فلومتر ابزاری است که برای اندازه‌گیری نرخ جریان خطی، غیرخطی، جرمی یا حجمی یک مایع یا گاز استفاده می‌شود. هنگام انتخاب فلومترها، باید عواملی مانند مشخصات سیال مشخصات پروسه اعم از سیال پروسه های پروسه فشار پروسه سرعت سیال و … را در نظر گرفت. همچنین توصیه می‌شود هزینه نصب تنها پس از انجام این مراحل محاسبه شود.
راهنمای اندازه‌گیری جریان
پایه و اساس انتخاب خوب فلومتر، درک دقیق نیازهای کاربرد خاص است. بنابراین، باید زمان کافی برای ارزیابی کامل ماهیت سیال فرآیند و نصب کلی صرف شود.
اولین گام‌ها برای انتخاب فلومتر مناسب
اولین گام در انتخاب فلومتر ، تعیین این است که آیا اطلاعات نرخ جریان باید پیوسته باشد و اینکه این اطلاعات به صورت محلی یا از راه دور نیاز است. اگر از راه دور، آیا انتقال باید آنالوگ، دیجیتال یا مشترک باشد؟ و اگر مشترک، فرکانس به‌روزرسانی داده‌ها (حداقل) چقدر باید باشد؟ پس از پاسخ به این سوالات، باید ارزیابی خواص و ویژگی‌های جریان سیال فرآیند و لوله‌کشی که فلومتر را در بر می‌گیرد، انجام شود. برای انجام این کار به صورت سیستماتیک، فرم‌هایی تهیه شده‌اند که نیاز است داده‌های زیر برای هر کاربرد پر شوند.
پارامتر های تاثیرگذار در عملکرد فلومتر
فلومتر برای اندازه گیری و نمایش کیفیت هایی مانند سرعت جریان جرمی، سرعت جریان حجمی، دمای گاز، فشار اتمسفر و فشار گاز استفاده می شوند.
فلومتر دیجیتال شامل آنمومتر ها ، ترمیستورها، ترانسدیوسرهای فشار گیج و ترانسدیوسرهای فشار مطلق هستند که هر کدام نقش خاصی در عملکرد آن ایفا می‌کنند.
در یک فلومتر دیجیتال، چهار جزء اصلی به عنوان حسگر عمل می‌کنند. آن‌ها مقادیر مربوطه خود را تشخیص، محاسبه و تبدیل می‌کنند.
سه حسگر داخلی که در تماس مستقیم با جریان هستند عبارتند از آنمومتر ها، ترمیستورها و ترانسدیوسرهای فشار گیج. آن‌ها به ترتیب جرم جریان، دمای گاز و فشار گاز/پشت فشار را اندازه‌گیری می‌کنند.
کنترل جریان بخشی ضروری از بسیاری از کاربردهای صنعتی است و نیازمند استفاده از انواع مختلف فلومترها است که به طور خاص برای پاسخگویی به نیازهای انواع کاربردها طراحی شده‌اند. موادی که اندازه‌گیری می‌شوند شامل آب، نفت، گاز طبیعی و بخار هستند و فلومترها برای هر ماده عملکردی مشابه دارند اما به روش‌های مختلف عمل می‌کنند.
انواع فلومتر ها
اگرچه عملکرد همه فلومترها یکسان است، هر نوع فلومتر برای پاسخگویی به نیازهای خاص یک کاربرد تنظیم می‌شود. دو نوع اصلی فلومترها، فلومترهای حجمی و فلومترهای جرمی هستند. تفاوت این دو نوع فلومتر در چیزی است که اندازه‌گیری می‌کنند، به طوری که فلومتر جرمی مقدار جرم را اندازه‌گیری می‌کند در حالی که فلومتر حجمی حجم را اندازه‌گیری می‌کند. نرخ جریان حجمی تحت تأثیر دما و فشار قرار می‌گیرد، در حالی که نرخ جریان جرمی تحت تأثیر چگالی مایع یا گاز است. انواع مختلف فلومترها شامل فلومترهای اختلاف فشار ، سرعت، جابجایی مثبت، مس و جریان کانال باز هستند.
فلومترهای اولتراسونیک
یک فلومتر اولتراسونیک سرعت جریان سیال را با ارسال امواج اولتراسونیک در جهت جریان و در خلاف جهت جریان اندازه‌گیری می‌کند. امواج اولتراسونیک و سرعت جریان با هم ترکیب می‌شوند تا نرخ جریان را محاسبه کنند. ساختار یک فلومتر اولتراسونیک شامل دو فرستنده و دو گیرنده است که هر یک در طرف‌های مخالف لوله و در فاصله معینی از هم قرار دارند.
در فلومتر التراسونیک، امواج صوتی با استفاده از ترانسدیوسر هایی که مستقیماً با جریان تماس دارند یا از ترانسدیوسرهای گیره‌ای که به بیرون لوله متصل می‌شوند، به جریان ارسال می‌شوند. انفجارهای متناوب اولتراسونیک اندازه‌گیری می‌شوند تا زمان لازم برای حرکت صوت بین ترنسدیوسرها تعیین شود. تفاوت در زمان انتقال با سرعت جریان متناسب است.
فلومترهای الکترومغناطیسی
فلومترهای الکترومغناطیسی که به نام‌های مگ‌متر، الکترومگ متر و فلومتر مغناطیسی نیز شناخته می‌شوند، از القای الکترومغناطیسی برای اندازه‌گیری سرعت مایع استفاده می‌کنند. در یک فلومتر الکترومغناطیسی، الکترودهایی در جریان قرار داده می‌شوند که میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنند و ولتاژ جریان را هنگام عبور از کنار الکترودها می‌خوانند. اصل کار فلومترهای الکترومغناطیسی بر اساس قانون فارادی است که می‌گوید یک هادی که از میدان مغناطیسی عبور می‌کند سیگنال الکتریکی تولید می‌کند که با سرعت جریان متناسب است. وقتی سیال از میدان مغناطیسی الکترودها عبور می‌کند، ذرات رسانای موجود در سیال ولتاژ میدان مغناطیسی را تغییر می‌دهند. تغییر ولتاژ برای اندازه‌گیری و محاسبه سرعت جریان استفاده می‌شود.
فلومترهای ونتوری
فلومترهای ونتوری ابزارهایی برای اندازه‌گیری جریان هستند که از یک بخش همگرا در لوله استفاده می‌کنند تا سرعت جریان را افزایش داده و افت فشاری متناسب ایجاد کنند که از آن می‌توان نرخ جریان را محاسبه کرد. این ابزارها برای سال‌های بسیاری به‌ویژه در صنعت تأمین آب به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
فلومتر Positive displacement
فلومترهای جابجایی مثبت مقدار سیال را در حجم‌های مشخص اندازه‌گیری می‌کنند. سیال وارد یک محفظه می‌شود، زمانی که محفظه پر شد، سیال مهر و موم می‌شود و با خروج از محفظه یا یک پالس الکترونیکی تولید می‌کند یا یک چرخ‌دنده را به حرکت درمی‌آورد تا حجم را ثبت کند.
مس فلومتر
در حالی که فلومترهای حجمی سرعت جریان گازها و مایعات را اندازه‌گیری می‌کنند، مس فلومتر ها نرخ جریان را با اندازه‌گیری انتقال همرفتی گرما روی سطح جریان با استفاده از سنسورهای دما در جریان یا متصل به لوله‌کشی تعیین می‌کنند. این دستگاه‌های اندازه‌گیری مستقیم قادر به اندازه‌گیری گستره وسیعی از دماها با دقت و صحت بالا هستند.
اصل کار فلومترهای جرمی بر اساس اثر کوریولیس است که می‌گوید هر جسمی که بر روی سطح زمین حرکت می‌کند، به دلیل چرخش زمین تمایل به انحراف جانبی از مسیر خود دارد. حرکت لوله‌ها هنگام جریان سیالات از طریق آن‌ها باعث پیچش می‌شود که نمایانگر انحراف جانبی ناشی از چرخش زمین است.
کالیبراسیون فلومتر چیست؟
کالیبراسیون در طیف گسترده‌ای از صنایع که نیاز به اندازه‌گیری‌های دقیق با درصد خطای ناچیز دارند، ضروری است. به عنوان مثال: بارگیری و تخلیه کامیون‌های مخزن در ترمینال‌های نفت، انتقال خطوط لوله و عملیات سوخت‌گیری هوایی. بنابراین، همه تولیدکنندگان پیش‌بینی می‌کنند که قبل از تحویل هر فلومتر در محل، یک مرحله کالیبراسیون انجام شود، با مقایسه و تنظیم اندازه‌گیری‌های آن‌ها مطابق با یک استاندارد پیش‌فرض ملی یا بین‌المللی. تولیدکنندگان فلومتر می‌توانند تجهیزات خود را پس از تولید در محل تنظیم کنند یا به یک آزمایشگاه کالیبراسیون مستقل ارسال کنند.
در جزئیات، فرآیند کالیبراسیون نیاز به مقایسه اندازه‌گیری انجام شده توسط یک فلومتر در حال کار با یک استاندارد مرجع در شرایط مشابه دارد: فلومترها در محدوده‌ای از نرخ‌های جریان آزمایش می‌شوند و سپس به مقیاس استاندارد تنظیم می‌شوند.
کالیبراسیون دوره‌ای برای حفظ دستگاه در شرایط بهینه ضروری است تا خطا با محدوده مورد نیاز استاندارد مطابقت داشته باشد.
