فلومتر Flowmeter چیست و چه کاربردی دارد

فلومتر از تجهیزات ابزاردقیق است که برای اندازه گیری حجم یا جرم یک سیال (گاز یا مایع)، کاربرد دارد. فلومتر ها با نام های زیادی مانند دبی سنج، نشانگر جریان، جرم سنج، کنتور و سنسور دبی شناخته می شوند.

دبی سنج ها در چندین نوع ساخته شده‌اند که هر کدام از، فناوریهای مختلفی برای تشخیص جریان سیال استفاده می‌کند. دقت اندازه‌گیری هر نوع نسبت به انواع دیگر فرق می‌کند. حتی می‌توان گفت کاربرد صحیح این تجهیزات نیز در دقت آن موثر است. از این رو بیشترین کاربرد های یک جریان سنج برای اندازه گیری گازها و مایعات در خطوط لوله متمرکز شده‌ است.

دقت فوق العاده، وضوح اندازه گیری بالا و استقامت و مقاومت بالا از بزرگترین مزایای فلومترها است.

انواع فلومتر و کاربرد هرکدام

همه این تجهیزات در اصل کار یکسانی را انجام می‌دهند، این تجهیزات با ردیابی جریان عبوری سیال، در یک بازه زمانی مشخص دبی را تشخیص داده و بر روی نمایشگر خود نشان می‌دهند. حتی قادرند با انتقال سیگنال استاندارد جریانی 4 الی 20 میلی آمپر به اتاق کنترل فلوی خطوط را مانیتورینگ کنند. با این حال، انواع مختلفی از دبی سنج ها وجود دارد که هر کدام از روش های متفاوتی برای تشخیص جریان استفاده می‌کنند.

فلومتر جرمی Coriolis

فلومتر جرمی جرم سیال را از طریق اینرسی اندازه گیری می‌کند و به طور گسترده به عنوان دقیق ترین نوع دبی سنج در بسیاری از کاربردهای صنعت نفت و گاز برای اندازه گیری دبی جرمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. جریان سنج جرمی کوریولیس از دهه 1970 مورد استفاده قرار گرفته است.

در این تجهیزات سیگنال خروجی مستقیماً با جرم عبوری از فلو متر مرتبط است. دبی سنج ترمال و کوریولیس Coriolis از دسته فلو متر های جرمی بحساب می‌آیند.

فلومتر کوریولیس چیست و چه کاربردی دارد

فلومترهای الکترومغناطیسی Electromagnetic Flow Meters

فلو مترهای الکترومغناطیسی که گاهی اوقات مغناطیسی یا ماگ متر نیز نامیده می‌شوند، از الکترودها برای اندازه گیری جریان سیال استفاده می‌کنند. این الکترودها در دو طرف سطحی که مایع از آن جریان می‌یابد قرار گرفته و میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. دبی سنج های الکترومغناطیسی با سنجش ولتاژ تولید شده، قادرند نرخ جریان را با دقت بالایی ردیابی کنند.

فلو مترهای الکترومغناطیسی معمولاً تعمیر و نگهداری کمی دارند، زیرا هیچ بخش مکانیکی ندارند که بتواند خراب شود. علاوه بر این، از آنجایی که اجزایی ندارند که به طور مستقیم در مسیر آب باشد، مانع از عبور سیال نمی‌شوند. این بدان معناست که در طول فرآیند اندازه گیری، هیچ تخریبی در جریان سیال وجود ندارد.

فلومتر مغناطیسی چیست؟ انواع و کاربرد آن

فلومترهای فشار تفاضلی DP یا جریان سنج جابجایی مثبت 

فلو مترهای جابجایی مثبت منحصر به فرد هستند زیرا تنها تجهیزی هستند که به طور مستقیم حجم واقعی را اندازه گیری می‌کنند. در این دستگاه ها، سیگنال خروجی به طور مستقیم با حجم عبوری از فلو متر مرتبط است. 

انواع فلومترPD یا جابجایی مثبت

• دو روتوره (دنده، چرخ دنده بیضی، چرخ دنده مارپیچ)
• پیستون رفت و برگشتی دیسک nutating
• پیستون نوسانی یا چرخشی

فلومتر ونتوری Venturi Flow Meter

ونتوریمتر نوعی فلومتر است که بر اساس اصل معادله برنولی کار می کند و از دسته فلومتر های تفاضلی هستند. این دستگاه به طور گسترده در صنایع آب، شیمیایی، دارویی و نفت و گاز برای اندازه گیری دبی سیالات داخل پایپ (لوله) استفاده می شود.

اساس کار این فلومتر بطوری است که، سطح مقطع لوله ونتوری را کاهش می دهند تا اختلاف فشار ایجاد شود. سپس با یک مانومتر یا پرشر ترانسمیتر فشار را اندازه گیری می‌کنند تا میزان جریان سیال را تعیین شود. بنابراین، ونتوری یک فلومتر از نوع دیفرانسیلی است که انرژی فشار را به انرژی جنبشی تبدیل می کند. اصل Venturi meter توسط Giovanni Batista Venturi اختراع شد.

فلومتر اوریفیس Orifice Flow Meter

اوریفیس متر اساساً نوعی دبی سنج است که برای اندازه گیری میزان جریان مایع یا گاز، به ویژه بخار، با استفاده از اصل اندازه گیری فشار تفاضلی استفاده می شود. این فلومتر ها بیشتر برای کاربردهای قوی استفاده می شود، زیرا به دلیل دوام و مقاومت بالای آن شناخته شده است و بسیار مقرون به صرفه است.

با نزدیک شدن سیال به دهانه اوریفیس فشار کمی افزایش می یابد و با عبور از دهانه، فشار به طور ناگهانی کاهش می یابد. کاهش آن تا رسیدن به “ورید-کنتراکتا” ادامه می‌یابد و سپس به تدریج افزایش می‌یابد.

نقطه ضعف این نوع فلومترها این است که فشار را کاهش می‌دهد و می‌تواند جریان سیال را کاهش دهد و باعث افت دائمی فشار شود. این نوع دبی سنج ها در کاربردهایی که نیاز به حداکثر فشار در سراسر سیستم دارند نامطلوب هستند.

فلومترهای مکانیکی (توربین) یا پروانه ای

دبی سنج های توربینی از نوع مکانیکی بوده که جریان سیال را بر اساس چرخش پره یا توربین اندازه گیری می‌کند. از رایج ترین نوع این فلومتر ها دبی سنج ها فلومتر پروانه است. این نوع دبی سنج با اندازه گیری سرعت چرخش پروانه یا سایر اجزای مکانیکی می‌تواند دبی را با دقت بالایی ثبت کند. کنتور آب خانگی از ساده ترین نوع فلومتر پروانه‌ای است.

از معایب فلومتر پروانه‌ای فرسوده شدن قطعات مکانیکی در اثر عبور سیال می‌باشد. همچنین این تجهیزات به تعمیر و نگهداری نسبتا بالایی نیاز دارند.

فلومتر اولتراسونیک Ultrasonic Flow Meter

یک فلومتر التراسونیک از امواج اولتراسونیک (امواج مکانیکی یا صوتی) برای اندازه گیری سرعت حرکت مایع استفاده می‌کند. با تزریق امواج به سیال و انعکاس امواج از سیال به گیرنده دستگاه، می‌توانند نرخ جریان را تقریباً و بصورت آنی تشخیص دهند.

فلو مترهای اولتراسونیک دارای قطعات مکانیکی کمی هستند، در نتیجه تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند. اما از معایب جریان سنج های مغناطیسی می‌توان به خوانش های غیر دقیق سیالات حاوی خاک یا حباب هوا اشاره کرد چون سرعت حرکت امواج صوتی در عبور از مواد مختلف فرق می‌کند، از این رو حتی مقادیر کمی از آلاینده‌های داخل سیال باعث خطا در اندازه‌‌گیری جریان سیال می‌شود.

برای آشنایی با این نوع از دبی سنج ها بر روی لینک مقابل کلیک کنید! فلومتر اولتراسونیک چیست؟ انواع و کاربرد

فلومتر گردابی (ورتکس) Vortex Flow meter

فلومترهای گردابی با استفاده از اصلی به نام اثر فون کارمان، جریان آب را با ردیابی فشار دیفرانسیل ایجاد شده توسط یک مانع در مسیر مایع اندازه گیری می‌کنند. تغییرات فشار دیفرانسیل باعث ایجاد یک گرداب می‌شود و به همین دلیل نام این نوع کنتور به وجود می‌آید.

فلومتر ورتکس چیست؟ انواع، کاربرد، مزایا و نحوه نصب

در حالی که فلومترهای گردابی قطعات مکانیکی وجود ندارد. بنابراین نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند.

امروزه برای تشخیص و اندازه‌گیری جریان کانال های باز، مانند رودخانه ها، حوضچه ها و نهرها، از سطح سنج های راداری و یا اولتراسونیک استفاده می‌کنند.

برای مشاهده فروشگاه سطح سنج راداری بر روی لینک زیر کلیک کنید!

لول ترانسمیتر راداری

دبی سنج ها چقدر دقیق هستند؟

فلومترهای با دقت فوق العاده بالا، مانند فلومترهای Coriolis، معمولاً گرانتر از سایر دبی سنج ها هستند. یک فلومتر با دقت 5 درصد که هزینه آن به طور قابل توجهی کمتر از فلومتر دیگر با 0.2 درصد است، ممکن است نتایج مناسبی را برای اجرای صحیح فرآیند شما و هزینه بسیار کمتر ارائه دهد. دقت در مقابل محدودیت های بودجه و درک دقیق نیازهای سیستم و برنامه شما گاهی ممکن است گیج کننده باشد.

تفاوت بین مقادیر دقت، وضوح و تکرارپذیری در فلومتر

هنگامی که صحبت از دقیق بودن نتایج ابزاردقیق می‌شود، اصطلاحات زیادی وجود دارد که به جای یکدیگر و به اشتباه مطرح می‌شوند. برخی از آنها دقت، تکرارپذیری و وضوح هستند. بیایید هر کدام را با جزئیات ببینیم و معنای منحصر به فرد هر اصطلاح را روشن کنیم.

دقت فلومتر چیست؟

دقت رایج ترین اصطلاح در صنعت ابزار دقیق و اندازه‌گیری است و گاهی اوقات به اشتباه مورد استفاده قرار می‌گیرد. دقت یعنی مقدار اندازه گیری شده‌ای که، به مقدار واقعی فرایند نزدیک باشد. معمولاً دقت بصورت یک مقدار درصدی در بالا یا پایین نمایشگر تجهیز نشان داده می‌شود.

به عنوان مثال، فرض کنید که فلو متر مغناطیسی شما نتیجه 1GPM را با دقت 10% نشان می‌دهد. به دلیل انحراف ذاتی، مقدار دقیق جریان در فلو متر به احتمال زیاد دقیقاً 1GPM نیست. به احتمال زیاد، نرخ جریان واقعی چیزی بین 0.9GPM و 1.1GPM است. این یعنی دقت!

تکرارپذیری فلومتر چیست؟

تکرارپذیری یعنی نتایج همه اندازه‌گیری ها نزدیک به هم باشد و پس از اندازه گیری هیچ تغییری در شرایط همه نتایج ایجاد نشود. اما یک تجهیز ابزار دقیق بسیار تکرارپذیر لزوماً به معنای دقت بالای آن نیست.

رزولوشن فلومتر چیست؟

وضوح یا رزولوشن حداقل مقداری است که می‌توانیم با یک وسیله اندازه گیری، تشخیص دهیم. تصور کنید که فرآیندی دارید که نیاز به دانستن تا دهم PSI برای عملکرد صحیح را دارد. اگر ابزاری را نصب کنید که فقط می‌تواند با نزدیک‌ترین وضوح مقدار 1 PSI به شما خوانش بدهد، آن‌وقت آن ابزار وضوح کافی را برای شما ارائه نمی‌کند تا بتوانید دقیقاً بدانید که خواندن واقعی چیست.

چگونه دقت یک فلومتر را اندازه گیری کنیم؟

هنگامی که یک فلو متر خریداری می‌کنید، معمولاً دقت دستگاه بر روی پلاک و کاتالوگ محصول نوشته شده است. برای اینکه مطمئن باشید تجهیز مطابق با مشخصات کارخانه ای کار می‌کند، می‌توانید موارد زیر را انجام دهید.

• برای تأیید صحت تجهیز آن را به آزمایشگاه کالیبراسیون ارسال کنید.
• از دبی متری با دقت قابل توجهی بهتر از آنچه دارید استفاده کنید و سپس خوانش های دبی متر بسیار دقیق تر را نسب به دبی سنج خریداری شده مقایسه کنید. البته فلو مترهای اولتراسونیک گیره دار برای این کاربرد ایده آل هستند زیرا آنها به سادگی به خط لوله بسته می‌شوند و نیاز به خاموش کردن سیستم یا برش لوله ها وجود ندارد.

کلاس دقتی فلومتر 

دقت فلومتر را می‌توان به روش‌های مختلفی بیان کرد و گاهی اوقات نحوه بیان کلاس دقت یک ابزار به منطقه جغرافیایی که در آن تولید شده و در آنجا مرسوم است طبقه‌بندی می‌شود.

دقت مقیاس پذیری برای فلو مترها

کلاس های دقت VDE/VDI تنها راه برای بیان دقت فلومتر نیستند. همانطور که می‌دانید، “درصد مقیاس کامل” یا به اختصار %FS، روشی است که اغلب برای بیان دقت بسیاری از دبی سنج ها استفاده می شود.

علایم و اختصارات فلومتر

• درصد مقیاس کامل %FS
• درصد نرخ جریان %R یا RD
• دهانه کالیبره شده %CS
• حد بالای محدوده %URL
• درصد ارزش اندازه گیری شده % MV

کدام فلومتر دقیق تر است؟

دقیق ترین دبی سنج ها دبی سنج جرمی کوریولیس هست. با این حال، اینها برای همه کاربرد ها مناسب نیستند زیرا بسیار گران و معمولاً بزرگ هستند. کوریولیس ها برای موارد استفاده سطح پایین، بیش از حد کامل هستند.

فلو مترهای مغناطیسی، فلو مترهای اولتراسونیک و فلو مترهای جابجایی مثبت معمولاً دقت بالاتری نسبت به فلو مترهای پروانه‌ای و توربینی دارند. با این حال، برای نیازهای کاربردی دقیق شما، یک فلو متر پره ای ساده ممکن است دقت کافی با صرفه جویی در هزینه را ارائه دهد.

فلو مترهای مغناطیسی و اولتراسونیک عموماً گرانتر از فلو مترهای مکانیکال هستند، اما بسیاری از ویژگی‌هایی را ارائه می‌دهند که دبی سنج های مکانیکی ندارند. فناوری آنها حاوی قطعات متحرکی نیست که دچار سایش یا فرسایش شوند و تعمیر و نگهداری آنها کمتر و طول عمر این تجهیزات بیشتر است.

مقایسه دقت انواع فلومتر ها 

دقت فلومتر کوریولیس چقدر است؟

دقت جریان سنج کوریولیس که یکی از فوق العاده دقیقترین دستگاه برای اندازه گیری دبی است. اغلب برای تأیید صحت سایر دبی سنج ها با نصب همزمان آنها و مقایسه مقادیر اندازه گیری شده استفاده می‌شوند. دقت جریان سنج معمولی Coriolis از 0.1٪ تا 0.5٪ متغیر است. 

دقت جریان سنج های اولتراسونیک

دقت فلو متر اولتراسونیک بسیار بالاست و معمولا از 0.7٪ تا 1٪ است.

دقت جریان سنج های مغناطیسی

دبی سنج های مغناطیسی دقت بالایی را برای مایعات رسانا ارائه می‌دهند و دقتی در حدود 0.2٪ تا 2٪ است.

دقت فلومتر های ورتکس چقدر است؟

فلو مترهای گردابی نیز می‌توانند دقت بالایی ارائه دهند، دقت جریان سنج گردابی معمولی از 0.7٪ تا 2.5٪ است.

دقت برای فلومترهای پراکندگی حرارتی چیست؟

دقت فلومتر جرمی حرارتی معمولاً به اندازه فن‌آوری‌های Coriolis، Magnetic، Ultrasonic و Vortex نیست، اما همچنان دقت بالاتر از حد متوسط را ارائه می‌دهد که معمولاً بین 1٪ تا 3٪ است.

دقت برای فلومترهای اوریفیس فشار دیفرانسیل چقدر است؟

دقت جریان سنج دیفرانسیل فشار دیفرانسیل معمولاً به اندازه برخی دیگر از انواع فناوری بالا نیست، اما مزایای قابل توجهی را برای زمینه های کاربردی خاص ارائه می‌دهد. معمولاً بین 3 تا 5 درصد متغیر است.

دقت برای فلومتر های منطقه متغیر روتامتر چقدر است؟

دبی سنج های منطقه متغیر که به نام روتامتر نیز شناخته می شوند، بسته به دبی متر فردی، دقت های متنوعی را ارائه می‌دهند. محدوده های معمول می‌تواند از 1.6٪ تا 5٪ باشد.

دقت برای فلومتر های جابجایی مثبت چیست؟

دقت جریان سنج جابجایی مثبت می‌تواند خوب باشد. به طور معمول از 0.1٪ تا 2.5٪ متغیر است.

دقت فلومتر های چرخ پارویی و چرخ اورشات چقدر است؟

دقت دستگاههای چرخ پارویی تا حدودی متوسط است زیرا معمولاً از 2.5٪ تا 5٪ متغیر است. دبی سنج های چرخ پلتون، که نوع خاصی از تجهیزات چرخ پارویی هستند، دقت بالاتری نسبت به فلو مترهای استاندارد چرخ اورشات، با محدوده معمولی 1.5٪ تا 3٪ ارائه می‌دهند.

دقت برای فلومتر توربین

دقت در این تجهیزات بین 1.5٪ تا 5٪ است.

چگونه دقت یک فلومتر را افزایش دهید؟

• انتخاب و نصب مناسب فلومتر

فلو متر مناسب را انتخاب کنید که دقیقا تمام نیازهای کاربرد شما را برآورده کند. عناصر زیادی از یک برنامه کاربردی وجود دارد که می‌تواند بر اینکه یک فلو متر دقت اعلام شده کارخانه را ارائه دهد یا خیر، تأثیر می‌گذارد.

به عنوان مثال، اگر دبی متری را انتخاب کنید که برای عملکرد صحیح به لوله های پر و بدون حباب نیاز دارد و شما لوله را نیمه پر اجرا کنید ویا حباب و فوم داشته باشد، دقتی که ساخته شده را ارائه نمی دهد. حتی ممکن است اصلا کار نکند.

جریان‌های بسیار پایین‌تر از محدوده حداقل جریان اعلام‌شده برای فلو متر نیز می‌تواند باعث کاهش دقت تجهیز شود یا باعث شود که اصلاً کار نکند. برای اطمینان از پر بودن لوله ها برای عملکرد صحیح، فلو متر را به صورت عمودی و با جریان رو به بالا نصب کنید.

• مطمئن شوید که همه تجهیزات سالم هستند

برای فلو مترهایی که با ابزارهای مکانیکی اندازه گیری می‌کنند، اگر دقت شروع به کاهش کرد، بررسی کنید که عناصر عملکردی تجهیز به خطر نیفتاده باشند. برخی از کنتورها به اندازه کافی ساده هستند که می‌توانند به راحتی توسط کاربر نهایی تعمیر شوند در حالی که برخی دیگر باید برای تعمیر به کارخانه بازگردانده شوند.

• دبی متر خود را مطابق با توصیه های سازنده کالیبره کنید

برخی از فن‌آوری‌های دبی سنج ممکن است در طول عمر خود اصلاً به کالیبراسیون نیاز نداشته باشند و برخی از همان ابتدا نیازمند کالیبراسیون هستند. برخی از جریان سنج ها ساده هستند و اساساً می‌توان آنها را در محل نصب نیز کالیبره کرد و برخی نیاز به حذف از سیستم دارند تا به آزمایشگاه ارسال ‌شوند.

• دقت در انتخاب فلومتر

در حالی که دقت یک مشخصه کلیدی است که باید در انتخاب یک جریان سنج به اندازه کافی نیازهای اندازه گیری شما را برآورده کند. بعضی از این تجهیزات شاید برای کاربرد شما مناسب نبوده یا انتخابش برای بودجه شما بدون صرفه باشد. پس قبل از انتخاب تجهیز برای کسب و کار خود حتما پارامترهای بالا را در نظر بگیرید و یا از شرکتی که دارای تخصص در این زمینه است مشاوره بگیرید!

آداک فرایند سپهر معتبر ترین مرکز تامین تجهیزات ابزار دقیق در ایران

سوالات متداول