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