طبقه بندی فلومتر

طبقه بندی تجهیزات جریان را می توان به موارد زیر تقسیم کرد: فلومتر حجمی، فلومتر سرعت، فلومتر هدف، فلومتر الکترومغناطیسی، فلومتر گردابی، روتامتر، فلومتر فشار دیفرانسیلی، فلومتر اولتراسونیک، فلومتر جرمی و غیره.

۱. روتامتر

فلومتر شناور، که به عنوان روتامتر نیز شناخته می‌شود، نوعی فلومتر با سطح مقطع متغیر است. در یک لوله مخروطی عمودی که از پایین به بالا گسترش می‌یابد، نیروی هیدرودینامیکی بر روی شناور با مقطع دایره‌ای اعمال می‌شود و شناور می‌تواند آزادانه بالا و پایین برود. این مخروط تحت تأثیر سرعت جریان و نیروی شناوری بالا و پایین می‌رود و پس از تعادل با وزن شناور، از طریق یک کوپلینگ مغناطیسی به صفحه مدرج منتقل می‌شود تا میزان جریان را نشان دهد. به طور کلی به روتامترهای شیشه‌ای و فلزی تقسیم می‌شود. فلومترهای روتور فلزی رایج‌ترین نوع مورد استفاده در صنعت هستند. برای محیط‌های خورنده با قطر لوله کوچک، معمولاً از شیشه استفاده می‌شود. به دلیل شکنندگی شیشه، نقطه کنترل کلیدی نیز یک فلومتر روتور ساخته شده از فلزات گرانبها مانند تیتانیوم است. بسیاری از تولیدکنندگان فلومتر روتور داخلی وجود دارند، عمدتاً چنگده کرونی (با استفاده از فناوری کلن آلمان)، کارخانه ابزار دقیق کایفنگ، چونگ‌کینگ چوانی و چانگژو چنگفنگ همگی روتامتر تولید می‌کنند. با توجه به دقت و تکرارپذیری بالای روتامترها، از آنها به طور گسترده در تشخیص جریان لوله‌هایی با قطر کوچک (≤ 200MM) استفاده می‌شود.

۲. کنتور جریان جابجایی مثبت

فلومتر جابجایی مثبت، جریان حجمی سیال را با اندازه‌گیری حجم اندازه‌گیری تشکیل شده بین محفظه و روتور اندازه‌گیری می‌کند. فلومترهای جابجایی مثبت بر اساس ساختار روتور شامل نوع چرخ‌دنده کمری، نوع خراشنده، نوع دنده بیضوی و غیره هستند. فلومترهای جابجایی مثبت با دقت اندازه‌گیری بالا، برخی تا 0.2٪؛ ساختار ساده و قابل اعتماد؛ کاربرد گسترده؛ مقاومت در برابر دما و فشار بالا؛ شرایط نصب کم مشخص می‌شوند. این فلومترها به طور گسترده در اندازه‌گیری نفت خام و سایر فرآورده‌های نفتی استفاده می‌شوند. با این حال، به دلیل وجود چرخ‌دنده، حجم زیاد خط لوله بزرگترین خطر پنهان است. نصب فیلتر در جلوی تجهیزات ضروری است که طول عمر محدودی دارد و اغلب نیاز به نگهداری دارد. واحدهای اصلی تولید داخلی عبارتند از: کارخانه ابزار دقیق کایفنگ، کارخانه ابزار دقیق آنهویی و غیره.

۳. کنتور جریان فشار دیفرانسیلی

فلومتر فشار تفاضلی یک دستگاه اندازه‌گیری با سابقه طولانی استفاده و داده‌های تجربی کامل است. این یک فلومتر است که اختلاف فشار استاتیک ایجاد شده توسط سیال عبوری از دستگاه تنظیم فشار را اندازه‌گیری می‌کند تا نرخ جریان را نمایش دهد. اساسی‌ترین پیکربندی آن از دستگاه تنظیم فشار، خط لوله سیگنال فشار تفاضلی و گیج فشار تفاضلی تشکیل شده است. رایج‌ترین دستگاه تنظیم فشار در صنعت، "دستگاه تنظیم فشار استاندارد" است که استاندارد شده است. به عنوان مثال، روزنه استاندارد، نازل، نازل ونتوری، لوله ونتوری. اکنون دستگاه تنظیم فشار، به ویژه اندازه‌گیری جریان نازل، به سمت ادغام شدن پیش می‌رود و فرستنده فشار تفاضلی با دقت بالا و جبران دما با نازل ادغام می‌شوند که دقت را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد. از فناوری لوله پیتوت می‌توان برای کالیبراسیون آنلاین دستگاه تنظیم فشار استفاده کرد. امروزه، برخی از دستگاه‌های تنظیم فشار غیر استاندارد نیز در اندازه‌گیری صنعتی استفاده می‌شوند، مانند صفحات دو روزنه، صفحات روزنه گرد، صفحات روزنه حلقوی و غیره. این کنتورها معمولاً نیاز به کالیبراسیون جریان واقعی دارند. ساختار دستگاه گلوگاه استاندارد نسبتاً ساده است، اما به دلیل الزامات نسبتاً بالای آن برای تلرانس ابعادی، تلرانس شکل و موقعیت، فناوری پردازش آن نسبتاً دشوار است. به عنوان مثال، صفحه روزنه استاندارد، یک قطعه بسیار نازک شبیه صفحه است که در حین پردازش مستعد تغییر شکل است و صفحات روزنه بزرگتر نیز در حین استفاده مستعد تغییر شکل هستند که بر دقت تأثیر می‌گذارد. سوراخ فشار دستگاه گلوگاه معمولاً خیلی بزرگ نیست و در حین استفاده تغییر شکل می‌دهد که بر دقت اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارد. صفحه روزنه استاندارد به دلیل اصطکاک سیال در برابر آن در حین استفاده، عناصر ساختاری مربوط به اندازه‌گیری (مانند زوایای حاده) را فرسوده می‌کند که این امر دقت اندازه‌گیری را کاهش می‌دهد.

اگرچه توسعه کنتورهای جریان اختلاف فشار نسبتاً زود است، اما با بهبود و توسعه مداوم سایر اشکال کنتورها و بهبود مستمر الزامات اندازه‌گیری جریان برای توسعه صنعتی، جایگاه کنتورهای جریان اختلاف فشار در اندازه‌گیری صنعتی تا حدی کاهش یافته و جای خود را به کنتورهای جریان پیشرفته، با دقت بالا و مناسب داده است.

۴. فلومتر الکترومغناطیسی

یک فلومتر الکترومغناطیسی بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی فارادی برای اندازه‌گیری جریان حجمی مایع رسانا توسعه داده شده است. طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، هنگامی که یک هادی خط میدان مغناطیسی را در یک میدان مغناطیسی قطع می‌کند، یک ولتاژ القایی در هادی تولید می‌شود. بزرگی نیروی محرکه الکتریکی با بزرگی هادی سازگار است. در میدان مغناطیسی، سرعت حرکت عمود بر میدان مغناطیسی متناسب است و سپس با توجه به قطر لوله و اختلاف محیط، به نرخ جریان تبدیل می‌شود.

اصول انتخاب و انتخاب فلومتر الکترومغناطیسی: ۱) مایع مورد اندازه‌گیری باید رسانا یا دوغاب باشد؛ ۲) کالیبر و برد، ترجیحاً برد نرمال بیش از نصف برد کامل باشد و سرعت جریان بین ۲ تا ۴ متر باشد؛ ۳) فشار عملیاتی باید کمتر از مقاومت فشاری فلومتر باشد؛ ۴) برای دماهای مختلف و محیط‌های خورنده، باید از مواد پوششی و الکترودی مختلف استفاده شود.

دقت اندازه‌گیری فلومتر الکترومغناطیسی بر اساس وضعیتی است که مایع پر از لوله باشد و مشکل اندازه‌گیری هوا در لوله هنوز به خوبی حل نشده است.

مزایای فلومترهای الکترومغناطیسی: هیچ قطعه تنظیم کننده فشاری وجود ندارد، بنابراین افت فشار کم است و مصرف انرژی کاهش می‌یابد. این فقط مربوط به سرعت متوسط سیال اندازه‌گیری شده است و محدوده اندازه‌گیری وسیع است. سایر سیالات فقط پس از کالیبراسیون آب و بدون اصلاح قابل اندازه‌گیری هستند، که مناسب‌ترین گزینه برای استفاده به عنوان وسیله اندازه‌گیری برای رسوب‌گذاری است. با توجه به بهبود مستمر فناوری و مواد فرآیندی، بهبود مستمر پایداری، خطی بودن، دقت و طول عمر و گسترش مداوم قطر لوله‌ها، اندازه‌گیری سیالات دو فازی جامد-مایع با استفاده از الکترودهای قابل تعویض و الکترودهای خراشنده انجام می‌شود تا مشکل حل شود. فشار بالا (32MPA)، مقاومت در برابر خوردگی (پوشش ضد اسید و قلیایی)، مشکلات اندازه‌گیری متوسط، و همچنین گسترش مداوم کالیبر (تا کالیبر 3200MM)، افزایش مداوم طول عمر (عموماً بیش از 10 سال)، فلومترهای الکترومغناطیسی بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، هزینه آن نیز کاهش یافته است، اما قیمت کلی، به ویژه قیمت لوله‌های با قطر بزرگ، هنوز بالاست، بنابراین جایگاه مهمی در خرید فلومتر دارد.

۵. فلومتر اولتراسونیک

فلومتر اولتراسونیک نوع جدیدی از ابزار اندازه‌گیری جریان است که در دوران مدرن توسعه یافته است. تا زمانی که سیالی که می‌تواند صدا را منتقل کند، بتواند با فلومتر اولتراسونیک اندازه‌گیری شود؛ فلومتر اولتراسونیک می‌تواند جریان مایع با ویسکوزیته بالا، مایع یا گاز غیر رسانا را اندازه‌گیری کند و اصل اندازه‌گیری سرعت جریان آن این است: سرعت انتشار امواج اولتراسونیک در سیال با سرعت جریان سیال مورد اندازه‌گیری متفاوت خواهد بود. در حال حاضر، فلومترهای اولتراسونیک با دقت بالا هنوز در دنیای برندهای خارجی مانند فوجی ژاپن و کانگلچوانگ ایالات متحده قرار دارند. تولیدکنندگان داخلی فلومترهای اولتراسونیک عمدتاً عبارتند از: تانگشان میلون، دالیان شیانچائو، ووهان تایلونگ و غیره.

فلومترهای اولتراسونیک معمولاً به عنوان ابزار اندازه‌گیری نشست استفاده نمی‌شوند و در صورت آسیب دیدن نقطه اندازه‌گیری در محل، نمی‌توان تولید را برای تعویض متوقف کرد و اغلب در موقعیت‌هایی استفاده می‌شود که پارامترهای آزمایش برای هدایت تولید مورد نیاز است. بزرگترین مزیت فلومترهای اولتراسونیک این است که از آنها برای اندازه‌گیری جریان با کالیبر بزرگ (قطر لوله بیشتر از 2 متر) استفاده می‌شود. حتی اگر برخی از نقاط اندازه‌گیری برای نشست استفاده شوند، استفاده از فلومترهای اولتراسونیک با دقت بالا می‌تواند در هزینه‌ها صرفه‌جویی کرده و هزینه‌های نگهداری را کاهش دهد.

۶. کنتور جرمی

پس از سال‌ها تحقیق، فلومتر جرمی لوله U شکل برای اولین بار در سال ۱۹۷۷ توسط شرکت آمریکایی MICRO-MOTION معرفی شد. پس از عرضه این فلومتر، قدرت بالای خود را نشان داد. مزیت آن این است که سیگنال جریان جرمی را می‌توان مستقیماً به دست آورد و تحت تأثیر تأثیر پارامترهای فیزیکی قرار نمی‌گیرد، دقت آن ± ۰.۴٪ از مقدار اندازه‌گیری شده است و برخی می‌توانند به ۰.۲٪ برسند. این فلومتر می‌تواند طیف گسترده‌ای از گازها، مایعات و دوغاب‌ها را اندازه‌گیری کند. این فلومتر به ویژه برای اندازه‌گیری گاز مایع و گاز طبیعی مایع با محیط‌های تجاری با کیفیت مناسب است، علاوه بر این، فلومتر الکترومغناطیسی کافی نیست. از آنجا که تحت تأثیر توزیع سرعت جریان در سمت بالادست قرار نمی‌گیرد، نیازی به بخش‌های لوله مستقیم در قسمت‌های جلو و عقب فلومتر نیست. عیب این فلومتر جرمی این است که دقت پردازش بالایی دارد و عموماً پایه سنگینی دارد، بنابراین گران است. از آنجا که به راحتی تحت تأثیر لرزش خارجی قرار می‌گیرد و دقت آن کاهش می‌یابد، به انتخاب محل و روش نصب آن توجه کنید.

۷. فلومتر گردابی

فلومتر ورتکس که با نام فلومتر ورتکس نیز شناخته می‌شود، محصولی است که تنها در اواخر دهه 1970 میلادی به بازار عرضه شد. این محصول از زمان عرضه به بازار محبوب بوده و به طور گسترده برای اندازه‌گیری مایعات، گاز، بخار و سایر سیالات مورد استفاده قرار گرفته است. فلومتر ورتکس یک فلومتر سرعت است. سیگنال خروجی یک سیگنال فرکانس پالس یا یک سیگنال جریان استاندارد متناسب با سرعت جریان است و تحت تأثیر دمای سیال، ترکیب فشار، ویسکوزیته و چگالی قرار نمی‌گیرد. ساختار آن ساده است، هیچ قطعه متحرکی ندارد و عنصر تشخیص با سیال مورد اندازه‌گیری تماس پیدا نمی‌کند. این فلومتر دارای ویژگی‌های دقت بالا و عمر طولانی است. عیب آن این است که در هنگام نصب به یک بخش لوله مستقیم خاص نیاز است و نوع معمولی آن راه‌حل خوبی برای لرزش و دمای بالا ندارد. فلومتر ورتکس استریت دارای انواع پیزوالکتریک و خازنی است. دومی در مقاومت در برابر دما و مقاومت در برابر لرزش مزایایی دارد، اما گران‌تر است و عموماً برای اندازه‌گیری بخار فوق گرم استفاده می‌شود.

۸. فلومتر هدف

اصل اندازه‌گیری: هنگامی که سیال در لوله اندازه‌گیری جریان می‌یابد، اختلاف فشار بین انرژی جنبشی خود سیال و صفحه هدف باعث جابجایی جزئی صفحه هدف می‌شود و نیروی حاصل متناسب با سرعت جریان است. این دستگاه می‌تواند جریان بسیار کوچک و سرعت جریان بسیار کم (0 -0.08M/S) را اندازه‌گیری کند و دقت آن می‌تواند به 0.2٪ برسد.