فلومتر، نامی آشنا در صنعت و پرکاربرد در افزایش کیفیت

عبور سیالات از لوله‌ها و میزان اندازه‌گیری ممکن است با دشواری‌هایی همراه باشد؛ اما با وجود فلومتر، اندازه‌گیری دبی یا جریان چندان سخت نخواهد بود. اندازه‌گیری دبی جریان بخشی حیاتی از صنعت امروز است که با توجه به وجود فلومتر، زنجیره پیوستگی کیفیت حفظ خواهد شد.

همچنین شما می‌توانید برای خرید فلومتر با آمازون ابزار در تماس باشید تا محصول در کوتاه‌ترین زمان ممکن به دست شما برسد.

با آمازون ابزار برای شناخت هر چه بیشتر کارایی فلومتر و همچنین شناخت انواع فلومتر همراه باشید. 

دبی سنج  یا فلومتر (flowmeter) چیست؟

در صنعت امروز، با توجه به تولیدات با مقیاس بالا، حفظ کیفیت نیز از اصول رقابت در میان شرکت‌های بزرگ است. در این بین حفظ سرعت و کیفیت تولید، مدیون ابزار دقیق است. فلومتر یا دبی سنج، از اعضای بزرگ تجهیزات دقیق محسوب می‌شوند؛ که وظیفه اندازه‌گیری جریان و در نهایت افزایش کنترل فرآیند تولید را دارا هستند.

به طور کلی فلومتر، توانایی اندازه‌گیری جریان انواع سیالات مانند مایع، گاز و جامدات را دارد.

باید بدانید که این وسیله در قرن 19 به کار گرفته شده و با توجه به پیشرفت در چندین سده اخیر، فلومتر‌ها نیز بسیار بهبود یافته‌اند.

از زبان سایت ScienceDirect، "دبی سنج معرفی شده توسط ولتمن، پیشگام خانواده‌ای از ابزارها، مترهای استنتاجی یا توربین بود که برخی از آنها هنوز نام او را حفظ کرده اند."

کاربرد دبی سنج یا فلومتر در صنعت چیست؟

ردپای دبی سنج را امروزه می‌توانید در بسیاری از صنعت‌ها مشاهده کنید و بخش بزرگی از تولیدات در مقیاس بزرگ، مدیون فلومتر هستند که می‌توانید این صنعت‌ها را به شرح زیر مشاهده کنید:

• صنعت نفت و گاز

• تصفیه خانه‌ها

• داروسازی

• نیروگاه‌ها

کارایی تمامی فلومتر‌ها در صنعت به یک شکل هستند؛ اما هر کدام سیالات مختلفی را مورد بررسی قرار می‌دهند.

فلومتر چگونه کار می‌کند؟

با توجه به نوع سیال، هر فلومتر، نحوه عملکردی متفاوت را دارد. محاسبه جریان سیال یا شاره؛ به صورت فیزیکی به شرح زیر است که یک فلومتر، سرعت اندازه‌گیری و محاسبه را به شدت زیاد می‌کند:

قبل از اشاره به فرمول‌ها ابتدا با اصطلاح دبی یا فلو آشنا شوید.

دبی (flow): به میزان سیالی که از یک مقطع مشخص عبور می‌کند. روش‌های اندازه‌گیری دبی را می‌توان به صورت‌های حجمی و جرمی در نظر گرفت که فرمول هر یک به شرح زیر است:

روش جریان حجمی

 دبی یا فلو بر حسب متر مکعب بر ثانیه (m³/s) یا لیتر بر ثانیه (L/h) محاسبه می‌شود. 

 

Q=v.A

Q: میزان جریان یا فلو، را با اختصار Q نمایش می‌دهند که میزان ورودی سیال از یک سطح مقطع چقدر است. 

v: سرعت متوسط حرکت سیال، عمود بر سطح مقطع در نظر گرفته می‌شود.

A: مساحت سطح مقطع با A محاسبه می‌شود.

روش جریان جرمی

جریان جرمی با توجه به مقدار عبوری جرم در سطح مشخص با توجه به سطح مقطع در نظر گرفته می‌شود. این روش با جریان جرمی دارای تفاوت‌های زیادی است.

m=ρ.v.A

M:میزان جریان جرمی یا mass flow rate نشان می‌دهد چه میزان جرم از سطح مقطع در واحد زمان حرکت می‌کند و معمولا بر حسب (kg/s) در نظر گرفته می‌شود.

ρ: چگالی سیال در نظر گرفته می‌شود که نشان می‌دهد در حجم مشخصی از سیال چه مقدار جرم وجود دارد.

V: سرعت سیال را نشان می‌دهد و بر واحد زمان در نظر گرفته می‌شود.

A: سطح مقطع لوله‌ای است که سیال از آن عبور می‌کند و برحسب متر مربع است.

مقایسه فلومترهای آنالوگ و دیجیتال

 فلومترهای آنالوگ و فلومترهای دیجیتال هر کدام دارای نقاط قوت و ضعف خاص خود هستند؛ در ابتدا شما می‌توانید سازوکار هر یک از این فلومترها را مشاهده کنید و سپس به راحتی مقایسه این دو نوع دبی سنج را داشته باشید.

فلومترهای آنالوگ

فلومترهای آنالوگ با توجه به مکانیزم‌های مکانیکی عمل می‌کنند و تنها با یک گیج، میزان دبی را ارائه می‌دهند. 

این نوع فلومترها پیچیدگی بسیار کمی را در هنگام نصب و نگهداری دارند؛ همچنین هزینه تمام شده فلومترهای آنالوگ در مقایسه با فلومترهای دیجیتال بسیار مناسب‌تر است.

فلومترهای دیجیتال

فلومترهای دیجیتال با توجه به کارایی بهتر و قابلیت‌های بیشتر، می‌تواند انتخابی بسیار مناسب باشد؛ اما شما باید هزینه‌ها را نیز در نظر بگیرید. 

دبی سنج‌های دیجیتال قابلیت ذخیره‌سازی اطلاعات حیاتی را دارند و همچنین فلومترهای دیجیتال هنگام فشار و خرابی قطعات، به شما اخطار خواهد داد.

لیست 9 فلومتر در صنعت

در طی اختراع تا بهبود کامل فلومترها، چندین نوع فلومتر به ثبت رسیده است که هر کدام توانایی سنجش دبی سیال‌های مختلفی را با توجه به چگالی، ویسکوزیته و غلظت دارا است. 9 دبی سنج پرکاربرد در صنعت به شرح زیر هستند؛ اما باید بدانید که فلومتر‌هایی در مقیاس کوچکتر نیز وجود دارند.

 

 

1.فلومتر ونتوری

دبی سنج ونتوری از سه بخش تشکیل شده است و با استفاده از مکانیزم اختلاف فشار در گلوگاه و ورودی، دبی جریان را اندازه‌گیری می‌کند و سیگنال دیتا را نمایش می‌دهد.

این فلومتر با توجه به دارا بودن دقت بالا و عدم کاهش سرعت جریان، گزینه‌ای مناسب برای اندازه‌گیری سیالات کثیف یا با ویسکوزیته بالا نیز می‌باشد.

2.فلومتر لوله پیتوت

اندازه‌گیری دبی در این فلومتر با توجه به فشار استاتیکی و دینامیکی در نظر گرفته می‌شود. با استفاده از اصل برنولی، فشار دینامیکی تبدیل به سرعت سیال می‌شود. باید بدانید که با کم کردن فشار استاتیکی از فشار کل، می‌توانید فشار کل را در این نوع دبی سنج بدست بیاورید.

دبی سنج پیتوت با توجه به نیروی مکانیکی عمل می‌کند و به نوعی آنالوگ محسوب می‌شود. 

3.فلومتر اریفیس

اریفیس از پرکاربردترین فلومترهای صنعتی محسوب می‌شود که از یک صفحه فلزی با چندین سوراخ تشکیل شده است. 

این دبی سنج با قرارگیری در مسیر سیال، سرعت عبور سیال را با توجه به مجراهای موجود روی صفحه افزایش می‌دهد.

با توجه به افزایش سرعت سیال، فشار استاتیکی کم می‌شود و با توجه به اختلاف فشار، می‌توان حجم جریان را محاسبه کرد.

4.فلومتر نازل

فلومتر نازل با کاهش فشار استاتیکی صورت می‌گیرد و با اندازه‌گیری اختلاف فشار، اندازه‌گیری دبی را انجام می‌دهد. باید بدانید که مکانیزم عمل این دبی سنج بر اساس انقباض ناگهانی در نظر گرفته می‌شود.

این فلومتر را می‌توان از کم‌هزینه‌ترین فلومترهای ساخته شده دانست؛ اما نیاز به کالیبره کردن دقیق برای ارائه بهترین عملکرد را دارد.

5.فلومتر توربینی (مکانیکی)

کاربرد دبی سنج توربینی، در زمان پاسخ سریع و دقت بالا در نظر گرفته می‌شود و بکارگیری این نوع دبی سنج، تنها برای گاز یا مایعات تمیز است.

با برخورد سیال به پره‌های توربین، توربین به چرخش در می‌آید و با توجه به سرعت سیال، چرخش توربین نیز دارای تغییرات خواهد بود. با توجه به چرخش توربین، شما اطلاعات را به صورت آنالوگ و مکانیکی در دست خواهید داشت.

6.فلومتر اولتراسونیک

فلومتر التراسونیک بهترین دبی سنج برای جلوگیری از افت فشار هنگام سنجش است؛ چرا که مکانیزم این نوع دبی سنج بر پایه امواج صوتی با فرکانس بالا است. با توجه به سازوکار این نوع فلومتر، هیچ تماسی با سیال وجود ندارد و هیچ افت فشاری در سیستم تجربه نخواهد شد.

این فلومتر با توجه به اثر داپلر عمل می‌کند و با توجه به دو حسگر ورودی و خروجی، در دو طرف لوله، پاسخ سریع را برای سیستم‌های کنترل ارسال می‌کند.

7.فلومتر جرمی حرارتی

فلومترهای حرارتی یا جرمی، مستقل از تغییرات چگالی، فشار و دما هستند و بر پایه انتقال حرارت عمل می‌کنند. 

دبی سنج جرمی دارای دو سنسور است که سنسور اول دمای سیال را در نظر می‌گیرد و سنسور دوم گرم می‌شود. در زمان عبور سیال از سنسور دوم، میزان کاهش دمای سنسور با توجه به عبور سیال در نظر گرفته می‌شود؛ هر چه سرعت جریان بیشتر باشد؛ کاهش دما بیشتر خواهد بود و در نهایت با توجه به تغییرات دما می‌توان جریان جرمی را مورد مطالعه قرار داد.

باید بدانید که بهترین ابزار اندازه‌گیری میزان دبی  گاز را می‌توان فلومتر حرارتی یا کوریولیس دانست.

8.فلومتر ورتکس گردابی

فلومتر ورتکس را می‌توان از دسته فلومتر‌های حجمی دانست. این فلومتر با ایجاد گرداب‌های منظم در پشت مانع قرار می‌گیرد و با توجه به فرکانس‌های ایجاد شده توسط سیال، سرعت جریان سیال را اندازه‌گیری می‌کند و مقدار دبی را گزارش می‌دهد.

9.فلومتر الکترومغناطیسی (mag meter)

فلومتر الکترومغناطیسی بر پایه اندازه‌گیری دبی حجمی است و بر اساس قانون القای فارادی عمل می‌کند. 

این نوع فلومتر بر پایه دیتای دیجیتال است و مستقیما به سیستم‌های کنترل اتصال پیدا می‌کند.

اندازه گیری دبی در این فلومتر با توجه به میدان مغناطیسی تشکیل شده دور لوله انجام می‌شود که یک میدان مغناطیسی را تشکیل می‌دهد. با عبور سیال در این میدان مغناطیسی و با توجه به اصل فارادی، ولتاژی با نسبت جریان سیال در اول و آخر لوله ایجاد می‌شود. در نتیجه با القا ولتاژ می‌توان دبی سیال را به راحتی مدیریت کرد.

روتامتر

روتامتر از پرکاربردترین ابزارهای اندازه‌گیری دبی است؛ روتامتر دارای ساختاری ساده است که از دسته فلومترهای جریان سنج با ناحیه متغیر شناخته می‌شود. روتامتر دارای یک لوله شفاف و شناور است که به سادگی میزان جریان را نمایش می‌دهد.

چه عواملی در ارائه دیتای دقیق فلومتر تاثیرگذار هستند؟

ارائه اطلاعات فلومتر، متکی به چندین فاکتور است؛ هر کدام از این فاکتورها به شرح زیر هستند:

نوع فلومتر

هر نوع فلومتر دارای کارایی خاصی می‌باشند و برای سیالات خاصی طراحی شده‌اند. دبی سنج‌ها هر کدام دارای دقت‌هایی متفاوت و همچنین رابط کاربری مجزایی هستند که می‌توان به فلومتر‌های آنالوگ و دیجیتال اشاره کرد. 

در نهایت استفاده نادرست از هر کدام می‌تواند نتیجه‌ای چندان مطلوب را برای شما به وجود نیاورد.

ویژگی‌های سیال

دقت فلومتر‌ها تحت تاثیر چندین عوامل هستند؛ از مهم‌ترین عوامل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دما

• ویسکوزیته (گرانروی)

• فشار

• میزان رسانا بودن

همچنین برخی از سیالات دارای حباب نیز می‌باشند که می‌تواند اندازه‌گیری دبی را با اختلافاتی جزئی همراه کند. در نهایت باید به جریان‌های نوسانی و ضربانی نیز اشاره کرد؛ چرا که این نوع جریانات می‌تواند فشار اندازه‌گیری را دستخوش تغییراتی کند.

شرایط محیطی

به طور کلی شرایط محیطی بر روی همه چیز تاثیراتی را خواهند داشت؛ فلومتر‌ها نیز عواملی مانند ارتعاشات، نویزهای الکتریکی، دمای محیط تاثیرگذار باشند. وجود میدان‌های مغناطیسی قوی نیز می‌تواند فلومتر‌های مغناطیسی را دارای تغییراتی کند و دقت را کاهش بدهد. 

نصب فلومتر

نصب فلومتر باید براساس دستورالعمل‌های سازنده باشد؛ چرا که سازنده بهترین حالت‌ بهره‌وری فلومتر را در نظر گرفته است. 

شرایط نگهداری

شرایط نگهداری نیز تاثیرات زیادی را در دقت فلومتر دارد؛ چرا که وجود رسوبات در لوله و اجزا می‌تواند تاثیراتی غیر مطلوب بر روی دیتای جریان داشته باشد؛ در نتیجه سرویس‌های دوره‌ای را در نظر بگیرید.

کالیبراسیون

بخش بزرگی از دقت دبی سنج، وابسته به کالیبره کردن دوره‌ای است؛ کالیبره کردن باعث می‌شود تا دبی سنج بر اساس خواسته شما به خوبی عمل کند.

سرعت جریان 

سرعت جریان را با توجه به دستورالعمل فلومتر تنظیم کنید و بازه مفید را رعایت کنید؛ سرعت سیال در بازه‌های خارج از محدوده می‌تواند دقت فلومتر را کاهش دهد.

چگونه فلومتر مناسب را انتخاب کنیم؟

برای انتخاب بهترین دبی سنج، شما باید چندین فاکتور را در نظر بگیرید تا بهترین بهره‌وری را از فلومتر داشته باشید.

نوع سیال

اندازه گیری دبی سیال مورد نظر، اولین موضوع مهم در انتخاب فلومتر مطلوب است. به طور کلی سنجش دبی گاز و مایع دارای شاخص‌هایی متفاوت هستند؛ در نتیجه اولین موضوع برای انتخاب فلومتر، تشخیص سیال مورد نظر است.

ویژگی‌های سیال

باید بدانید که هر نوع سیال نیز با توجه به وجود تعداد کربن، دارای ویسکوزیته و گرانروی خاصی است. در نتیجه باید چگالی و غلظت سیال مورد ارزیابی قرار بگیرد.

سرعت جریان

هر فلومتر با توجه به ساختار و طراحی خاصی ایجاد شده تا وظیفه خود را به خوبی اجرا کند؛ در نتیجه با توجه به میزان تولید؛ فلومتر مناسب را انتخاب کنید.

دقت و حساسیت

حساسیت در برخی از صنایع بیشتر است؛ در نتیجه برای کنترل کیفیت در صنایع دارویی و یا غذایی باید از فلومتر حساس بهره‌مند شد.

جمع‌بندی

با توجه به توضیحات کامل از نحوه اندازه‌گیری دبی و  شناخت انواع فلومتر‌ها؛ شما می‌توانید در انتخاب یا خرید دوباره بهترین فلومتر، دقت بیشتری را داشته باشید. برای خرید فلومتر و همچنین کسب اطلاعات از بهترین فلومتر‌ها، شما می‌توانید با آمازون ابزار در تماس باشید تا در کوتاه‌ترین زمان ممکن، ابزار دقیق را در دست داشته باشید.

سوالات متداول

1.چگونه دبی‌سنج مناسب را انتخاب کنم؟

برای خرید دبی سنج، عوامل مختلفی دخیل است؛ که هر کدام به شرح زیر است:

• نوع سیال

• دما

• فشار 

• چگالی

• سیال تمیز 

• سیال کثیف

 2.کدام فلومتر برای مایعات مناسب است؟

• دبی سنج توربینی

• دبی سنج الکترومغناطیسی

• اریفیکس

• گردابی

3.کدام فلومتر برای سیالات گازی مناسب است؟

• دبی سنج حرارتی

• دبی سنج توربینی

• دبی سنج اولتراسونیک

4.آیا فلومتر نیاز به کالیبراسیون دارد؟

بله، تمامی ابزارهای دقیق، نیاز به کالیبره شدن دارند؛ با توجه به نوع سیال و میزان استفاده، باید سرویس‌های دوره‌ای را در نظر بگیرید و کالیبره شدن را نیز در دستور کار قرار دهید.

5.دبی سنج آنالوگ یا دیجیتال، کدام برای من مناسب است؟

هر دو دبی سنج آنالوگ و دیجیتال دارای دقت بالایی هستند. در این بین برای صنعت غذا و دارو که حساسیت بالاتری دارد از فلومتر‌های دیجیتال بهره گرفته شود بهتر است؛ چرا که از دقت بالاتری برخوردار است.