فلومتر آلتراسونیک چیست؟

آلتراسونیک یا همان فراصوت این روزها در زمینه سنجش و پایش سهم بیشتری از سایر روش ها را در همه زمینه ها به خود اختصاص داده است. استفاده از اصل داپلر یا خاصیت بازتاب فراصوت و تصویر نگاری به دستگاه های فراصوت کمک می‌کند تا به صورت لحظه به لحظه دیتای لازم برای اندازه گیری هر مقداری از سیال را به شما بدهد. فلومتر التراسونیک برای اندازه گیری جریان در یک مجرای بسته طراحی شده است.

فلومتر آلتراسونیک چیست

انتخاب و خرید فلومتر آلتراسونیک

سه نکته اصلی را هنگام خرید فلومتر آلتراسونیک در نظر داشته باشید:

  • ذرات ناخالص جریان سیال
  • ویسکوزیته و دانسیته سیال
  • فشار جریان سیال

فلومتر آلتراسونیک که با نام wall-mounting شناخته می‌شود برای رنج گسترده‌ای از جریانات سیال می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. مایعات خالص و مایعات دارای ذرات ریز می‌تواند با این سنجش گرهای اندازه گیری شود.

کاربرد فلومتر آلتراسونیک

  • اندازه گیری جریان آب گرم و سرد و آب شور و شیرین و دارای املاح
  • اندازه گیری جریان فاضلاب با ذرات کوچک
  • اندازه گیری جریان سیال نفت شامل نفت خام و دیزل و غیره
  • اندازه گیری جریان سیال مواد شیمیایی مانند الکل ها و اسیدها
  • اندازه گیری جریان پساب خانگی
  • اندازه گیری جریان پساب تجاری
  • اندازه گیری جریان تمامی مایعات و محلول ها
کاربرد فلومتر آلتراسونیک

مزایای فلومتر آلتراسونیک

ایده استفاده از فراصوت برای اندازه گیری به طور کلی مزایای بسیار زیادی دارد. در مورد فلومتر آلتراسونیک باید در نظر داشته باشید که این فلومتر در مسیر جریان قرار نمی‌گیرد و کاری به حرکت سیال ندارد پس اختلالی از این بابت ایجاد نخواهد کرد که باعث افت جریان و تغییر پارامترها بشود.

یکی دیگر از مزایای فلومتر آلتراسونیک توانایی اندازه گیری جریان سیالاتی است که رسانایی ندارد علاوه بر این برای اغلب سیالات مانند آب و فاضلاب و محلول ها و الکل ها و اسید ها و …. در هر دمایی که باشد امکان استفاده خواهد داشت.

هیچ فشاری روی ساختار لوله ندارد و و هیچ دخالتی خصوصا در جریان سیال چه حین کار چه زمان تعویض نخواهد داشت.

هیچ قطعه مکانیکی متحرکی وجود ندارد که این مزیت بسیار خوبی نسبت به سایر روش های اندازه گیری مکانیکی است. وسعت داده هایی که ارائه می‌کند بسیار بالاست و رنج قابل قبولی دارد. برای جریان هایی کمتر از نیم فوت بر ثانیه نیز امکان استفاده دارد و به راحتی داده های آن را می‌خواند. از نظر هزینه نصب و نگهداری بسیار مقرون به صرفه است.

فلومتر آلتراسونیک امکان اندازه گیری جریان را به صورت دو طرفه دارد. در این فلومتر هیچ قطعه ای خیس نخواهد شد پس در صورت یخ زدگی هیچ صدمه ای وارد نمی‌شود.

در کنار همه این مزایایی که برای فلومتر آلتراسونیک شمرده شد، هر دستگاهی معایب خاص خود را دارد.

 معایب فلومتر التراسونیک شامل موارد زیر است:

احتمال دارد که تغییر پروفیل سرعت داده ها را به شدت تغییر دهد. به این معنا که اگر زبری لوله تغییر کند یا جریان از آشفته به آرام تغییر کند این دستگاه حساسیت نشان خواهد داد. علاوه بر این فلومتر آلتراسونیک نسبت به آنچه داخل سیال است نیز واکنش نشان می‌دهد و ترکیبات سیال با توجه به امواج فراصوتی که برای اندازه گیری استفاده می‌شود ه=اهمیت پیدا خواهد کرد.

مزایای فلومتر آلتراسونیک

نکته منفی دیگر عدم تطابق سرعت متوسط امتداد قطر با سرعت متوسط وزنی است. یکی دیگر از معایب فلومتر آلتراسونیک حساسیت به ذرات جامد و یا حباب هوای داخل جریان است که روی امواج صوتی تاثیر گذار است و اختلال ایجاد می‌کند.

نکته منفی دیگر فلومتر آلتراسونیک حساسیت به لرزی و صدا است. بعلاوه اگر بالادست یا پایین دست تلاطمی به وجود آید یا زانویی یا شیر فلکه به شدت روی جریان تاثیر داشته باشد دقت داده ها با مشکل مواجه می‌شود. در جداسازی سیگنال ها باید دقت کافی به عمل آید. اگر فرستنده یا گیرنده داخل ماسوره ای درون دیوار باشد که مشکلی نیست اما در غیر این صورت اگر جذاب صدا وجود داشته باشد و یا پوشش درونی مانع عملکرد صحیح صوت شود احتمالا داده ها با مشکل مواجه خواهد شد.

بسیاری از ایراداتی که مطرح شده است هنگام نصب و راه اندازی و کالیبراسیون قابل تشخیص و رفع است. کسی که با دستگاه فلومتر آلتراسونیک کار می‌کند باید به تمامی این جزئیات اشراف کامل داشته باشد و در تفسیر داده ها به کار ببرد.

معایب فلومتر التراسونیک

فلومتر چیست؟

فلومتر یا به فارسی دبی سنج، ابزاریست که قابلیت اندازه گیری دبی جریان را دارد. دبی در واقع حجم آب عبوری یک سیال در واحد زمان از یک سطح مشخص است. فلومتر توانایی اندازه گیری این حجم از آب را خواهد داشت. برای این کار به ابزار دقیق اندازه گیری که به صورت منفرد یا همزمان با سایر دستگاه ها کار می‌کنند نیاز است. در مورد ابزار فلومتر آلتراسونیک یا سایر انواع فلومتر موارد زیر را در نظر داشته باشید:

1- اندازه گیری میزان حجم آب عبور کرده در زمان مشخص

2- اندازه دبی در لحظه

3- اندازه گیری سرعت عبور جریان آب

 هر سه شیوه اندازه گیری را نواع فلومتر التراسونیک می‌توان مشاهده کرد. معمولا کنتور فلو به صورت دبی تجمعی را محاسبه می‌کند و دبی لحظه به وسیله فلومترها که دارای استاندارد های خاصی هستند اندازه گیری می‌شود. نکته دیگری که باید در اندازه گیری جریان به آن توجه ویژه نشان داد خصوصیات جریان است. در ادامه با بخشی از این خصوصیات آشنا می‌شوید:

فلومتر چیست

خصوصیات جریان

به طور خلاصه خصوصیات جریان شامل پارامترهای جریان است و انواع جریان و مشخصه جریان.

اهمیت شناخت خصوصیات جریان هنگام اندازه گیری آن است که اصل همگن بودن در سیال رعایت شود، سیال تک فاز باشد و حرکت نسبی میان اجزا وجود نداشته باشد. هنگام اندازه گیری باید با پارامترهای جریان آشنایی داشته باشید که شامل موارد زیر است:

  • فشار جریان
  • چگالی
  • لزجت
  • سرعت
  • دما
  • رسانایی الکتریکی
  • آهنگ جریان یا همان دبی

هنگام استفاده از فلومتر التراسونیک در واقع درحال سنجش میزان دبی جریان هستید. دبی میزان حجمی است که در واحد زمان از نقطه ای عبوری می‌کند. اگر حجم از ضرب دو بعد مساحت در طول بدست آوریم دبی در واقع ضریبی خواهد بود از سطح مقطع در طول در واحد زمان یا همان ضریبی از سرعت در واحد زمان (Q=A*V). که معادله پیوستگی نام دارد. اغلب فلومتر التراسونیک با اندازه گیری دبی جریان و انتگرال گرفتن  از  معادله پیوستگی بر حسب زمان امکان محاسبه حجم را خواهند داشت. انواعی از فلومترهای جابجایی مثبت که با حرکت پیستون کار می‎کنند البته این شیوه را برای محاسبه حجم سیال به کار نمی برند.

خصوصیات جریان

معمولا سرعت جریان بر اساس میزان تاثیر آن بر پارامترهای تاثیر پذیر محاسبه می‌شود. این پارامترها متنوع هستند. اگر نگاهی به دسته بندی فلومتر التراسونیک بیندازید متوجه تاثیر انتخاب پارامترهای فیزیکی اندازه گیری سرعت جریان بر تقسیم بندی ها خواهید شد. یکی از نکات مهم در این اندازه گیری مبدل ها هستند. مبدل می‌تواند انرژی را از صورتی به صورت دیگر تبدیل کند و خروجی آن بر اساس تاثیری که از سیال میگیرد مقادیر قابل اندازه گیری ارائه کند. به این ترتیب امکان تشخیص تغییرات جریان به صورت غیر مستقیم فراهم خواهد شد. این شیوه رایج محاسبه سرعت جریان سریال است.

مقال رایجی از این میدل را در توربین های انواع فلومتر التراسونیک می‌توان دید. در این فلومترهای توربینی، جریان با توربین هایی برخورد می‌کند که انرژی خود را به این توربین ها منتقل کرده و چرخش ایجاد خواهد کرد. بنابراین می‌توان نسبتی میان سرعت چرخش توربین و سرعت جریان آب بدست آورد. پس کافیست در یک بازه زمانی، سرعت چرخش توربین محاسبه شود و با در نظر گرفتن نسبت سرعت متوسط جریان بدست آید. سطح عبور سیال نیز مشخص است. بر اساس معادله پیوست می‌توان دبی جریان را از این طریق محاسبه کرد.

فلومترهای توربینی

انواع جریان

یکی دیگر از شاخصه های مهم هنگام اندازه گیری پارامترها توسط فلومتر التراسونیک در نظر گرفتن انواع جریان است. 3 دسته جریان آرام یا لامینار، آشفته یا توربو و جریان انتقالی یا میانی وجود دارد. هر کدوم از این سه رژیم جریان، خصوصیات متفاوتی دارند و جزئیات محاسباتی آن ها با هم متفاوت است. عدد ثابتی با نام عدد رینولدز وجود دارد که نشان دهنده این سه رژیم جریان خواهد بود. در صنایع مرتبط با آب و فاضلاب معمولا رژیم جریان توربو است.

هنگام محاسبه جریان باید اصل یکنواختی جریان رعایت شود. برای این کار از لوله های صاف بالا دست و پایین دست جریان استفاده می‌کنند. عدم یکنواختی به معنای آن است که رقم نشان داد شده از دستگاه رقم واقعی نیست. معمولا در همه فلومترهای حجمی از جریان بالادست و پایین دست تاثیر میگیرند پس لوله صافی نیاز است که بالا و پایین نصب شود. اگر این لوله صاف وجود نداشته باشد تنها راهی که باقی می‌ماند اصلاح مشخصه جریان است. تلاش می‌شود که با در نظر گرفتن مولفه های فشار، مقادیر به دست آمده از فلومترها را به اندازه های واقعی نزدیک کنند اما در نهایت مقادیر لوله صاف برای هر اندازه گیری جریان توسط فلومترها نیاز است.

انواع جریان

مفاهیم مهم در اندازه گیری جریان توسط فلومتر آلتراسونیک

برای آنکه بتوانید مشخصات فنی فلومتر آلتراسونیک را به خوبی درک کنید لازم است تعاریف پایه و اولیه در مورد فلومتر را به خوبی بدانید. با عبارت های متفاوتی هنگام استفاده از فلومتر برخورد می‎کنید شامل دقت یا صحت اطلاعات که باید تسلط کافی بر این مفاهیم وجود داشته باشد. در ادامه با برخی از آن‎‌ها آشنا می‌شوید:

دقت فلومتر آلتراسونیک

دقت دستگاه در واقع منظور میزان دقتی است که در نمایش ارقام اندازه گیری از خود نشان می‌دهد. نتایج باید کمترین انحراف را داشته و قابلیت استناد داشته باشد. در واقع تعریف صحیح دقت اندازه گیری آن است که آنچه دستگاه به شما خواهد داد تا چه میزان با مقادیر واقعی مطابقت دارد. در صورتی که این مطابقت تا درصد بالایی وجود داشته باشد، دقت دستگاه تایید می‎شود. معمولا در صوتی را به عنان درصد تفاوت مقادیر واقعی و درصد اندازه گیری شده بیان می‌کنند و هنگام خرید هر دستگاهی فلومتر آلتراسونیک این ارقام نیز ارائه می‌شود. نوع کاربرد و فناوری به کار رفته در رقم اعلام شده برای درصد خطا موثر است. به طور مثال اگر کارکرد فلومتر آلتراسونیک را 98 درصد اعلام کنند به این معناست که این دستگاه 2 درصد بیشتر یا کمتر خطا داشته است. دقت با صحت اطلاعات متفاوت است.

دقت فلومتر آلتراسونیک

صحت اطلاعات فلومتر آلتراسونیک

صحت یا درستی اندازه گیری، میزان انحرافی است که هنگام خواندن یک ورودی معلوم شاهدیم. هر چه اندازه گیری به معیار نیزدیک تر باشد، صحت داده های قابلیت استناد بیشتری دارد. صحت داده به شدت بستگی به ساختار حسگر و فناوری به کار رفته در آن دارد. معمولا صحت بر حسب معیار و مقیاس کامل دستگاه بیان می‌شود. به مثال های زیر توجه کنید:

صحت داده های فلومتر آلتراسونیک معمولا به دو صورت بیان می‌شود:

1- بر اساس میزان جریان عبوری از دستگاه که بر اساس RATE نشان داده می‌شود.

اگر فرص بگیریم بیان دستگاه و صحت آن بر اساس میزان جریان عبوری باشد، درصد حت ثابت بوده و مقادیر اندازه گیری متفاوت می‌شود. به طور مثال اگر RATE را منفی یا مثبت یک درصد در نظر بگیریم، میزان جریان GMP های متفاوتی ارائه خواهد شد مثلا جریان با GPM=100 بیانگر انحراف معیار یک درصد است. جریان با GPM=50 بیانگر انحراف معیار 0.5 درصد است و جریان با GPM=10 بیانگر انحراف معیار 0.01 درصد است.

صحت اطلاعات فلومتر آلتراسونیک

2- بر اساس کل داده های اندازه گیری شده که بر اساس FS نشان داده می‌شود:

اگر میزان اندازه گیری بر اساس داده های کل نمایش اده شود؛ کاهش میزان جریان باعث افزایش انحراف از معیار شده  خطا بالا می‎رود، به طور مثال با FS=1 درصد، مقادیر اندازه گیری شده GPM اکر برابر 100  باشد، انحراف معیار یک درصد از مشکلی وجود ندارد. اما اگر GPM به 50 برسد، انحراف معیار تا دو درصد بالا می‌رود و همین رقم اگر تا 10 کاهش پیدا کند، انحراف معیار نیز تا 10 درصد بالا می‌رود که غیرقابل قبول است.

تکرار پذیری داده های فلومتر آلتراسونیک

اگر اندازه گیری ها را به صورت متوالی انجام دهیم، لازم است که سنجش داده های نیز به صورت متوالی انجام شود و نتایج یکسانی داشته باشد. در واقع صحت داده ها باید تکرار پذیر باشد.

تکرار پذیر بودن نتایج به معنای این است که داده ها در تغییرات پی در پی و در شرایط خاص قابلیت استناد دارد. تکرار پذیری را بر اساس بیشترین تغییراتی که انتظار می رسد به صورت درصد خروجی جریان نشان می‌دهند. به بیان ساده تر، بیشترین مقداری که قرائت شده را از کمترین این مقادیر کسر میکنند و تقسیم بر حداکثر جریانی که قرائت شده می‌کنند و این رقم را به صورت درصد ارائه کرده که نشان دهنده درصد تکرار پذیری داده های دستگاه فلومتر آلتراسونیک است.

تکرارپذیری دستگاه فلومتر التراسونیک

تکرارپذیری دستگاه فلومتر التراسونیک باید در شرایط زیر سنجیده شود:

به طور کلی 6 شرط را هنگام سنجش تکرارپذیری در نظر میگیرند:

1- ناظر یا آزمایشگاه یکسان

2- دستگاه فلومتر التراسونیک یکسان

3- روند اندازه گیری یکسان

4- محل اندازه گیری یکسان

5- فواصل زمانی کوتاه

6- شرایط به کارگیری دستگاه یکسان

تکرارپذیری دستگاه فلومتر التراسونیک

گستره نامی فلومتر آلتراسونیک

گستره نامی همان دامنه تغییر است. در واقع گسترده ای دستگاه در نهایت به نمایش در می‌آورد را به صورت گستره نامی می شناسند. در این محدود باید دستگاه کالیبره شود. مینیمم گستره را ZERO می نامند و ماکزیمم آن  را پهنای اندازه گیری. به طور مثال گسترده نامی یک دستگاه فلومتر آلتراسونیک را به صورت:

Flow Range:400m3/Hr

نشان می‌‍دهند. نکته ای که باید در انتخاب فلومتر التراسونیک در نظر داشت این است که گسترده اندازه گیری از ماکزیمم دامنه تغییرات اندازه گیری بیشتر باشد تا توانایی اندازه گیری همه دامنه مورد نیاز شما را داشته باشد. علاوه بر این باید در نظر داشت که گستره نامی zero لزوما به معنای صفر نیست.

پهنه اندازه گیری فلومتر آلتراسونیک

پهنه اندازه گیری همان جمع جبری بالاترین دامنه از پایین ترین دامنه است. مثلا اگر گسترده نامی 10 و -140 داشته باشیم، این پهنه در نهایت 150 C اندازه گیری می‌شود.

محدوده اندازه گیری فلومتر آلتراسونیک

محدوده اندازه به معنای اندازه فلومتر است. معمولا برای یک نوع خاص فلومتر مقدار مشخصی در نظر گرفته می شود. برای هر سفارش اندازه های مشخصی در نظر گرفته می شود.

افت نسبی فلومتر آلتراسونیک

هد جریان یکی از المان های مهم است. این هد در اثر اصطکاک میان فلومتر و جریان ممکن است کاهش پیدا کند. افت نسبی هد مربوط به هر کدام از انواع فلومتر آلتراسونیک با یکدیگر متفاوت است و به کیفیت و برند شرکت سازنده وابسته است.

سایز فلومتر آلتراسونیک

منظور از سایز همان دهانه عبور آب است. معمولا بر اساس میلیمتر یا اینچ بیان می‎شود. فلومترهای مکانیکی معمولا زیر 50 میلیمتر سایز دارند و در انشعابات نصب می‌شوند. فلومتر هایی با اندازه های بیش از 50 میلیمتر، در خطوط اصلی آبرسانی مورد استفاده هستند. به طور نسبتی می‌توان گفت سایر فلومتر در واقع نشان دهنده ظرفیت آن است. به طور مثال یک فلومتر یک اینچ یا هامن 25 میلیمتری،تا 7 متر مکعب در ساعت را امکان اندازه گیری خواهد داشت و اگر جریان از این مقدار بیشتر باشد دچار اختلال می‌شود.

ضریب تخلیه فلومتر

این ضریب نشان می‎دهد که انحراف سرعت اندازه گیری شده در هر مکانیزمی نسبت به سرعت وعی چقدر است. شما یک رقم برای سرعت جریان به دست می‌آورید که از طریق فرمول های ریاضی به دست می‌آید و یک رقم از دستگاه قرائت می کنید. نسبت این ارقام را با ضریب تخلیه نشان می‎دهند. برای بالا بردن دقت محاسبات برای هر دستگاهی این ضرایب مورد نیاز است که هر چه به یک نزدیک تر باشد نشان دهنده دقت بالاتر دستگاه خواهد بود.

سایز فلومتر آلتراسونیک

 انواع فلومتر

این روزها اغلب از فلومترهای مغناطیسی و فلومتر آلتراسونیک استفاده می‌کنند. به طور کلی 4 دسته برای انواع فلومترها در نظر می‌گیرند:

  • دبی سنج فشاری (اریفیس، ونتوری، نازل جریان، لوله پیتوت، تارگت متر، زانویی متر)
  • دبی سنج سرعتی ( توربین، جریان سنج الکترومغناطیسی، گردابه سنج، اولتراسونیک)
  • دبی سنج جرمی
  • دبی سنج جابجایی مثبت

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. صدای آمبولانس را به یاد بیاورید. صدای آمبولانس هنگام نزدیک شدن به شما به صدای آن زمان دور شدن متفاوت است. همین اصل اگر در مسیر جریان به کار گرفته شود امکان محاسبات دقیق را به شما خواهد داد.

شناخت عملکرد فلومتر آلتراسونیک

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.

تاریخچه کشف ابزارهای اندازه گیری جریان

سالیان طولانی انسان برای یافتن ابزار اندازه گیری سیالات تلاش کرده است. اولین تلاش‌ها به هزاران سال پیش بازا می‌گردد. جالب است بدانید که اولین ابزار اندازه گیری سیالات را می‌توان در عملکرد ساعت شنی جستجو کرد. عبور ماسه از یک شی در بازه زمانی مشخص اولین قدم اندازه گیری سیال است و از همین ایده ها نیز در ساعت آبی استفاده شده است. در ساعت آبی جریان ثابت شاخصی برای تشخیص و اندازه گیری زمان بوده است. اما اگر به دنبال اولین ایده تخصصی در مورد اندازه گیری جریان سیالات باشیم باید به ابزاری اشاره کنیم که در زمان مصر باستان برای اندازه گیری جریان سد به کار می‎رفته است.

چند سال بعد از آن نیز در شهر رم ابزاری را که شبیه به لوله خروجی مخزن بردند تا جریان را اندازه گیری و کنترل کنند. همین دیده را در چین باستان نیز می‌توان دید. نیمه دوم قرن پانزدهم اولین قدم های جدی در زمینه پیشرفت ابزار اندازه گیری سیالات برداشته شد. اولین بار که نظریه گردابی مطرح شد و ارتباطی که میان ارتفاع مایع در مخازن و شدت جریان وجود دارد کشف شد و نظریات جریان مطرح شد. گام های اساسی در زمینه اندازه گیری جریان تا رسیدن به دستگاه های پیشرفته تری مانند فلومتر آلتراسونیک از اوایل قرن هجدهم برداشته شد.

اندازه گیری جریان و کشف ابزار فلومتر آلتراسونیک

تئوری فشار که توسط شخصی به نام توریسلی مطرح شد اولین بار در قرن 18 مبنای کار شناخت حرکت جریان توسط دانیل برنولی و داولر قرار گرفت. روابط برنولی، ارتباط های موجود میان فشار و سرعت جریان در خطوط لوله را مشخص کرد. روابط اولر در همان سال ها داخل توربوماشین ها به کار برده شد. لوله پیتوت توسط هنری پیتوت در سال 1732 اختراع شد.

 بعدها دارسی ویسباخ  از لوله های پیتوت برای اندازه گیری جریان به کار گرفته شد. پس از لوله پیتوت، شیوه دیگری نیز در قرن هجدهم در راستای اندازه گیری جریان ابداع شد و آن لوله ونچوری بود. دستگاهی مکانیکی که ابزار اندازه گیری جریان بود. در این مرحله فاصله طولانی تا اختراع دستگاه های فراصوت و انواع فلومتر آلتراسونیک باقی مانده است.

قرن نوزدهم و کشف ابزارهای مغناطیسی اندازه گیری جریان

پیش از قرن نوزدهم ابزارها مکانیکی بود. برای اولین بار میشل فارادی مسیر پیشرفت ابزارهای اندازه گری جریان از مغناطیس استفاده کرد. دانشمندان بسیاری مانند زیمنس و کنت و تیلور در این زمینه تلاش های بسیاری کردند به نحوی که نام بسیاری از این دانشمندان در سال‌‌های بعدی روی ابزارهای اندازه گیری جریان گذاشته شده است. اولین بار اوایل قرن 20 بود که شاهد رواج دستگاه اریفیس بودیم.

سال 1960 بود که برای اولین بار از ابزارهای توربینی برای اندازه گیری جریان استفاده شد. این دستگاه سال ها بعد به عنوان مبنای کار سایر دستگاه هایی مانند فلومتر آلتراسونیک به کار گرفته شد.

سال‌ها بعد به ترتیب شاهد اختراع انواع دیگری از دستگاه های اندازه گیری جریان بودیم:

سال 1965 با دستگاه ورتکس وارد بازار شد

سال 1970 فلومتر التراسونیک دوپلر وارد بازار شد

سال 1977 دستگاه سنجش کوریولیس

پرسش و پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست