فلومتر چیست ؟

اولین قدم ها برای انتخاب فلومتر مناسب

اساس انتخاب خوب فلومتر درک صحیحی از نیازهای برنامه خاص است. بنابراین ، باید زمان صرف ارزیابی کامل ماهیت سیال فرآیند و نصب کلی شود.
اولین قدم در انتخاب سنسور جریان تعیین این است که آیا اطلاعات دبی باید مداوم باشد یا کل باشد و آیا این اطلاعات به صورت محلی یا از راه دور مورد نیاز است. اگر از راه دور باشد ، انتقال باید آنالوگ ، دیجیتال یا مشترک باشد؟ و ، اگر به اشتراک گذاشته شود ، فرکانس مورد نیاز (حداقل) به روزرسانی اطلاعات چیست؟ پس از پاسخ به این سوالات ، باید ارزیابی خصوصیات و خصوصیات جریان سیال فرآیند و لوله کشی که حسگر جریان را در خود جای می دهد ، انجام شود.

مشخصات سیال و جریان فلومتر

سیال و فشار داده شده از آن ، دما ، افت فشار مجاز ، چگالی (یا وزن مخصوص) ، رسانایی ، ویسکوزیته (نیوتنی یا نه؟) و فشار بخار در حداکثر دمای کار ذکر شده است ، همراه با نشانه ای از چگونگی این خواص متفاوت یا تعامل علاوه بر این ، کلیه اطلاعات ایمنی یا سمی باید همراه با اطلاعات دقیق در مورد ترکیب مایعات ، وجود حباب ها ، مواد جامد (ساینده یا نرم ، اندازه ذرات ، الیاف) ، تمایل به پوشش و کیفیت انتقال نور (مات ، نیمه شفاف) ارائه شود. یا شفاف؟)

محدوده فشار و دما فلومتر

مقادیر حداقل و حداکثر فشار و دما پیش بینی شده باید علاوه بر مقادیر عملیاتی عادی هنگام انتخاب فلومتر ها نیز داده شود. این که آیا جریان می تواند معکوس شود ، چه این که همیشه لوله را پر نمی کند ، چه می تواند جریان اسلاگ ایجاد شود (جامدات هوا – مایع) ، آیا هوادهی یا تپش احتمال دارد ، آیا تغییرات دمایی ناگهانی ایجاد می شود ، یا اینکه در هنگام تمیز کردن و احتیاط های ویژه لازم است ، این حقایق نیز باید بیان شود.

منطقه لوله گذاری و نصب فلومتر

در مورد لوله کشی و منطقه ای که قرار است فلومتر ها قرار داشته باشد ، در نظر بگیرید: جهت لوله گذاری ، جهت آن (جلوگیری از جریان رو به پایین در کاربردهای مایع) ، اندازه ، مواد ، برنامه ، درجه فشار فلنج ، قابلیت دسترسی ، چرخش های بالا یا پایین دست ، دریچه ها ، تنظیم کننده ها و طول های موجود در لوله های مستقیم. مهندس تعیین کننده باید بداند که آیا میدان های لرزش یا مغناطیسی در منطقه وجود دارد یا امکان پذیر است ، آیا برق الکتریکی یا پنوماتیک در دسترس است ، آیا منطقه برای خطرات انفجار طبقه بندی شده است یا سایر الزامات خاص دیگر مانند رعایت بهداشت یا تمیز کردن مقررات موجود (CIP).

میزان جریان و دقت فلومتر

مرحله بعدی تعیین دامنه فلومتر مورد نیاز با شناسایی حداقل و حداکثر جریان (حجمی یا جرمی) است که اندازه گیری خواهد شد. پس از آن ، دقت اندازه گیری جریان مورد نیاز تعیین می شود. به طور معمول دقت در درصد قرائت واقعی (AR) ، در درصد دهانه کالیبره شده (CS) یا در درصد واحدهای مقیاس کامل (FS) مشخص می شود. الزامات دقت باید حداقل در دبی حداقل ، نرمال و حداکثر بیان شود. تا زمانی که این الزامات را ندانید ، عملکرد فلومتر شما ممکن است در محدوده کامل آن قابل قبول نباشد.

در کاربردهایی که محصولات بر اساس خوانش یک فلومتر فروخته یا خریداری می شوند ، دقت مطلق بسیار مهم است. در کاربردهای دیگر ، تکرار پذیری ممکن است مهمتر از دقت مطلق باشد. بنابراین ، توصیه می شود به طور جداگانه صحت و تکرار مورد نیاز هر برنامه را تعیین کنید و هر دو را در مشخصات ذکر کنید.

وقتی دقت یک فلومتر در٪ CS یا٪ FS واحد بیان شود ، با افت دبی اندازه گیری شده خطای مطلق آن افزایش می یابد. اگر خطای کنتور در٪ AR بیان شود ، خطا به صورت مطلق در جریان های کم یا زیاد همان ثابت می ماند. از آنجا که مقیاس کامل (FS) همیشه مقداری بزرگتر از دهانه کالیبره شده (CS) است ، یک سنسور با عملکرد FS٪ همیشه خطای بزرگتری نسبت به یک٪ با مشخصات٪ CS مشابه دارد. بنابراین ، برای مقایسه منصفانه همه پیشنهادات ، توصیه می شود تمام عبارات خطای نقل شده را به همان٪ AR واحد تبدیل کنید.
در مشخصات دما سنجی که به خوبی آماده شده باشد ، تمام عبارات صحت به٪ AR واحدهای یکنواخت تبدیل می شوند و این٪ نیازهای AR به صورت جداگانه برای حداقل ، نرمال و حداکثر جریان مشخص می شوند. در کلیه مشخصات و پیشنهادات فلومتر باید دقت و تکرارپذیری فلومتر در حداقل ، عادی و حداکثر جریان مشخص شود.

دقت در مقابل تکرارپذیری در فلومتر

اگر می توان عملکرد اندازه گیری قابل قبولی را از دو دسته مختلف فلومتر دریافت کرد و یکی فاقد قطعات متحرک ، یکی را بدون قطعات متحرک انتخاب کنید. قطعات متحرک نه تنها به دلایل آشکار سایش ، روانکاری و حساسیت به روکش ، منبع بالقوه ای از مشکلات هستند ، بلکه به این دلیل که قطعات متحرک نیاز به فضاهای خالی دارند که گاهی اوقات “لغزش” را در جریان اندازه گیری شده وارد می کنند. حتی با کنتورهای کاملاً نگهداری شده و کالیبره شده ، این جریان بدون اندازه گیری با تغییر در گرانروی و درجه حرارت سیال متفاوت است. تغییرات دما نیز ابعاد داخلی کنتور را تغییر می دهد و نیاز به جبران دارد.

بعلاوه ، اگر کسی بتواند عملکرد یکسانی را از یک دبی سنج کامل و یک سنسور نقطه به دست آورد ، معمولاً توصیه می شود از فلومتر استفاده کنید. از آنجا که سنسورهای نقطه ای جریان کامل را مشاهده نمی کنند ، فقط در صورتی که به عمقی وارد شوند که سرعت جریان متوسط پروفیل سرعت در سطح لوله است ، دقیق می خوانند. حتی اگر این نقطه در زمان کالیبراسیون با دقت تعیین شود ، احتمالاً بدون تغییر باقی خواهد ماند ، زیرا پروفیل های سرعت با دبی ، گرانروی ، دما و سایر عوامل تغییر می کنند.

واحدهای حجمی یا جرمی در فلومتر

قبل از تعیین فلومتر ، توصیه می شود تعیین کنید که آیا اطلاعات جریان در واحدهای جرمی یا حجمی مفیدتر خواهد بود. هنگام اندازه گیری جریان مواد فشرده ، جریان حجمی بسیار معنی دار نیست مگر اینکه تراکم (و گاهی اوقات نیز ویسکوزیته) ثابت باشد. هنگامی که سرعت (جریان حجمی) مایعات غیرقابل تراکم اندازه گیری می شود ، وجود حباب های معلق باعث خطا می شود. بنابراین ، هوا و گاز باید قبل از رسیدن مایعات به کنتور خارج شوند. در سایر حسگرهای سرعت ، آسترهای لوله می توانند مشکلاتی ایجاد کنند (فلومتر اولتراسونیک) ، یا اگر تعداد رینولدز خیلی کم باشد ممکن است فلومتر متوقف شود (در متر ریزش گرداب ، RD> 20000 مورد نیاز است).

با توجه به این ملاحظات ، فلومتر جرمی گاز ، که به تغییرات چگالی ، فشار و ویسکوزیته حساس نیستند و تحت تأثیر تغییر تعداد رینولدز نیستند ، باید در نظر داشته باشید. همچنین در صنایع شیمیایی دودکش های مختلفی که می توانند جریان را در لوله های نیمه کامل اندازه گیری کنند و می توانند مواد جامد شناور یا قابل حل زیادی را عبور دهند ، مورد استفاده کمتری قرار دارند.

نصب فلومترها

در سیال مایع ، مطمئن شوید که فلومتر به گونه ای نصب شده که پر از مایع باشد ، زیرا گاز / بخار موجود در فلومتر می تواند هندسه آن را تغییر داده و بر دقت آن تأثیر سو بگذارد.

در سیال بخار / گاز ، اطمینان حاصل کنید که فلومتر اندازه گیری شده است تا فلومتر پر از گاز / بخار بماند ، زیرا مایع موجود در فلومتر می تواند هندسه آن را تغییر داده و بر دقت آن تأثیر منفی بگذارد.

اختلالات واقع در بالادست (و گاهی اوقات در پایین دست) فلومتر ، مانند لوله و شیرهای کنترل ، می تواند بر دقت اندازه گیری تأثیر منفی بگذارد ، زیرا ممکن است فلومتر قادر به اندازه گیری دقیق جریان های آشفته نباشد. دریچه های کنترل را حتما در پایین دست فلومتر قرار دهید تا اختلالات جریان مستقیماً در فلومتر وارد نشوند (همانطور که در بالادست قرار دارند). همچنین ، مطمئن شوید که لوله کشی بالادست و پایین دست را با اجرای مستقیم کافی برای برطرف کردن مزاحمت هایی که می توانند بر دقت اندازه گیری تأثیر بگذارند ، به درستی طراحی کنید.

هنگام جریان دو فاز مانند جریان مایع / گاز و جریان مایع / جامد به ویژه مراقب باشید ، زیرا این جریان ها می توانند بر روی دقت بسیاری از فلومتر ها تأثیر منفی بگذارند. مراقب باشید زیرا برخی از فلومتر ها می توانند از برق خارج شوند و در جریان های مایع / جامد کار خود را متوقف کنند.

دبی حجمی یا جرمی؟

بنابراین می خواهید جریان را اندازه گیری کنید؟ به نظر می رسد پاسخ خرید فلومتر باشد. با جریان سیال که به عنوان مقدار سیالی که از یک مکان مشخص عبور می کند تعریف شده است ، این امر ساده به نظر می رسد – فلومتر کافی است. با این حال ، معادله زیر را توصیف کنید که جریان سیال در یک لوله را توصیف می کند.

Q = A x v

Q سرعت جریان ، A ناحیه متقاطع لوله و v متوسط سرعت مایع در لوله است. با استفاده از این معادله ، جریان سیالی که با سرعت متوسط 1 متر در ثانیه از طریق لوله ای با سطح مقطع 1 متر مربع حرکت می کند ، 1 متر مکعب در ثانیه است. توجه داشته باشید که Q یک حجم در واحد زمان است ، بنابراین Q معمولاً به عنوان دبی “حجمی” نشان داده می شود. اکنون معادله زیر را در نظر بگیرید:

W = rho x Q

جایی که W سرعت جریان است ، و rho چگالی سیال است. با استفاده از این معادله ، هنگامی که 1 متر مکعب در ثانیه مایعی با تراکم 1 کیلوگرم بر متر مکعب جریان دارد ، سرعت جریان 1 کیلوگرم در ثانیه خواهد بود. (همین کار را می توان برای “پوند” های معمول انجام داد. بدون جزئیات – یک پوند واحد جرم فرض می شود.) توجه داشته باشید که W جرم در واحد زمان است ، بنابراین W به عنوان “جرم” نشان داده می شود ” نرخ جریان. اکنون – کدام جریان را می خواهید اندازه بگیرید؟ مطمئن نیستم؟ در بعضی از کاربردها ، اندازه گیری جریان حجمی کاری است که باید انجام شود.

یک مخزن را در نظر بگیرید. برای جلوگیری از سرریز شدن مخزنی که می توان مایعات با تراکم متفاوت را به آن اضافه کرد ، جریان حجمی ممکن است مورد توجه باشد. (سپس دوباره ، یک فرستنده سطح و یک سوئیچ / خاموش شدن سطح بالا ممکن است نیاز به یک فلومتر را کاهش دهد.) کنترل جریان سیال در فرایندی را در نظر بگیرید که فقط می تواند حجم محدودی در واحد زمان را بپذیرد. اندازه گیری جریان حجمی قابل استفاده به نظر می رسد.
در فرآیندهای دیگر ، جریان جرم مهم است. واکنش های شیمیایی را در جایی که واکنش به مواد A ، B و C مطلوب است ، در نظر بگیرید. جالب توجه تعداد مولکول های موجود (جرم آن) است ، نه حجم آن. به همین ترتیب ، هنگام خرید و فروش محصولات (انتقال حضانت) ، توده مهم است ، نه حجم آن.

نحوه نگهداری فلومتر

تعدادی از عوامل بر نگهداری و سالم ماندن فلومترها تأثیر می گذارند. البته ، عامل اصلی تطبیق ابزار مناسب با برنامه خاص است. دستگاه هایی که ضعیف انتخاب شده اند در یک تاریخ اولیه مشکلاتی ایجاد می کنند. فلومتر های فاقد قطعات متحرک معمولاً کمتر از واحدهای دارای قطعات متحرک مورد توجه قرار می گیرند. اما تمام فلومتر ها در نهایت به نوعی نگهداری نیاز دارند.