فلومتر ( Flow meter ) سنسوری است که میزان جریان جرمی یا حجمی یک مایع یا گاز را اندازه گیری می کند. فلومتر ها با نام های زیادی از جمله جریان سنج، لیتر شمار و یا سنسور سرعت سیال نیز شناخته می شوند که هر کدام بسته به صنعت مورد نظر کاربرد مختلفی دارند ولی همه ی آن ها جریان سیال را اندازه گیری می کنند. اما به نظر فلومتر های آلتروسونیک عملکرد بهتری دارند یا فلومتر های مغناطیسی؟ و یا مدل مکانیکی آن ها؟ برای آشنایی با انواع فلومتر ها و مشخصات فنی آن ها در هنگام خرید با ما در ادامه مقاله همراه باشید.
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.
برای کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید
به صورت کلی 4 اصل کاری برای لیتر شمار ها وجود دارد:
فلومتر های مغناطیسی (Magnetic flow meter) یا مگ مترها (Mag meters) دسته ای از رایج ترین لیتر شمار ها هستند که به واسطه عدم داشتن بخش متحرک در مواردی که نباید لیترشمار در معرض سیال قرار بگیرد بسیار مناسب است.
لیتر شمار یا فلومترهای مغناطیسی از قانون فارادی و فرمول بقای ماده و انرژی اینشتن جهت اصول کاری خود استفاده می کند که تشریح کامل قوانین فیزیکی از حوصله این بخش خارج است اما در ادامه اشاره ای به آن ها خواهیم داشت.
در قانون فارادی، B میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط فلومتر است و L قطر لوله ، V حجم سیال عبوری و E انرژی است. در با کمک رابطه انرژی و ماده اینشتن E = m × c 2 که در آن m جرم ، e انرژی و c سرعت نو است، مقدار انرژی محاسبه می شود. و در رابطه فارادی حجم عبوری محاسبه می شود.
در این مدل از انواع فلومتر ها ، جریان سیال به کمک یک پروانه یا توربین در مسیر سیال اندازه گیری می شود. در محاسبه حجم عبوری در این مدل، به پارامترهای دیگری نیز نیاز است، مانند قطر لوله و دمای سیال.
فلومتر های گردابی یا Vortex flow meter به جهت اندازه گیری جریان های گردابی هستند که یک حسگر زبانه ای برای اندازه گیری استفاده می کنند.
دسته دیگر انواع فلومتر ها، فلومتر های آلتروسونیک یا Ultrasonic flow meter هستند که با کمک سیگنال های آلتروسونیک یا فراصوت این اندازه گیری را انجام می دهد. این مدل نیز مانند مدل اول، با سیال برخوردی ندارد و صرفا با اندازه گیری مدت زمان ارسال و دریافت سیگنال ها و محاسبات دیگر سرعت سیال محاسبه می شود.
همان طور که گفتیم به کمک فلومتر می توانیم مقدار مواد عبوری را به نسبت زمان اندازه بگیریم. از فلومتر ها در صنایع مختلفی از جمله صنایع نفت و گاز و پتروشیمی به جهت اطلاع از مقدار دقیق سیال عبوری مانند گاز طبیعی و یا نفت و روغن و غیره استفاده می کنند. به کمک محاسبات ساده ای بین سرعت سیال و زمان می شود حجم عبوری را محاسبه کرد و به کمک چگالی سیال جرم سیال عبوری نیز تعیین می شود که دانستن جرم ماده عبوری در صنایع بسیار حائز اهمیت است. همچنین با توجه ملاحظات مالی در خرید و فروش، اندازه گیری دقیق سیال عبوری نیز مهم است مانند کنتور های گاز خانگی و سایر کنتور ها به ویژه در تبادلات نفتی.
از آن جایی که فلومتر یک سنسور می باشد کلیه ی مشخصاتی را که برای یک سنسور در نظر می گیرید باید برای مشخصات فلومتر نیز در نظر بگیرید از جمله مشخصه هایی مثل دقت، تکرار پذیری، محدوده اندازه گیری و حساسیت، پایداری، پاسخ دهی، صحت، پسماند (هیسترزیس)، تفکیک پذیری، آستانه یا ناحیه مرده، دریفت، خطی بودن، کالیبراسیون، وزن دستگاه و سایر موارد.
انتخاب یک فلومتر مناسب کلید موفق در فرآیند کنترلی است و انتخاب اشتباه آن باعث ایجاد مشکلات فراوان می شود. دو موردی که به صورت رایج عموما در خرید در مشخصات فلومتر به آن توجه می کنند برند و قیمت فلومتر است. اگر قیمت الویت اول خرید فلومتر باشد به سادگی به یک فلومتر نا مناسب می رسید و بلعکس نیز، اگر انتخاب شما فقط بر اساس برند باشد انتخاب شما ممکن است موفقیت آمیز نیز نباشد چرا که اگر انتخاب فلومتر بر اساس کاربرد خاصی نباشد، اندازه گیری و خروجی ها می توانند با مقدار واقعی متفاوت باشد. در مشخصات فلومتر ها به خواص سیال مورد نظر هم لازم است توجه کنید از جمله خواصی مانند: نوع مایع، گاز، دوغاب؛ چگالی، ویسکوزیته، دما، فشار، شرایط پایداری جریان، حداکثر و حداقل نرخ جریان، خورندگی سیال که بر روس سنسور های داخلی میتواند تاثیر سوء بگذارد.
همان طور که ویژگی های سیال در انتخاب فلومتر موثر است ، خواص فیزیکی محیط کاری فلومتر نیز اهمیت دارد. از جمله خصوصیات فضای کاری فلومتر که لازم است به آن توجه کرد عبارتند از:
1-نحوه پیکربندی لوله ها قبل و بعد از فلومتر باید به صورت مستقیم و صاف باشد (بدون چرخش جهت دهی)
2- اندازه لوله ، برخی فلومتر ها مناسب لوله های بزرگ و برخی مناسب لوله های کوچک هستند
3-جنس لوله ها
برای کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید
