامبر ۲۰۲۱