اندازه گیری دقیق جریان در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، آب و فاضلاب، شیمیایی و پتروشیمی برای اطمینان از عملکرد صحیح فرآیند و کیفیت محصول بسیار حائز اهمیت است.
فلومتر یکی از تجهیزات حیاتی و مهم در صنایع فرآیندی محسوب می شود که به اندازه گیری دقیق جریان حجمی و جرمی سیالات کمک می کند و نقش کلیدی در بهینه سازی فرآیندها و کاهش هزینه های تولید دارد. در این مقاله، به بررسی انواع فلومترها، کاربردهای آنها در صنایع مختلف به ویژه نفت، گاز و پتروشیمی و معرفی فروشگاه ابزاردقیق پیکاتک خواهیم پرداخت.
فلومترها (Flow meter) که به نام های دیگری نظیر دبی سنج، جریان سنج یا کنتور نیز شناخته می شوند، تجهیزاتی هستند که برای اندازه گیری میزان جریان مایعات یا گازها در صنایع مختلف به کار می‌روند.
این تجهیزات با ارائه داده های دقیق درباره جریان سیالات، امکان کنترل بهتر فرآیندها، بهبود کیفیت محصولات و کاهش هزینه های تولید را فراهم می کنند.
دبی سنج ها با توجه به نوع سیال، شرایط عملیاتی و دقت موردنیاز در انواع مختلفی طراحی شده اند و در صنایع مختلفی همچون نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، داروسازی و صنایع غذایی کاربرد گسترده‌ای دارند
توجه نمایید برای انتخاب و خرید فلومتر مناسب، باید عواملی مانند نوع سیال، دما، فشار، ویسکوزیته، میزان رسانایی، محدوده دبی، شرایط نصب و دقت موردنیاز در نظر گرفته شود. همچنین، هزینه‌های مربوط به خرید، نصب و نگهداری جریان سنج نیز باید مدنظر قرار گیرد تا بهترین گزینه برای کاربرد موردنظر انتخاب شود.
انواع تجهیزات اندازه گیری جریان رایج و عملکرد آنها
فلومترها بر اساس روش اندازه گیری جریان به دو دسته کلی حجمی m3/h و جریان جرمی kg/h تقسیم بندی می شوند. فلومترهای حجمی با محاسبه سرعت سیال و دارا بودن سطح مقطع Q=A*V میزان جریان حجمی را اندازه گیری می کنند.
همچنین در صورت ثابت بودن چگالی سیال با ضرب جریان حجمی در چگالی، جریان جرمی قابل محاسبه است.
جریان سنج های حجمی شامل تکنولوژی های مغناطیسی، ورتکس، جابه جایی مثبت، توربینی و التراسونیک می شوند اما دبی سنج های جرمی تنها دارای دو مدل کوریولیس و ترمال مس می باشند. در ادامه انواع فلومترهای رایج در صنایع مختلف و عملکرد آنها ذکر می شوند:
فلومتر اختلاف فشاری
این دبی سنج ها با ایجاد یک مانع در مسیر جریان سیال مانند اوریفیس، ونچوری، فلو نازل و پیتوت تیوب باعث افت فشار می شوند.
اختلاف فشار ایجاد شده متناسب با مربع سرعت جریان سیال است و با اندازه گیری این اختلاف فشار، می توان دبی سیال را تعیین کرد Q=K*√ ΔP. این تجهیزات دقت اندازه گیری متوسطی دارند همچنین تلاطم زیادی در خط لوله ایجاد می کنند اما در مقایسه با تمامی جریان سنج ها قیمت ارزانتری دارند.
فلومتر الکترومغناطیسی
فلومترهای مغناطیسی یا الکترومغناطیسی بر اساس قانون القای مغناطیسی فارادی عمل می کنند و برای اندازه گیری جریان مایعات رسانا مناسب هستند.
با عبور سیال از میان میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط فلومتر، ولتاژی در سیال القا می شود که این ولتاژ توسط الکترودهای موجود در دیواره لوله اندازه گیری می شود. مقدار این ولتاژ متناسب با سرعت جریان سیال است و از آن برای محاسبه دبی حجمی استفاده می شود.
این فلومترها دارای مزایایی همچون مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، عمر طولانی و قابلیت اندازه‌گیری دوطرفه هستند. از آنها برای اندازه‌گیری جریان مایعات رسانا در صنایع مختلف مانند آب و فاضلاب، صنایع شیمیایی و غیره استفاده می شود.
فلومتر التراسونیک
این تجهیزات از امواج فراصوتی برای اندازه گیری جریان حجمی مایعات و گازها استفاده می کنند. دو نوع اصلی فلومترهای التراسونیک با عملکرد اثر داپلری و ترانزیت تایم تولید می شود:
- زمان جابه جایی (Transit-Time) برای اندازه‌گیری جریان سیالات تمیز و بدون ذرات معلق مناسب هستند. آن ها با ارسال امواج فراصوت در جهت و خلاف جهت جریان سیال و محاسبه اختلاف زمان عبور، سرعت جریان را تعیین می کنند
- اثر داپلر (Doppler Effect): برای سیالاتی که دارای ذرات معلق یا حباب های گاز هستند مناسب اند. آن ها با استفاده از اثر داپلر، تغییر فرکانس امواج بازتاب شده از ذرات معلق را اندازه گیری کرده و سرعت جریان را محاسبه می کنند.
این تجهیزات در صنایع آب و فاضلاب، صنایع نفت و گاز و صنایع شیمیایی کاربرد دارند و به دو روش نصب می شوند:
- فلومتر التراسونیک کمربندی ((Clamp-on: در این روش، حسگرها به صورت غیرمستقیم و بدون تماس مستقیم با سیال، بر روی سطح خارجی لوله نصب می شوند. این نوع نصب به دلیل عدم نیاز به برش لوله یا توقف جریان سیال، برای اندازه گیری های موقت یا در شرایطی که امکان دسترسی به داخل لوله وجود ندارد، مناسب است.
- فلومتر التراسونیک داخل خطی (In-line): این فلومترها به صورت مستقیم در مسیر جریان سیال و داخل خط لوله نصب می شوند. نصب داخل خطی معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالاتری دارند و در اندازه گیری های دائمی استفاده می شود.
یکی از مزایای برجسته جریان سنج های التراسونیک امکان اندازه گیری جریان بدون تماس مستقیم با سیال است. این ویژگی به ویژه در صنایعی که سیالات خورنده یا با دمای بالا دارند، بسیار مفید است.
همچنین این تجهیزات دارای دقت بالا، عدم مسدود کردن جریان، قابلیت استفاده در صنایع بهداشتی و طول عمر بالا هستند.
فلومتر توربینی
این تجهیزات اندازه گیری جریان از یک توربین کوچک در مسیر جریان سیال استفاده می کنند که با سرعت جریان سیال چرخش می کند. سرعت چرخش توربین متناسب با سرعت جریان سیال است و از این طریق، میزان جریان حجمی محاسبه می شود. فلومترهای توربینی در صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.
فلومتر جابجایی مثبت
دبی سنج جابه جایی مثبت برای اندازه گیری دقیق جریان سیالات، به ویژه مایعات با ویسکوزیته بالا، استفاده می شوند. این دستگاه ها با جدا کردن جریان به بخش‌هایی با حجم شناخته شده، شمارش این بخش ها و ضرب در حجم هر بخش، سرعت جریان را اندازه گیری می کنند.
آنها با استفاده از مکانیزم های مکانیکی، حجم مشخصی از سیال را در هر چرخه جابجا می کنند. با شمارش تعداد این چرخه ها، می توان حجم کل سیال عبوری را تعیین کرد. دبی سنج های جابجایی مثبت برای اندازه گیری سیالات با ویسکوزیته بالا مناسب هستند و در صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی و صنایع غذایی کاربرد دارند.
فلومتر ورتکس
جریان سنج های ورتکس از اصول دینامیک سیالات برای اندازه گیری جریان استفاده می کنند. این تجهیزات با ایجاد گردابه هایی در سیال توسط یک مانع (Bluff) جریان را اندازه گیری می کنند.
زمانی که سیال از کنار یک جسم مانع (به نام بلوف بادی یا شدر بار) عبور می کند، گردابه هایی در دو طرف مانع به صورت متناوب ایجاد می شوند. فرکانس تشکیل این گردابه ها متناسب با سرعت جریان سیال است. سنسورهای موجود در تجهیزاین فرکانس را تشخیص داده و با استفاده از آن، سرعت و در نهایت دبی جریان سیال را محاسبه می کنند.
دبی سنج ورتکس به دلیل سادگی طراحی و دقت بالا در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز و صنایع غذایی کاربرد دارند.
فلومتر جرمی کوریولیس ( دقت بی نظیر در اندازه گیری جریان جرمی)
این تجهیزات از اثر کوریولیس برای اندازه گیری جریان جرمی سیال استفاده می کنند. در این جریان سنج ها لوله های اندازه گیری با فاز مشخصی به نوسان درمی آیند.
زمانی که سیال از این لوله های نوسانی عبور می کند، نیروی کوریولیس ایجاد می شود که باعث تغییر شکل و پیچش لوله ها می گردد. این تغییرات توسط سنسورهای دقیق اندازه گیری شده و متناسب با جریان جرمی سیال تفسیر می شوند.
فلومترهای کوریولیس می توانند جریان جرمی و چگالی سیال را به صورت همزمان و بسیار دقیق اندازه گیری کنند و در صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی و صنایع غذایی کاربرد دارند.
فلومتر جرمی حرارتی یا ترمال مس
جریان سنج ترمال مس برای اندازه گیری جریان جرمی گازها مورد استفاده قرار می گیرد و با بهره‌گیری از اصول انتقال حرارت، جریان سیال را به صورت مستقیم و دقیق اندازه گیری می کند.
این تجهیزات از اصل پخش حرارت استفاده می کنند که بر اساس آن، نرخ گرمای جذب شده توسط سیال عبوری از درون لوله با جریان جرمی آن رابطه مستقیم دارد.
در یک دبی سنج جرمی حرارتی، جریان گاز گرمای منتشرشده از یک منبع را جذب کرده و موجب خنک شدن آن می شود. با افزایش جریان، گرمای بیشتری توسط گاز جذب می شود.
مقدار گرمای تلف شده از منبع گرما متناسب با جریان جرمی گاز و مشخصه های گرمایی آن است. بنابراین، اندازه گیری انتقال گرما داده ای برای محاسبه نرخ جریان جرمی فراهم می کند. فلومترهای حرارتی فقط برای اندازه‌گیری جریان گازها مناسب هستند و در صنایع شیمیایی، صنایع غذایی و سیستم‌های HVAC کاربرد دارند.
روتامتر
روتامترها ساده ترین تجهیزات مکانیکی اندازه گیری جریان هستند که از یک شناور (floater) درون یک لوله مخروطی شفاف تشکیل شده اند. با افزایش جریان سیال، شناور به سمت بالا حرکت می کند وموقعیت شناور نشان دهنده میزان جریان است.
روتامتر تنها فلومتری است که سیگنال خروجی ارسال نمی کند و تنها قادر است جریان سیال را به صورت محلی نمایش دهد و در آزمایشگاه ها، صنایع شیمیایی و غیره کاربرد دارد.
کاربردهای فلومتر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
دبی سنج ها از ابزارهای حیاتی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی به شمار می روند که برای اندازه گیری دقیق جریان سیالات مختلف به کار می روند.
از پرکاربردترین تجهیزات اندازه گیری جریان در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی میتوان به جریان سنج کوریولیس، ورتکس و التراسونیک اشاره کرد.این تجهیزات نقش کلیدی در نظارت و کنترل فرآیندها، بهبود ایمنی و افزایش بهره وری دارند. در ادامه برخی از کاربردهای رایج آنها عبارتنداز:
- اندازه گیری جریان نفت و گاز: این تجهیزات برای اندازه گیری دقیق جریان نفت خام، گاز طبیعی و فرآورده های نفتی در خطوط لوله استفاده می شوند. این اندازه گیری ها برای کنترل فرآیندها و بهبود بهره وری ضروری هستند.
- تضمین ایمنی و کاهش خطرات: اندازه گیری دقیق جریان سیالات خطرناک با جریان سنج ها به شناسایی نشت ها و جلوگیری از حوادث کمک می کند، که برای ایمنی کارکنان و محیط زیست حیاتی است.
- اندازه گیری جریان گازها: در پالایشگاه ها و واحدهای پتروشیمی برای اندازه گیری جریان گازهای مختلف مانند نیتروژن، هیدروژن و گازهای سوختی به کار می روند که برای کنترل احتراق و بهینه سازی مصرف انرژی ضروری است.
- مدیریت موجودی و انتقال مواد: در فرآیندهای انتقال و ذخیره سازی به نظارت بر حجم سیالات منتقل شده کمک می کنند و اطلاعات دقیقی برای مدیریت موجودی و برنامه ریزی تولید فراهم می آورند.
- کنترل فرآیندهای شیمیایی: در واحدهای پتروشیمی برای کنترل دقیق واکنش های شیمیایی و تنظیم نسبت های مواد اولیه به کار می روند که کیفیت محصولات نهایی را تضمین می کنند.
چگونه با فلومتر هزینه های تولید را کاهش دهیم؟
اندازه گیری دقیق جریان:
جریان سنج ها با ارائه اندازه گیری های دقیق از نرخ جریان سیالات، به بهبود کیفیت محصول و کاهش ضایعات کمک می کنند. به عنوان مثال، در یک کارخانه شیمیایی نصب سنسورهای جریان الکترومغناطیسی منجر به بهبود نسبت های ترکیب، افزایش کیفیت محصول و کاهش 15 درصدی هزینه های تولید شد.
بهینه سازی مصرف انرژی:
آنها با اندازه گیری دقیق جریان سیالات، امکان کنترل بهینه تجهیزات مصرف کننده انرژی مانند پمپ ها و کمپرسورها را فراهم می کنند. این کنترل دقیق منجر به کاهش مصرف انرژی و در نتیجه کاهش هزینه های مرتبط می شود.
کاهش هزینه های نگهداری و تعمیرات:
دبی سنج های بدون قطعات متحرک مانند جریان سنج های الکترومغناطیسی نیاز به نگهداری کمتری دارند و هزینه های تعمیرات را کاهش می دهند. همچنین، جریان سنج التراسونیک کمربندی (Clamp-On) بدون نیاز به تغییرات فیزیکی در سیستم نصب می شوند که هزینه‌های نصب و نگهداری را کاهش می دهد.
انتخاب جریان سنجی که برای مقاومت در برابر نیازهای کاربرد شما ساخته شده است، می تواند نیاز به تعمیرات یا تعویض های مکرر را به حداقل برساند و در نتیجه در زمان و هزینه صرفه جویی کند.
بهبود کیفیت محصول:
اندازه گیری دقیق جریان مواد اولیه با کنتورها، امکان کنترل بهتر فرآیندهای تولید را فراهم می کند که منجر به بهبود کیفیت محصول نهایی و کاهش ضایعات می شود.
جلوگیری از هدررفت مواد:
با استفاده از تجهیزات اندازه گیری جریان ، می توان نشتی ها و هدررفت های سیالات را شناسایی و برطرف کرد که این امر به کاهش هزینه های ناشی از هدررفت مواد منجر می شود.
افزایش بهره وری فرآیند:
دبی سنج ها با ارائه داده های دقیق و لحظه ای از جریان سیالات، امکان بهینه سازی فرآیندهای تولید و افزایش بهره وری را فراهم می کنند که در نهایت به کاهش هزینه های تولید منجر می شود.
راهنمای جامع خرید فلومتر و نکات کلیدی که باید بدانید؟
انتخاب و خرید جریان سنج مناسب برای صنایع فرآیندی مختلف نیازمند در نظر گرفتن عوامل متعددی است که بر دقت، تکرارپذیری و کارایی فرآیند تأثیر می گذارند. به همین دلیل برخی از مهمترین نکاتی که هنگام خرید این تجهیزات باید در نظر گرفته شوند در ادامه ذکر می شوند:
- نوع سیال فرآیندی: مشخص کنید که سیال مورد اندازه گیری مایع، گاز یا بخار است. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی سیال مانند ویسکوزیته، رسانایی الکتریکی و وجود ذرات جامد، در انتخاب نوع تجهیز تأثیرگذارمی باشند.
- محدوده اندازه گیری جریان: حداقل و حداکثر جریان سیال را تعیین کنید تا تجهیزی با ظرفیت مناسب انتخاب شود. انتخاب تجهیزی که محدوده دبی آن با سیستم مورد نظر هم خوانی داشته باشد، ضروری است.
- دقت و تکرارپذیری: سطح دقت مورد نیاز برای کاربرد خاص خود را مشخص کنید. برخی فرآیندها نیاز به دقت بالاتری دارند. همچنین، تکرارپذیری جریان سنج، یعنی توانایی آن در ارائه نتایج یکسان در شرایط مشابه، اهمیت دارد.
- شرایط فرآیندی: دمای سیال، فشار عملیاتی و وجود مواد شیمیایی خورنده را در نظر بگیرید. برخی جریان سنج ها ممکن است محدوده دما و فشار محدودی داشته باشند.
- نصب: شرایط محیطی مانند رطوبت، دما و احتمال وجود محیط‌های قابل اشتعال یا خورنده را بررسی کنید. همچنین، فضای فیزیکی موجود برای نصب جریان سنج و جهت نصب (افقی یا عمودی) را در نظر بگیرید.
- اتصالات: اطمینان حاصل کنید که اندازه و نوع اتصالات دبی سنج با قطر لوله ها و سیستم های موجود مطابقت دارد تا از مشکلات نصب جلوگیری شود.
- افت فشار مجاز: برخی جریان سنج ها ممکن است باعث افت فشار در سیستم شوند. لازم است این تلفات فشار را در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که نصب شما به طور مؤثر کار می کند.
- قیمت: علاوه بر هزینه اولیه خرید، هزینه های نگهداری و عملیاتی جریان سنج را نیز در نظر بگیرید. برخی ممکن است هزینه اولیه کمتری داشته باشند اما هزینه های نگهداری بالاتری داشته باشند.
- سیگنال خروجی و ارتباطات: بررسی کنید که جریان سنج انتخابی قابلیت ارائه سیگنال های خروجی مورد نیاز سیستم کنترلی شما، مانند سیگنال های آنالوگ، پالس یا ارتباطات دیجیتال مانند HART، Profibus، Modbus و ... را داشته باشد.
- تاییدیه و استانداردها: بسته به الزامات کاربردی خاص ممکن است لازم باشد جریان سنج هایی را انتخاب کنید که با استانداردها یا گواهینامه های خاص صنعت مانند استانداردهای بهداشتی برای صنایع غذایی یا تاییدیه حفاظت در برابر انفجار برای مناطق خطرناک مطابقت داشته باشند.
خرید فلومتر از فروشگاه تخصصی ابزار دقیق" پیکاتک "
فروشگاه تخصصی تامین کننده ابزار دقیق پیکاتک انواع تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات صنعتی در کشور است. این فروشگاه با ارائه بیش از 150 نوع فلومتر در مکانیزم ها و برندهای مختلف، نیازهای متنوع صنایع را پوشش می دهد.
انواع جریان سنج های موجود در پیکاتک شامل موارد زیر می شوند:
- فلومترهای مایعات و آب: مناسب برای اندازه گیری جریان سیالات مختلف در صنایع گوناگون
- فلومترهای گاز: برای سنجش جریان گازها در سیستم های مختلف صنعتی
- تکنولوژی های متنوع: کوریولیس، ورتکس، التراسونیک، الکترومغناطیسی و دیگر مکانیزم ها
- برندهای معتبر: اندرس هاوزر، روزمونت، یوکوگاوا، زیمنس، ای بی بی و کرونه
فروشگاه تخصصی ابزار دقیق پیکاتک با هدف ارتقاء کیفیت تجهیزات صنعتی در کشور، همواره در تلاش است تا جدیدترین فناوری ها و محصولات روز دنیا را به بازار ایران معرفی کند.
با انتخاب پیکاتک، مشتریان می توانند از کیفیت بالا و تحویل سریع محصولات بهره مند شوند. جهت مشاهده محصولات و دریافت مشاوره می توانید به وب سایت پیکاتک مراجعه کرده یا با کارشناسان فروش این مجموعه به شماره 88109770-021 تماس حاصل نمایید.
