فلومتر یا دبی سنج (flow meter) وسیله ای است که حجم مواد عبوری را نسبت به زمان اندازه گیری می کند. امروزه در تمامی صنایع از جمله صنایع نفت یا پتروشیمی و... سنجش و اندازه گیری مقدار دقیق فلو یا جریان عبوری سیالی مانند گاز و یا نفت بسیار مهم می باشد. جالب است بدانید که اندازه گیری دقیق فلو یا دبی یک ماده به دلیل ملاحظات مالی به خاطر فروش وخرید حجم مشخصی از آن ماده و کالا مانند کنتور گاز خانگی و تبادلات نفتی و ... از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
فلومتر آلتراسونیک
فلومترهای اولتراسونیک از امواج صوتی برای تخمین سرعت جریان سیال در لوله استفاده می کنند. در شرایطی که جریانی وجود ندارد، موج اولتراسونیک فرستاده شده به درون لوله و بازتاب آن از سیال، دارای فرکانس های یکسانی اند. در شرایطی که جریان وجود دارد، فرکانس موج بازتابی متفاوت است؛ به سبب پدیده ای که به اثر داپلر معروف است. زمانی که سیال سریع تر حرکت می کند، تغییر فرکانس به صورت خطی افزایش می‌یابد. فرستنده برای تخمین دبی جریان، سیگنال های موج فرستاده شده و بازتاب آن را مورد پردازش قرار می دهد. بعبارتی دیگر میتوان اینگونه تعریف کرد که فلومتر التراسونیک Ultrasonic Flowmeter برای تعیین سرعت سیال جریان در یک لوله از امواج صوتی استفاده میکند. در مواقعی که جریانی وجود ندارد، فرکانس امواج التراسونیک به یک لوله انتقال پیدا میکند و بازتاب آن نسبت به مایع سیال یکسان است. در زمان جریان، فرکانس موج بازتاب شده به خاطر تاثیر داپلر متفاوت میباشد. زمانی که سیال سریعتر حرکت کند، تغییر فرکانس به طور خطی افزایش پیدا میکند. فرستنده سیگنالها را از امواج منتقل شده و بازتاب آن به جریان درمی آورد تا سرعت جریان را تعیین کند. فلومتر التراسونیک، امواج التراسونیک را بین مبدلها در سمت بالا و پایین لوله میفرستد و دریافت میکند. در بخشهایی که جریانی وجود ندارد، حرکت جریان بالا و پایین در بین مبدلها به یک اندازه طول میکشد. در زمان جریان، موج بالایی کندتر حرکت میکند و نسبت به موج پایینی زمان بیشتری میگیرد و سریعتر حرکت میکند. فلومتر التراسونیک در انواع مختلف مانند فلومتر التراسونیک پرتابل، گاز، مایع و آب ساخته می شود.
شناخت عملکرد فلومتر آلتراسونیک (Ultrasonic Flowmeter)
فلومتر التراسونیک برای اندازه گیری دبی جریان از امواج صوتی استفاده می‌کنند. در واقع با عبور پالس های صوتی از جریان و انجام محاسبات و تبدیلاتی امکان محاسبه سرعت جریان فراهم خواهد شد. چندین روش برای این کار وجود دارد که در ادامه مرور می‌کنیم:
روش های اندازه گیری جریان به وسیله فلومتر آلتراسونیک
در این بخش ابتدا با روش ترانزیت زمانی آشنا می‌شود. روشی که با امواج فراصوت و اندازه گیری زمان در لوله سرعت جریان را محاسبه میکند. معمولا در لوله های تصفیه آب از این روش برای محاسبه شدت جریان استفاده می‌شود. فلومترهای CLAMP-ON از این روش برای محاسبه جریان استفاده می‌کنند. در روش ترانزیت تایم، دو سنسور روبروی یکدیگر با زاویه 45 درجه داخل کانال نصب میشوند. یک موج التراسونیک در یک لحظه از یک سنسور به سنسور دیگر تابانده می‌شود. این موج پس از عبور از یک سنسور، توسط سنسور روبرویی دریافت می‌شود. زمان ثبت خواهد شد. حالا سنسور دوم که دریافت کننده موج بود این بار خود اقدام به ارسال امواج فراصوت میکند. زمان مجدد ثبت می‌شود که خواهید دید که موج در زمان متفاوتی به سنسور اول می‌رسد. چرا این زمان متفاوت است؟
در فلومتر آلتراسونیک، اگر روش تفاوت زمان دریافت امواج استفاده شود در واقع پاسخ به این سوال شما را به سرعت جریان میرساند. با در نظر گرفتن زاویه دو سنسور موج یک بار در جهت جریان و بار دیگر خلاف جهت جریان حرکت خواهد کرد. واضح است که اگر در جهت جریان بوده باشد، سریعتر به سنسور دیگر می‌رسد و اگر خلاف جهت جریان باشد نیز زمان بیشتری طول میکشد. همین تفاوت زمانی هم جهت جریان را مشخص خواهد کرد و هم سرعت جریان.
روش های دیگری نیز توسط فلومتر التراسونیک برای اندازه گیری جریان به کار میرود. یکی از این روش ها، روش داپلری است. در این روش از اثر دوپلر استفاده می‌شود. روشی که از اثر دوپلر در امواج استفاده میکند که بر اساس آن صدای تا پیش از آنکه به شما برسد مختصات خاصی دارد و وقتی از شما عبور میکند تغییر خواهد کرد
فلومتر التراسونیک داپلر
در مورد فلومتر التراسونیک روش ترانزیت زمانی و نصب دو سنسور یکی از مهم‌ترین محدودیت‌هایی که با آن مواجهیم عدم وجود ذرات معلق و جامد و یا حباب آب است. سیالاتی که رسوبات متخلخل دارند را کمتر با روش انتقال زمانی بررسی می‌کنند. روش داپلر در این موارد کارآمدتر است. سنسورهای پیزوالکتریک با ارسال فرکانس این سنسورها در حد 620 کیلو هرتز است. در صورتی که حباب یا ذرات ریز میان مسیر وجود داشته باشد این سنسورها از پس کار اندازه گیری برمی‌آیند مگر آنکه پساب شرایط انسدادی پیش آورد که در این صورت روند ارسال امواج مختل خواهد شد.
یکی دیگر از روش های بسیار دقیق فلومتر التراسونیک استفاده از اسکن سه بعدی است. چیزی شبیه به آنچه هنگام تصویربرداری از بدن استفاده می‌شود. در این روش با تابش و بازتاب امواج؛ تصویر مشخصی از تمام سطح جریان از کف تا سر ظاهر می‌شود که اطلاعات دقیق بسیاری به شما خواهد داد. به طور مثال اگر این فلومتر را برای اندازه گیری سرعت جریان در دریا استفاده کنید؛ می‌توانید با آنالیز داده‌های آن موانع، از شرایط کف دریا یا اقیانوس نیز مطلع شود. این روش بسیار دقیق است و جالب است بدانید که هزینه آن نیز نسبت به روش پارشال فلوم مقرون به صرفه تر است.
نصب فلومتر التراسونیک
در زمینه نصب میتوان دو شیوه متفاوت را نام برد:
1- دبی سنج التراسونیک Clamp –on
این دبی سنج رولی لوله نصب قرار میگیرد. پس هم به صورت موقت مورد استفاده است و هم امکان استفاده دائمی در لوله دارد. فلومترهای clamp-on به صورت گیره ای نصب می‌شود و سنسورهای آن روی محل مناسبی از سطح لوله با گیره متصل خواهند شد. در واقع این سنسور را با نام فلومتر التراسونیک پرتابل نیز می‌شناسند.
2- دبی سنج التراسونیک In-line
این سنسور میان مسیر خط لوله به صورت دائمی نصب شده و به صورت پیوسته داده هایی با دقت بالا منتقل میکند. دقت این سنسورها بسیار زیاد است و تحت تاثیر هیچ کدام از عوامل موثر در عدد رینولدز قرار نمی‌گیرد. برای عملکرد مناسب به سنسورهای مرطوب نیاز دارد.
فلومترهای اولتراسونیک زمان انتقال، امواج اولتراسونیک را در هر دو جهت بالادست جریان در لوله و پایین دست آن بین ترنسدیوسرها می‌فرستند و دریافت می کنند. در حالتی که جریانی وجود ندارد، مدت زمان انتقال موج در هردو جهت بین ترنسدیوسرها یکسان است. در شرایطی که جریان داریم، موج بالادستی مسیر را آهسته تر و در مدت زمان بیشتری نسبت به موج پایین‌دستی (موج سریعتر) طی میکند. زمانی که جریان سریعتر حرکت کند، تفاوت میان زمان‌های انتقال موج‌های بالادستی و پایین دستی افزایش می یابد.
فلومترهای اولتراسونیک زمان انتقال، معمولا دقیق‌تر از فلومترهای اولتراسونیک داپلر اند. فلومترهای اولتراسونیک داپلر معمولا اقتصادی‌تر اند.
بعبارتی به طور مختصر میتوان دبی سنج التراسونیک را در عبارات زیر بیان کرد:
- یک جفت (یا جفت) مبدل ، که هر کدام فرستنده و گیرنده خود را دارند ، بر روی دیواره لوله قرار می گیرند ، یکی (مجموعه) در بالادست و دیگری (تنظیم) در پایین دست.
- زمان حرکت امواج صوتی از مبدل بالادست به مبدل پایین دستی (td) کوتاه تر از زمانی است که برای عبور امواج مشابه از پایین دست به بالادست (tu) لازم است.
در نظر داشته اشید که هرچه اختلاف بیشتر باشد ، سرعت جریان نیز بیشتر خواهد بود.
ویژگی های دبی سنج التراسونیک
- فشار : 207 میله (نوع درج) / نامحدود (گیره در نوع)
- دما : -180 درجه C تا 260 درجه سانتی گراد
- اندازه : 3 میلی متر تا 3000 میلی متر
- مایعات : گازهای تمیز ، مایعات تمیز / خورنده (با مواد جامد / حباب کم / بدون)
- دامنه سرعت : 0.3 تا 15 متر بر ثانیه
- MOC : بیشتر در فولاد ضد زنگ / آلیاژ است
- دقت عبارت است از: + 0.5٪ دبی برای نوع درج / + 1٪ تا + 3٪ دبی برای گیره در نوع
توانایی برد 10: 1 تا 300: 1 است
- طول بالادست / طول مستقیم پایین دست 10/5 است
- اندازه گیری جریان دو طرفه
مزایای دبی سنج التراسونیک
- در مسیر جریان هیچ مانعی / متحرکی وجود ندارد
- بدون افت فشار
- هزینه نگهداری کم
- مدل های چند مسیری از دقت بالاتری برای طیف وسیع تری از تعداد رینولدز برخوردار هستند
- می تواند در جریان سیال خورنده استفاده شود
- مدل های قابل حمل برای تجزیه و تحلیل درست و تشخیص در دسترس است
معایب فلومتر التراسونیک
- فقط مایعات و گازهای تمیز قابل اندازه گیری است
- هزینه راه اندازی اولیه بالاتر
نصب فلومترهای التراسونیک
جریان سنج¬های التراسونیک در دو مدل نصب در دسترس هستند. یکی سیستم¬های در خط (IN-LINE) و دیگری سیستم¬های گیره ای (CLAMP-ON) .
در طراحی IN-LINE، ترانسدیوسرهای التراسونیک به صورت صلیب در دیواره لوله جانمایی شده¬اند که به صورت مستقیم یا غیر مستقیم با سیال در تماس هستند. این سیستم¬ها می¬توانند دقتی در حدود % 0.5 نرخ جریان یا بهتر را فراهم کنند.
در طراحی CLAMP-ON، ترانس دیوسرهای التراسونیک در بیرون پایپینگ جانمایی می¬شوند. پالس صوتی باید از دیواره لوله و هرگونه پوششی که در مسیر است عبور کند. در حین نصب قوانین بازتاب و انکسار باید در نظر گرفته شوند. این سیستم¬ها می¬توانند دقتی در حدود % 2 نرخ جریان را فراهم کنند. اگر کالیبراسیون در داخل سلیت انجام گیرد می¬توان دقت این سیستم را به % 0.5 نیز رساند.
- فلومترهای التراسونیک از DN 25 تا DN 3000 موجود هستند. ولی در بالای DN 600 مدل CLAMP-ON ترجیح داده می¬شود.
- از این جریان سنج¬ها برای سیالات با محدوده سرعت 1 تا 10 متر بر ثانیه و محدوده دمایی 40- تا 260 درجه سانتیگراد استفاده می¬شود.
در انتخاب فلومتر التراسونیک موارد زیر را باید در نظر داشت:
- محدوده اندازه گیری جریان
- فشار خط
- نحوه نصب
- چگالی سیال
- ثابت یا متحرک بودن دستگاه
- وجود ذرات ناخالص در دستگاه
کاربردها:
- فرآیندهای شیمیایی
- نیروگاه¬ها
- آب و فاضلاب
- صنایع غذایی
- صنایع دارویی
- تشخیص نشتی
- صنایع نفت و گاز
فلومتر التراسونیک,قیمت فلومتر التراسونیک,خرید انواع فلومتر التراسونیک,فروش اینترنتی فلومتر التراسونیک,فلومتر التراسونیک چیست,فلومتر التراسونیک گاز,قیمت فلومتر التراسونیک,فلومتر التراسونیک پرتابل,انواع فلومتر التراسونیک,فلومتر الکترومغناطیسی,فروش فلومتر التراسونیک,لیست قیمت فلومتر