دبی سنجهای التراسونیک داستانی فراتر از یک ابزار اندازهگیری معمولی دارند؛ فناوریای که ابتدا برای سنجش شدت جریان خون طراحی شد و بسرعت به یکی از پیشرفتهترین ابزارهای صنعتی تبدیل گردید. اولین دبی سنج فراصوت در سال 1959 توسط مخترع ژاپنی شگئو ساتومورا معرفی شد و این دستگاه به لطف فناوری داپلر توانست عبور خون را با دقتی بیسابقه اندازهگیری کند. در دهه 1960 با ورود این فناوری به صنعت، راهی نوین برای اندازهگیری حرکت سیالات پدید آمد که بدلیل دقت بالا و غیرتماسی بودن، بسرعت جایگاه ویژهای در صنایع مختلف یافت. آیا علاقهمندید بدانید چگونه این تکنولوژی، در گذر زمان به یکی از ابزارهای اساسی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی تبدیل شد؟ در ادامه این مقاله از آداک فرآیند سپهر شما را با جزئیات بیشتری از این تحول آشنا میکنیم.
فلومتر التراسونیک چیست؟
فلومتر التراسونیک (Ultrasonic Flowmeter) یکی از پیشرفتهترین دستگاههای اندازهگیری فلوی سیالات است که با بهرهگیری از فناوری امواج فراصوت، بشکلی دقیق و غیرتماسی حرکت مایعات و گازها را در لولهها اندازهگیری میکند. فلومتر التراسونیک نه تنها دقت بالایی دارد، بلکه بدلیل عدم تماس مستقیم با سیال، از سایش و خوردگی جلوگیری کرده و دوام طولانیتری نسبت به سایر دستگاهها دارد.
در این دبیسنج هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد، بنابراین استهلاک مکانیکی نیز قطعا وجود نخواهد داشت. این مزیت طول عمر دستگاه را افزایش میدهد. برخی از مدلها حتی بدون نیاز به برش یا دستکاری لولهها، بصورت کلمپی (Clamp-on) روی لوله نصب میشوند. این ویژگی نصب آسان، دبی مترهای التراسونیک را به انتخابی ایدهآل برای سیالات با فشار بالا، سیالات خورنده، و محیطهایی که محدودیت در نصب وجود دارد، تبدیل کرده است.
بدلیل عملکرد قابل اعتماد، دقت عالی و تطبیقپذیری با شرایط مختلف، فلومیترهای التراسونیک بعنوان ابزاری برتر در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع غذایی و بسیاری از کاربردهای صنعتی دیگر شناخته میشوند.
اساس و نحوهی کار فلومتر التراسونیک
این دبی سنج از اصول فیزیکی امواج صوتی استفاده میکند تا سرعت و حجم عبوری سیالات را در لوله های انتقال اندازهگیری کنند. در ادامه نحوه کار این دستگاه را شرح میدهیم.تولید امواج التراسونیک: دستگاه دارای ترانسدیوسر مجهز به سنسور پیزوالکتریک است که قادر به تولید امواج التراسونیک هستند. این امواج با فرکانس بالا (معمولاً در محدوده 1 تا 5 مگاهرتز) توسط حسگرها ایجاد میشوند.
امواج التراسونیک پس از انتشار، در مسیر حرکت سیال حرکت کرده و پس از برخورد با ذرات موجود در سیال، انعکاس پیدا میکنند. در این مرحله، حسگرهای گیرنده موجود در دستگاه، امواج بازتابشده را دریافت میکنند. این فرآیند دقیقاً به شرایط سیال و سرعت حرکت آن وابسته است.
یکی از پارامترهای کلیدی در عملکرد فلومیتر، محاسبه زمان انتقال یا زمان تاخیر بین ارسال و دریافت امواج است. با توجه بمدت زمانی که طول میکشد تا امواج از حسگر فرستنده به حسگر گیرنده برسند، سرعت عبور سیال بدقت اندازهگیری میشود. زمان تاخیر بیشتر، نشاندهنده سرعت بالاتر سیال است و این ارتباط مستقیم بین سرعت و زمان انتقال، اساس محاسبات تجهیز را تشکیل میدهد.
پس از اندازهگیری دقیق سرعت مایع یا گاز، اطلاعات دبی بصورت عددی یا گرافیکی در نمایشگر دستگاه نمایش داده میشود. همچنین این دادهها به سیستمهای کنترلی مانند PLC یا دیتا لاگرها ارسال میشوند تا امکان نظارت و کنترل دقیقتر فراهم شود.
انواع فلومتر التراسونیک
فلومترهای التراسونیک انواع گوناگونی دارند که هرکدام براساس نوع سیال و شرایط محیطی خاص خود کاربرد دارند.
- روش اثر داپلر (Doppler Effect)
- روش زمان عبوری (Transit Time)
هر یک از این روشها، برای انواع خاصی از سیالات مناسباند و بسته به شفافیت و خواص سیال، مزایای خاصی ارائه میدهند.
روش اثر داپلر (Doppler Effect)
در روش داپلری، امواج صوتی با زاویهای خاص بسمت سیال ارسال میشوند. اگر سیال حاوی ذرات معلق یا حبابهای ریز هوا باشد، امواج پس از برخورد با این ذرات منعکس میشوند. تغییر فرکانسی که پس از انعکاس ایجاد میشود (اثر داپلر)، نشاندهنده سرعت و حرکت سیال است. از آنجا که روش داپلر به ذرات معلق در سیال وابسته است، بیشتر در کاربردهایی که سیال ناخالص یا حاوی ذرات است، مثل فاضلاب، سیالات دوغابی و سیالاتی با ناخالصی بکار میرود. این روش بدلیل مقاومت در برابر شرایط نامطلوب و سیالات چگال، انتخابی ایدهآل برای محیطهای صنعتی سنگین است.
روش زمان عبوری (Transit Time)
در این نوع فلومتر، از دو سنسور استفاده میشود: یک فرستنده و یک گیرنده. سنسور فرستنده، پالسهای انرژی فراصوتی را در عرض لوله ارسال میکند و سنسور گیرنده این پالسها را دریافت میکند. مدت زمانی که پالسها برای عبور از لوله نیاز دارند، با سرعت جریان سیال ارتباط مستقیم دارد. زمانی که سیال در حال حرکت است، پالسها در جهت موافق سریعتر و در خلاف جهت سیال کندتر حرکت میکنند. با مقایسه زمانهای عبور در هر دو جهت، میتوان سرعت عبور سیال را با دقت بالایی اندازهگیری کرد. این روش برای سیالات تمیز و بدون ذرات معلق مناسب است و دقت بالایی در اندازهگیری دارد.
فلومتر التراسونیک زمان پرواز امواج فراصوت را از دو طرف لوله ارسال میکند. امواج از طرف فرستنده حرکت میکند و با عبور از سیال در حال حرکت به گیرنده میرسد. مدت زمان رسیدن و تغییر فاز امواج با سرعت حرکت سیال متناسب است. نصب صحیح مبدل ها برای اطمینان از دقیق بودن قرائت نهایی الزامی و ضروری است. نکته کلیدی در این فرآیند، زاویه شکست سیگنال التراسونیک هنگام عبور از لوله است. بهمین علت یک کوپلنت التراسونیک بین مبدل و لوله قرار می گیرد تا شکاف هوایی یا Gap، امواج فراصوت را مخدوش نکند.
انواع فناوری فلومتر التراسونیک از لحاظ کاربرد
دبی مترهای التراسونیک نه تنها از لحاظ روش اندازهگیری متنوعاند، بلکه به لحاظ نحوه نصب و ساختار فیزیکی نیز به سه دسته گیرهدار، هیبرید، درون خطی و پرتابل تقسیم میشوند که در ادامه به شرح هرکدام میپردازیم.
- فلومتر التراسونیک گیره دار Clamp-On Ultrasonic Flow Meters
فلومتر گیره دار Clamp-On التراسونیک، تقریبا از کم فرسایش ترین نوع دبی سنجها هستند. آنها به قسمت بیرونی لوله متصل می شوند و در نسخه های تک و دو سنسوره موجود هستند. در نسخه تک سنسور، حسگرهای ارسال و دریافت امواج التراسونیک در بدنه لوله قرار میگیرند.
این نوع بدون نیاز به ایجاد برش یا تغییری در ساختار لوله، بصورت خارجی روی لوله نصب میشود و امواج را از بیرون بدرون لوله ارسال میکند. این ویژگی، نصب و نگهداری آن را سادهتر کرده و مناسب انواع خطوط لوله تحت فشار و نیز لولههای بزرگ و کوچک است که امکان برش یا تغییرات ساختاری در آنها وجود ندارد.
- فلومترهای هیبریدی التراسونیک Hybrid Ultrasonic Flow Meters
فلومترهای هیبریدی میتوانند از هر دو روش داپلر و زمان عبوری استفاده کنند و انعطافپذیری بالایی در کاربردهای مختلف دارند. این نوع دستگاه به کاربران اجازه میدهد بسته به نوع سیال و شرایط آن، روش مناسب را انتخاب کنند. مثلا در مواقعی که سیال حاوی ذرات است از روش داپلر و در صورت تمیز بودن سیال از روش زمان عبوری استفاده میشود.
- دبی سنج های التراسونیک خطی In-Line Ultrasonic Flow Meters
فلومترهای درونخطی بگونهای طراحی شدهاند که در مسیر حرکت سیال قرار میگیرند و میتوانند بصورت دائمی نصب شوند. این نوع، دقت بالاتری در اندازهگیری دارد و برای کاربردهایی که نیاز به اندازهگیری جریان مداوم و طولانیمدت دارند، انتخابی مناسب است. در عین حال، نیازمند قطع گردش مایع یا گاز عبوری و ایجاد تغییراتی در لوله برای نصب است.
- فلومترهای التراسونیک قابل حمل Portable Ultrasonic Flow Meters
فلومترهای قابل حمل برای اندازهگیریهای موقتی و در محلهایی که نیاز به نظارت سیار دارند، مناسب هستند. این دستگاهها در اندازههای متنوع و با قابلیتهایی چون باتریهای قابل شارژ عرضه میشوند و میتوانند براحتی به نقاط مختلفی از خط لوله متصل شوند. این مدلها بصورت کلمپی روی لوله نصب شده و نیازی به قطعی گردش سیال ندارند، که این ویژگی آنها را بگزینهای ایدهآل برای بازرسیهای دورهای و تعمیرات صنعتی تبدیل میکند.
در جدول زیر، برای درک بیشتر موضوع، انواع فلومترهای التراسونیک را از نظر کاربردها، مزایا و معایب با یکدیگر مقایسه کردهایم.
نوع فلومتر | کاربردها | مزایا | معایب |
---|---|---|---|
داپلری | سیالات دوغابی، فاضلاب، سیالات حاوی ذرات معلق | مناسب برای محیطهای صنعتی سنگین، مقاومت در برابر سیالات ناخالص | نیازمند ذرات معلق برای کارکرد، دقت کمتر از فلومترهای زمان عبوری |
زمان عبوری | سیالات تمیز بدون ذرات، آب تمیز، گازها | دقت بالا، مناسب برای سیالات بدون ذرات، نیاز نداشتن به ذرات معلق | کارکرد ضعیف در حضور ذرات معلق، مناسب نبودن برای سیالات غلیظ |
هیبریدی | سیالات مختلف، شامل تمیز و دارای ذرات | انعطافپذیری بالا، امکان تغییر بین روش داپلری و زمان عبوری | هزینه بیشتر، نیازمند تنظیمات پیشرفته برای بهترین عملکرد |
گیرهدار (Clamp-On) | خطوط لوله بزرگ، تحت فشار و بدون تغییرات ساختاری | نصب آسان، عدم نیاز به برش لوله، عمر طولانی در محیطهای مختلف | تأثیرپذیری از جنس و ضخامت لوله، دقت کمتر در برخی شرایط |
درونخطی (In-Line) | اندازهگیری مداوم فلو، مناسب برای نیازهای دقت بالا | دقت بالا، نصب دائمی، مناسب برای شرایط پایدار و اندازهگیری دقیق | نیاز به قطع جریان برای نصب، هزینه نصب و نگهداری بالاتر |
پرتابل (Portable) | بازرسیهای دورهای، اندازهگیریهای کوتاهمدت و موقت | قابلیت حمل، نصب آسان بدون نیاز به قطع عبور سیال، مناسب برای نظارتهای دورهای | دقت کمتر نسبت به مدلهای ثابت، عدم مناسب بودن برای نصب دائمی |
لول ترانسمیتر التراسونیک نیز نوعی دبی سنج است که برای اندازه گیری فلوی کانال های باز، استخرها و رودخانهها کاربرد دارد! این تنوع در روشها و ساختارهای فلومیتر التراسونیک به صنایع مختلف اجازه میدهد متناسب با نیاز خود، مدلی را انتخاب کنند که با دقت و کارایی بالاتری حرکت مایعات و گازها را اندازهگیری کرده و مدیریت کنند.
ویژگی و مزایای فلومتر التراسونیک
- عمر طولانی و بدون سایش یا خوردگی ناشی از سیال در نتیجه اصل اندازهگیری غیر تماسی
- اندازه گیری مستقل از فشار، چگالی، دما، رسانایی و ویسکوزیته (برای سیالات همگن)
- طراحی درون خطی یا گیره ای برای اندازه گیری فلوی ثابت یا موقت
- بدون قطعات متحرک، در نتیجه تعمیر و نگهداری نسبتا پایینی دارد
- o/p متر بسته به چگالی، ویسکوزیته و دمای مایع متفاوت است
- فلوی مایع را در هر جهتی اندازهگیری میکند (دو جهته است)
- خروجی بصورت سیگنال جریانی آنالوگ است
- مناسب برای اندازه گیری فلوهای جرم بزرگ
- افت فشار سیال در این تجهیزات وجود ندارد
- مناسب برای هر نوع سایز خطوط لوله
- اندازهگیری بصورت ایمن و بهداشتی
- پاسخ دینامیکی خوبی دارد
- تطبیق پذیری بسیار خوب
- مصرف انرژی بسیار کم
- عدم تماس با مایعات
- بدون خطر نشتی
- نصب آسان
- دقت بالا
معایب و محدودیتها
- از دبی سنج های مکانیکی گرانتر هستند
- قطعات و سنسور های یدکی این دستگاه تقریبا گران است
- برای لوله های سیمانی (بتنی) و فلزی زنگ زده اصلا مناسب نیستند
- با وجود تعمیر و نگهداری پایین، حتما برای سرویس این فلومتر نیاز به افراد متخصص است
کاربردهای فلومتر التراسونیک
فلومترهای التراسونیک کاربردهای متنوع و تخصصی در صنایع مختلف دارند. در ادامه، کاربردهای تخصصی این تجهیز را در صنایع گوناگون شرح میدهم:
این ابزارهای مطمئن در صنعت نفت و گاز بدلیل دقت قابل قبول و قابلیت استفاده در شرایط پرچالش، جایگاه ویژهای دارند. این دستگاهها برای اندازهگیری فلوی نفت خام، گاز طبیعی، و دیگر سیالات خورنده و تحت فشار مورد استفاده قرار میگیرند. طراحی بدون تماس باعث میشود که در شرایطی با دما و فشار بالا، عملکرد دقیقی داشته باشند و در برابر خوردگی مقاوم باشند، که این ویژگی در خطوط انتقال نفت و گاز بسیار ارزشمند است.
در صنعت تصفیه آب و فاضلاب نیز این دستگاهها بعلت مقاومت در برابر رطوبت و آلودگی، بطور گسترده برای اندازهگیری فلوهای ورودی و خروجی آب، کنترل نشت و فاضلاب بکار میروند. بدلایل طراحی کلمپی و امکان نصب در خارج از لوله، برای جلوگیری از ورود آلودگی به دستگاه و حفظ بهداشت سیستم، گزینهای ایدهآل هستند و در نتیجه عمر مفید طولانی دارند.
در صنایع شیمیایی و پتروشیمی برای اندازهگیری سیالات حساس و خورنده مانند اسیدها و محلولهای شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرند. این دستگاهها که در برابر خوردگی مقاوم هستند، برای سیالاتی با نوسانات شدید دما و فشار نیز مناسباند و میتوانند مایعات چندفازی را با دقت اندازهگیری کنند. این ویژگیها باعث میشود که فلومترهای التراسونیک برای مدیریت سیالات پیچیده در این صنعت کارآمد باشند.
نیروگاهها و تولید انرژی نیز برای بهینهسازی سیستمهای خنککننده، کنترل بخار، و مدیریت بهینه مصرف سوخت بهره میبرند. در این محیطها که دما و فشار سیالات بالا است، فلومترهای التراسونیک بدلیل پایداری بالا در اندازهگیری فلو، ابزار مهمی در بهینهسازی عملکرد سیستمهای گرمایش و خنکسازی محسوب میشوند. توانایی این دستگاهها در کنترل دقیق جریانها به بهینهسازی تولید انرژی کمک میکند.
صنایع غذایی و دارویی که بهداشت و خلوص سیالات اهمیت ویژهای دارد، بدلایل طراحی غیرتماسی و کلمپی برای اندازهگیری دبی مایعات حساس استفاده میشود. این ویژگی مانع از ورود آلودگی به دستگاه میشود و برای تولید نوشیدنیها، داروها و محصولات بهداشتی، شرایط بهداشتی را تضمین میکند. بعلت نصب خارجی، این ابزارها از هرگونه تغییر در ترکیب سیال جلوگیری کرده و دقت بالایی در اندازهگیری دارند.
اگر میخواهید در زمینه فلومیترها و انواع آن بیشتر بدانید حتما بر روی لینک زیر کلیک کنید!
در سیستمهای توزیع گاز شهری، بعلت توانایی در اندازهگیری و تشخیص نشت، ابزار مفیدی برای کنترل ایمنی و مصرف بهینه گاز طبیعی هستند. این فلومترها میتوانند دادههای دقیقی را به سیستمهای کنترلی ارسال کرده و از این طریق مانع از هدررفت انرژی در شبکههای توزیع شوند. همچنین بدلیل دقت بالا در محیطهای تحت فشار، برای خطوط گاز طبیعی شهری انتخابی مطمئن محسوب میشوند.
سدها و نیروگاههای آبی برای اندازهگیری فلوی آب و مدیریت منابع آبی از دبی سنجهای فراصوت بهره میبرند. این دستگاهها میتوانند دبی آب ورودی و خروجی به توربینها را با دقت اندازهگیری کنند و به بهینهسازی تولید برق کمک کنند. همچنین در مدیریت منابع آبی برای اطمینان از کنترل دقیق ورودی و خروجی به مخازن سد، نیز نقش مهمی ایفا میکنند.
سیستمهای HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع)، برای اندازهگیری میترینگ آب سرد و گرم در خطوط لوله از فلومترهای التراسونیک بهره میبرند. این اندازهگیریها به کنترل دمای محیط و بهینهسازی مصرف انرژی کمک میکنند.
در کارخانهها و خطوط تولید صنعتی، فلومترهای التراسونیک برای کنترل مصرف مواد اولیه و بهینهسازی فرآیندهای تولید بکار میروند. این دستگاهها بدلیل نصب آسان و دقت بالا، انتخابی مناسب برای اندازهگیری فلوهای مایع و گاز هستند و در مواقعی که نیاز به اندازهگیری موقت یا قابل حمل وجود دارد، کاربرد زیادی دارند. برای بازرسیهای دورهای و مدیریت مصرف سیالات، این دستگاهها بعلت عدم نیاز به قطع سیال و قابلیت نصب خارجی، راهحلی عملی و سریع ارائه میدهند.
معرفی فلومترهای التراسونیک کوبولد آلمان
فلومتر التراسونیک کوبولد سری DUK دستگاهی با امکانات فوق العاده و دوام بسیار بالا.
مشخصات فنی
Measuring range
0.08 – 20 … 2.5 – 630 liquid l/min
Connection
G ½ … G 3 female thread, ½” … 3″ NPT female thread
Material
brass, stainless steel 1.4408
pmax
16 bar
tmax
90°C
Accuracy
±0.7 % of reading + 0.7 % of full scale
Switching output, frequency output, analogue output
compact electronics with IO link function
سطح سنج التراسونیک کوبولد مدل NUS4 مناسب برای اندازهگیری فلو کانالهای باز.
مشخصات فنی
Measuring range
depends on flow channel / weir
Connection
G 1½ , G2, 1½” NPT, 2″ NPT male thread
flange DN80, 125, 150, ANSI 3″,5″,6
Material Connection
polypropylene
pmax
bar3 abs
tmax
90°C
Accuracy
depends on flow channel / weir
Power supply
12 – 36 VDC, 2-wire
Output
4-20mA, relay
LCD-indication and programming unit
فلومتر التراسونیک پرتابل و ثابت سری DUC کوبولد
مشخصات فنی
Stationary – portable
Flow velocities
m/s 0 … ±30
Measuring units
volume flow, flow velocity, thermal output
Connection
clamp-on for pipe sizes DN10 … DN6000
tmax
150°C
Accuracy
up to 1%
Output
2x 4 – 20 mA, pulse, micro-USB, relay, RS232, RS485, totalizer
مراحل نصب و راه اندازی فلومتر التراسونیک
نصب فلومتر های التراسونیک به دو صورت ممکن است: نصب داخلی و نصب خارجی. در نصب داخلی، فلومیتر داخل لوله قرار میگیرد و در نصب خارجی، تجهیز روی لوله نصب میشود.
برای نصب داخلی، لوله باید برای نصب تجهیز برش داده شود و سپس تجهیز به لوله نصب میشود. برای نصب خارجی، دستگاه بوسیله بست ها و پیچها به لوله متصل میشود. قبل از نصب، باید مطمئن شوید که فلومیتر برای اندازه گیری جریان در کاربرد شما مناسب است و محل نصب بدرستی انتخاب شده است یا نه.
نکته مهمی که در نصب فلومیترهای فراصوت باید در نظر داشت، تنظیم دقیق دستگاه با توجه به شرایط محیطی است. برای راهاندازی دستگاه، باید پارامترهای مربوطه در دستگاه وارد شوند. سپس دستگاه را روشن کرده و تست کنید. قطعا برای داشتن دقت بالا در اندازه گیری دبی سیال، باید تغییرات در شرایط محیطی مانند دما، فشار، ترکیب شیمیایی و… در هنگام تنظیم، بدرستی در نظر گرفته شود.
همچنین فلومتر التراسونیک را میتوانید به سه حالت بر روی لوله نصب کنید. نصب بصورت تصویر شکل زیر (W-V-Z)
در صورتی که دبی متر بدرستی تنظیم نشود، دقت اندازه گیری فلو کاهش خواهد یافت و در بیشتر موارد، این دقت پایین، باعث شود که اطلاعات ارسال شده به کنترل سیستم نادرست باشد و در نتیجه به مشکلات و خطاهای مختلفی در سیستم منجر شود. علاوه بر تنظیم دقیق، باید اطمینان حاصل کرد که دستگاه در محل مناسبی نصب شده است یا نه. محل نصب فلومیتر باید بگونه ای انتخاب شود که امکان نصب، عیبیابی، نگهداری و تعمیرات آن با سهولت فراهم شود.
مراحل عیب یابی فلومتر التراسونیک
برای عیب یابی فلومتر التراسونیک، مراحل زیر را با دقت دنبال کنید:
- ورودی برق (تغذیه) دستگاه را بررسی کنید. سالم بودن فیوز تغذیه را نیز چک کنید.
- اگر منبع تغذیه سالم است اما نمایشگر روشن نمیشود، فیوز داخلی خود فلومیتر را تست کنید.
- کلیه اتصالات ترمینال های مربوط به دبی سنج را بر اساس نقشه بررسی کنید.
- وضعیت کارتهای داخلی دبی سنج التراسونیک را بررسی کنید. برد مدار چاپی باید تمیز و بدون رطوبت باشد. همچنین کابل های اتصال داخلی دستگاه را نیز بررسی نمایید.
- ارت فلومیتر التراسونیک را مطابق دفترچه راهنما چک کنید.
- سطح اغتشاشات الکتریکی را بررسی کنید و اطمینان حاصل کنید که در محدوده قابل قبول است.
- اگر نمایشگر مقادیر اندازهگیری شده را نشان میدهد اما سیگنال خروجی وجود ندارد ویا اشتباه است، وضعیت کارت خروجی را بررسی و اتصالات را چک کنید.
- اگر فلومیتر التراسونیک مقادیر مناسب را تشخیص نمیدهد، پارامترها را چک کنید.
- اگر خطایی در تجهیزوجود دارد، برد تقویت کننده فرستنده را تعویض کنید.
- اگر مقدار فلو منفی است، موقعیت نصب سنسور را اصلاح کنید.
- سیال باید دارای حرکتی آرام باشد و هیچ ذره جامدی نباید درون لوله ها وجود داشته باشد.
- الکترودها را تمیز کرده و اطمینان حاصل کنید که سطح الکترود شفاف و بدون آسیب است.
- دبی سنج التراسونیک را بصورت صحیح کالیبره نمایید.
یکی از مشکلات رایج در این دستگاهها، عدم نمایش فلو یا نمایش منفی فلو است. این مشکل بدلیل نصب نادرست سنسورها باشد؛ بطوری که اگر سنسورها در جهت صحیح جریان قرار نگرفته باشند، نمایشگر دستگاه مقدار صفر یا منفی را نشان میدهد. برای حل این مشکل، توصیه میشود ابتدا اتصالات برق و ترمینالها را بدقت بررسی کنید و از نصب صحیح و بدون قطعی مطمئن شوید.
قطع شدن سیگنال یا عدم دریافت آن از دیگر مشکلاتی است که میتواند منجر به اندازهگیری نادرست یا کارکرد اشتباه دستگاه شود. اگر دستگاه خطای قطع سیگنال را نمایش داد، لازم است کابلها، فیوزها و اتصالات مربوطه بررسی شوند. همچنین اگر پس از بازبینی همچنان سیگنال قطع باشد، ممکن است سنسور یا فرستنده دچار نقص فنی شده باشند و نیاز به بررسی تخصصی داشته باشند.
یکی دیگر از مشکلات متداول، نوسان در نتایج اندازهگیری است که بصورت تغییرات پیوسته در مقدار خروجی مشاهده میشود. علت این مشکل در اثر وجود حبابهای هوا یا ذرات اضافی در سیال باشد که بر دقت اندازهگیری تأثیر میگذارد. در چنین شرایطی، توصیه میشود سیال را از نظر وجود حباب و ناخالصی بررسی کنید و سطح نویز محیطی را نیز کنترل نمایید، زیرا نویزهای الکتریکی در نزدیکی دستگاه میتوانند باعث ایجاد نوسان در اندازهگیری شوند.
در مواردی، فلومترهای التراسونیک امکان دارد در دما یا فشار بالا دچار خطا شوند. اگر دستگاه خطای دما یا فشار را گزارش دهد، باید مطمئن شوید که دستگاه در محدودههای تعیینشده برای دما و فشار کار میکند. برخی از مدلها بطور خاص برای شرایط سخت صنعتی طراحی شدهاند؛ بنابراین، اگر شرایط محیطی دشوار است، استفاده از چنین مدلهایی توصیه میشود.
در نهایت، خطاهای کالیبراسیون و دقت پایین در اندازهگیری نیزرخ میدهد. اگر فلومیتر نتایج غیر واقعی یا با اختلاف زیاد از مقدار واقعی ارائه میدهد، احتمالاً کالیبراسیون دستگاه مختل شده است. در این حالت، بهتر است دستگاه بصورت دورهای کالیبره شود و تنظیمات پیشرفته نیز مطابق با مشخصات سیال و شرایط محیطی بازبینی گردد. این اقدامات، به حفظ دقت و عملکرد بهینه تجهیز کمک میکنند و عمر مفید دستگاه را نیز افزایش میدهند.
برند های مطرح در زمینه فلومترهای التراسونیک
- ایبیبی ABB
- فلکسیم Flexim
- زیمنس Siemens
- کوبولد Kobold آلمان
- امرسون Emerrson
- یوکوگاوا Yokogawa
- اندرس هاوزر Endress+Hauser
- کرونه Krohne
قیمت فلومتر التراسونیک
قیمت فلومترهای التراسونیک معمولاً بعوامل متعددی متکی است از جمله: نوع، سایز دستگاه، دقت اندازهگیری، محدوده فرکانس، ویژگیهای خاص و شرکت تولید کننده. همچنین، باید به محدوده دمای کاری، فشار کاری و نوع سیال (مانند مایع یا گاز) نیز توجه کرد. محدوده قیمت دبی مترهای التراسونیک از 1000 دلار تا 7000 دلار میباشد. برای دریافت لیست قیمت و خرید دبی سنج التراسونیک و کسب اطلاعات دقیقتر با مشاوران شرکت آداک فرایند سپهر تماس حاصل فرمایید.
فلومترهای التراسونیک گیرهدار مقرون بصرفهای نیز وجود دارند که قیمت انواع مختلف آنها در محدوده 30 الی 40 میلیون تومان است. برای دریافت مشخصات فنی و قیمت دقیق با ابزار دقیق آداک فرآیند سپهر تماس بگیرید.
نتیجه گیری
فلومترهای التراسونیک یکی از بروزترین ابزارها برای اندازهگیری دبی سیالات هستند. دبی سنج التراسونیک با استفاده از امواج فراصوت، فلوی مایعات و گازها را بدون تماس مستقیم با سیال اندازهگیری میکنند. این ویژگی باعث میشود که دستگاه عمر بیشتری داشته و در برابر سایش و خوردگی مقاوم باشد. فلومیتر التراسونیک بعلت دقت و قابلیت اطمینان بالا در صنایع آب و فاضلاب، نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد دارد.
فلومترهای التراسونیک به دو روش اصلی داپلر و زمان عبوری کار میکنند؛ روش داپلر برای سیالات دارای ذرات معلق و روش زمان عبوری برای سیالات تمیز استفاده میشود. نصب این دستگاهها به دو صورت داخلی و خارجی انجام میشود، که روش خارجی (کلمپی) نیاز به برش لوله ندارد و براحتی روی لوله نصب میشود.
از مزایای کلیدی این دستگاه میتوان بدقت بالا، نصب آسان، عمر طولانی و عدم نیاز به تعمیرات مداوم اشاره کرد. همچنین، تولید کنندگان و برندهای معتبری مانند ABB، زیمنس و کوبولد در یطح جهانی وجود دارند که از استانداردهای ضدانفجاری نظیر اتکس و Ex پیروی میکنند.
سوالات متداول
فلومتر التراسونیک چه دستگاهی است و در کجا کاربرد دارد؟
فلومیتر التراسونیک نوعی دبی سنج حجمی است که از امواج صوتی و فراصوت برای تشخیص دقیق مایعات و گازها استفاده میکند. صنایعی که بیشتر از این دستگاهها استفاده می کنند شامل: نفت و گاز، آب و فاضلاب، برق، صنایع تولید مواد شیمیایی، مواد غذایی و آشامیدنی میباشد.
فلومتر التراسونیک چگونه کار میکند؟
دو سنسور التراسونیک در فاصله مشخصی از یکدیگر قرار دارند و امواج صوتی را در هر دو جهت بین یکدیگر ارسال و دریافت میکنند. میدانیم که سرعت صوت در محیط ثابت مانند هوا برابر است با 340 متر بر ثانیه. اگر سیال بین سنسورها تغییر کند، مثلاً آب که سرعت صوت در آن 1500 متر بر ثانیه است، زمان انتقال امواج صوتی بین سنسورها نیز تغییر خواهد کرد. و اگر سیال شروع به حرکت کند (مثلاً آب یا هوا)، زمان انتقال امواج صوتی در دو جهت متفاوت خواهد بود. موافق حرکت سیال زمان انتقال کاهش مییابد. و مخالف آن زمان انتقال امواج افزایش مییابد.
چگونه یک فلومتر التراسونیک انتخاب کنیم؟
برای انتخاب دبی سنج التراسونیک با شماره 02177809784 تماس بگیرید، تا از واحد فنی آداک فرآیند سپهر مشاوره رایگان دریافت نمایید.
آیا فلومتر التراسونیک در نیروگاه کاربرد دارد؟
دبی سنجهای التراسونیک در نیروگاهها بدلیل دقت و قابلیت اطمینان بالا در بخشهای مختلفی مانند مدارهای خنککننده اصلی و کمکی، سیستمهای گرمایش منطقهای، حفاظت از پمپها و اندازهگیری میعانات و آب استفاده میشوند. این دستگاهها در مدارهای خنککننده برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستمهای خنکسازی و در سیستمهای گرمایش منطقهای برای مدیریت و بهینهسازی توزیع حرارت بکار میروند.
همچنین، با نظارت بر گردش مایعات ورودی و خروجی پمپها، عملکرد صحیح آنها تضمین شده و از خرابی جلوگیری میشود. در نیروگاههای بخار نیز، جریان سنجهای التراسونیک فلوی میعانات و آب تغذیه را اندازهگیری میکنند تا تأمین مستمر آب برای بویلرها فراهم شود.
قیمت فلومتر التراسونیک چقدر است و بهترین برند ها کدامند؟
فلومتر التراسونیک در انواع مختلفی ساخته میشود بهمین علت قیمت بر اساس نوع و شرکت سازنده فرق خواهد کرد، البته کد محصول نیز که بیانگر مشخصات دبی سنج است نیز در قیمت تاثیر خواهد داشت. بهترین برندهای جریان سنج های التراسونیک عبارتند از: کوبولد، امرسون، کرونه، اندرس هاوزر، ای بی بی، زیمنس و یوکوگاوا.
دقت دبی سنج التراسونیک چقدر است؟
دقت دبیمتر بسیار بالاست، محدوده دقت فلومتر التراسونیک معمولا از 0.7٪ تا 1٪ میتواند باشد.
عوامل موثر بر دقت فلومتر برای اندازهگیری فلوی گاز را نام ببرید؟
نویز، اعوجاج پروفیل، تجمع کثیفی و وجود مایعات در کنار گاز.
مراحل کاهش نویز در فلومترهای التراسونیک چگونه است؟
برای کاهش تاثیر نویز، نصب دستگاه در مکانی که از تجهیزات الکتریکی پرقدرت یا زانوییها و تغییرات شدید جریان دور باشد، توصیه میشود. همچنین، استفاده از کابلهای محافظ و زمینکردن صحیح دستگاه باعث کاهش نویز الکتریکی میشود. برخی از فلومترها دارای فیلترهای داخلی نویز هستند که بکاهش تداخلات کمک میکنند. استفاده از این فیلترها و نیز بررسی و تنظیم دورهای دستگاه برای اطمینان از عملکرد صحیح، میتواند دقت اندازهگیری را در شرایط نویزی افزایش دهد.
آیا استفاده از فلومترهای التراسونیک در لولههایی که دارای پوشش عایق حرارتی هستند، امکانپذیر است؟
بله، استفاده از نوع گیره دار در لولههای عایقدار امکانپذیر است، اما باید بخش کوچکی از عایق در محل نصب سنسورها برداشته شود تا سنسورها بتوانند تماس مستقیم با لوله داشته باشند. در غیر این صورت، دقت اندازهگیری کاهش مییابد.
فلومتر التراسونیک توتالیزاسیون Totalization چیست؟
فلومتر توتالیزه مجموع مقدار گاز، مایع یا حرکت سیالی را که از یک لوله می گذرد، تشخیص میدهد. آنها برای استفاده برای سیال هایی طراحی شده اند که دارای ذرات یا حبابهایی بزرگتر از (ppm) 100 دارند. از آنجایی که در جریان سنج های التراسونیک معمولی امواج توسط ذرات یا حباب ها منحرف میشود، فلومیتر التراسونیک توتالیزه برای مقابله با این مشکل ایده آل هستند. و مناسبترین نوع برای کاربردها در اندازه گیری فاضلاب، لجن فعال شده، لجن فعال پسماند، لجن، دوغاب، نفت خام، دوغاب آهک، فسفات ها و ذخایر خمیر کاغذ است. در فلومیتر التراسونیک توتالیزاسیون بدلیل وجود حباب ها و ذرات معلق در سیال، از فناوری داپلر استفاده شده است.
چه پارامترهایی از قبیل سرعت صوت، دما، و فشار سیال بر روی زمان عبوری در فلومتر التراسونیک تاثیر میگذارند و این تاثیر چگونه اندازهگیری میشود؟
زمان عبوری امواج در فلومترهای فراصوت بطور مستقیم تحت تاثیر سرعت صوت در سیال، دما و فشار آن قرار میگیرد. سرعت صوت در سیالهای مختلف متفاوت است و به دمای سیال وابسته است؛ با افزایش دما، سرعت صوت افزایش مییابد که میتواند نتایج اندازهگیری را تغییر دهد. فشار سیال نیز میتواند بر تراکم آن اثر بگذارد و بدین ترتیب سرعت امواج تغییر کند. این تاثیرات با استفاده از سنسورهای دما و فشار در کنار دستگاه اصلی اندازهگیری میشوند و نتایج بصورت خودکار توسط دستگاه پردازش و تعدیل میشوند تا دقت حفظ شود.
در هنگام اندازهگیری جریانهای دوفازی (حاوی گاز و مایع) با فلومتر التراسونیک، چه خطاهایی رخ میدهد و چگونه میتوان آنها را کاهش داد؟
جریانهای دوفازی (مانند گاز و مایع) چالشهای خاصی برای فلومترهای التراسونیک ایجاد میکنند؛ زیرا حضور فاز گاز یا حبابها در سیال باعث پراکندگی و تضعیف امواج فراصوت شده و دقت اندازهگیری کاهش مییابد. در روش داپلر، این مشکل کمتر دیده میشود زیرا این روش به حضور ذرات معلق نیاز دارد، اما در روش زمان عبوری، این امر منجر به خطاهای بزرگ میشود. برای کاهش این خطاها، میتوان از تجهیزات هیبریدی استفاده کرد که قابلیت تغییر بین دو حالت داپلر و زمان عبوری را دارند و بسته به نوع ماده، روش اندازهگیری بهینه را انتخاب میکنند. همچنین، تنظیم دقیق حساسیت دستگاه و استفاده از فیلترهای نویز میتواند خطاها را کاهش دهد.
آیا فلومترهای التراسونیک به تنظیمات خاصی برای نصب در خطوط لوله با مواد خاص (مانند پلیاتیلن یا فولاد ضد زنگ) نیاز دارند؟
بله، جنس لوله بر انتشار و جذب امواج فراصوت تاثیر میگذارد؛ لولههای فلزی بدلیل چگالی بالا میتوانند بخشی از امواج را جذب کنند، در حالی که لولههای پلیاتیلنی انعطاف بیشتری دارند و امواج را بهتر منتقل میکنند. تنظیمات اولیه شامل تنظیم دقیق زاویه امواج و همچنین بررسی محل نصب موجب میشود سنسورها بهترین تماس را با سطح لوله داشته باشند و دقت اندازهگیری حفظ شود.
چه تکنیکهایی برای کالیبراسیون دقیق فلومتر التراسونیک توصیه میشود و چگونه خطاهای کالیبراسیون را میتوان تشخیص داد؟
کالیبراسیون کامل و صحیح به چندین روش قابل انجام است؛ یکی از رایجترین روشها، کالیبراسیون بر اساس اندازهگیری جریان مرجع است. در این روش، فلوی مرجع مشخصی در لوله برقرار شده و تنظیمات دستگاه مطابق با آن انجام میشود. روش دیگر، استفاده از دستگاههای کالیبراسیون قابل حمل است که براحتی به تجهیز متصل میشوند و دقت اندازهگیری را بررسی میکنند. خطاهای کالیبراسیون معمولاً در صورت تغییرات ناگهانی در نتایج یا عدم تطابق با مقادیر استاندارد آشکار میشوند و نیازمند تنظیم مجدد دستگاه هستند.
در انتخاب بین فلومتر التراسونیک کلمپی و درونخطی، چه معیارهایی را باید مدنظر قرار داد؟
معیار اصلی انتخاب بین این دو مدل، نیاز بدقت و میزان توقف یا تغییرات در سیستم است؛ اگر دقت بسیار بالا و دائمی نیاز است، فلومتر درونخطی بهتر عمل میکند.
چگونه میتوان پایداری سیگنال و کاهش نویز را در فلومترهای التراسونیک در محیطهای با نویز بالا مانند صنایع نیروگاهی و پتروشیمی بهینه کرد؟
استفاده از کابلهای محافظتشده و زمین کردن دستگاهها از ابتداییترین اقدامات است. بکار بردن فیلترهای دیجیتال برای حذف نویزهای فرکانس بالا در سیگنال نیز موثر است. برخی از دستگاههای پیشرفته همچنین از فیلترهای نرمافزاری برای شناسایی و حذف نویز بهره میبرند. قرار دادن دستگاه در فاصلهای مناسب از منابع نویز مانند موتورهای پرقدرت و استفاده از محفظههای محافظ میتواند تاثیر محیطی را بحداقل برساند.
چه فیلترهای دیجیتالی یا آنالوگی در فلومترهای التراسونیک برای حذف نوسانات و نویز در جریانهای غیریکنواخت استفاده میشود؟
در فلومترهای التراسونیک، فیلترهای دیجیتال مانند فیلترهای میانگینگیری و فیلترهای فرکانسی برای حذف نویز و نوسانات بکار میروند. فیلتر میانگینگیری، نوسانات لحظهای را کاهش داده و دادههای پایدارتر را ارائه میدهد، در حالی که فیلترهای فرکانسی از سیگنالهای فرکانس بالا که نویز ایجاد میکنند، جلوگیری میکنند. فیلترهای آنالوگ مانند فیلترهای پایینگذر نیز برای حذف نویز در شرایط خاص بکار میروند و پایداری بیشتری به نتایج میبخشند.
در چه شرایطی لازم است فلومتر التراسونیک در فواصل زمانی کوتاهتری کالیبره شود و آیا تغییرات فصلی بر نیاز به کالیبراسیون تاثیر میگذارد؟
فلومترهای التراسونیک باید زمانی که در شرایط دمایی یا فشاری متغیر و یا سیالات چگال بکار میروند، در فواصل کوتاهتری کالیبره شوند. تغییرات فصلی که منجر به نوسانات دمایی یا تغییرات در ترکیب سیالات میشود، میتواند باعث ایجاد انحراف در نتایج شود. در محیطهای باز یا شرایطی که دستگاه با سیالاتی با ویسکوزیته یا چگالی متغیر کار میکند، کالیبراسیون فصلی توصیه میشود تا دقت اندازهگیری حفظ شود.