فلومتر التراسونیک چیست ؟ | آموزش نصب و استفاده از آن

فلومتر التراسونیک چیست؟

فلومتر التراسونیک دستگاه های هستند که از ارتعاشات صوتی برای اندازه گیری میزان جریان مایع استفاده می کنند. که از دو نوع داپلر و زمان ترانزیت وجود دارد استفاده می کند

فلومترهای التراسونیک برای کاربردهای آب و فاضلاب یا هرگونه مایع کثیف که رسانا یا بر پایه آب است مورد استفاده قرار میگیرد اما به طور کلی با آب مقطر یا آب آشامیدنی کارایده آل نیست . این فلومتر ها برای کاربردهایی که افت فشار پایین ، سازگاری شیمیایی و نگهداری کم مورد نیاز است نیز ایده آل هستند.

در سال 1842 ، کریستین داپلر کشف کرد که یک ناظر ثابت صدا را با نزدیک شدن منبع به طول موج کوتاه تر و با عقب نشینی منبع آن ، طول موج های طولانی تری را درک می کند.

اثر داپلر توضیح می دهد که چرا صدای بلند شدن بوق را در بوق زدن یک ماشین نزدیک می شنوید. وقتی ماشین دور می شود ، به نظر می رسد که فرکانس افت می کند. فلومتر التراسونیک های داپلر التراسونیک این تغییر فرکانس را در مایعات کثیف حاوی ناپیوستگی های صوتی به کار می اندازد. ذرات معلق ، حباب های گاز یا گردابهای درهم.

نحوه کار فلومتر التراسونیک؟

فلومتر التراسونیک وسیله ای برای اندازه گیری سرعت جریان است. آنها دستگاه هایی هستند که به قسمت بیرونی لوله متصل شده و اندازه گیری مایعات خورنده را بدون آسیب به سنسورها امکان پذیر می کند.

دو نوع فلومتر التراسونیک به نام داپلر و زمان ترانزیت است که هر کدام از طریق دو فناوری متفاوت عمل می کنند. فلومتر التراسونیک  داپلر باید دارای ذرات یا حباب هایی باشد تا سیگنال های اولتراسونیک را منعکس کند. برای غلظت ها و اندازه مواد جامد یا حباب باید به محدوده های پایینی توجه شود و مایع باید به اندازه ای بالا جریان داشته باشد که جامدات را معلق نگه دارد.

هنگامی که به لوله ای که حاوی مایع در حال جریان با چنین ناپیوستگی هایی است منتقل می شود ، یک پالس یا پرتو اولتراسونیک از آنها با تغییر فرکانس منعکس می شود که مستقیماً با سرعت جریان مایع متناسب است. بنابراین ، فلومتر داپلر اولتراسونیک سرعت جریان را از سرعت ناپیوستگی ها محاسبه می کند تا از سرعت مایع.

اصل کارکرد فلومتر التراسونیک

اصل اساسی عمل تغییر فرکانس (اثر داپلر) یک سیگنال التراسونیک را هنگامی که توسط ذرات معلق یا حباب های گاز (ناپیوستگی) در حرکت منعکس می شود ، به کار می گیرد. این تکنیک اندازه گیری از پدیده فیزیکی موج صوتی استفاده می کند که هنگامی که با حرکت ناپیوستگی ها در یک مایع جاری منعکس می شود ، فرکانس را تغییر می دهد. صدای مافوق صوت به درون لوله ای با مایعات جاری منتقل می شود و ناپیوستگی ها موج التراسونیک را با فرکانس کمی متفاوت که مستقیماً با سرعت جریان مایع متناسب است منعکس می کند. تکنولوژی فعلی ایجاب می کند که مایع حداقل 100 قسمت در میلیون (PPM) از 100 میکرون یا ذرات معلق یا حباب های بزرگتر داشته باشد.

سوالاتی که قبل از انتخاب دستگاه فلومتر التراسونیک باید به آنها پاسخ داده شود:

1. آیا مایع دارای ذرات 100 ppm به اندازه 100 میکرون است؟
2. آیا به مانیتور فرایند دستی یا مداوم نیاز دارید؟
3. آیا به خروجی آنالوگ نیاز دارید؟
4. حداقل و حداکثر میزان جریان برای دبی سنج چقدر است؟
5. حداقل و حداکثر دمای فرآیند چقدر است؟
6. حداقل و حداکثر فشار فرآیند چقدر است؟
7. اندازه لوله چقدر است؟
8. آیا لوله همیشه پر است؟

فلومتر التراسونیک داپلر بر اساس اصل اثر داپلر عمل می کند ، که پدیده فیزیکی تغییر فرکانس موج صوتی است. در مورد جریان سنج مافوق صوت ، فرکانس سیگنال اولتراسونیک (نسبت داپلر) به نسبت مستقیم جریان مایع هنگام بازتاب توسط ذرات معلق یا حباب های گاز (ناپیوستگی) در حرکت تغییر می کند.

به طور معمول ، جریان سنج داپلر اولتراسونیک شامل یک فرستنده/نشانگر/توتالایزر و یک مبدل است. کاربر با در نظر گرفتن مایع ، اندازه و غلظت جامدات یا حباب ها ، ابعاد لوله و روکش لوله ، پیکربندی متناسب با برنامه را انتخاب می کند. آستانه سیگنال فرستنده معمولاً برای فیلتر کردن سر و صدای مکانیکی و الکتریکی تنظیم می شود.

یک نوسان ساز با فرکانس بالا در فرستنده ، مبدل را هدایت می کند ، که در طراحی متداول گیره ، روی قسمت بیرونی لوله نصب می شود. مبدل یک سیگنال اولتراسونیک تولید می کند که از دیواره لوله به مایع جاری می رسد. فرستنده تفاوت بین فرکانس های خروجی و ورودی خود را به پالس های الکترونیکی تبدیل می کند. پردازش ، مقیاس بندی و جمع بندی ، پالس ها اندازه گیری جریان را ارائه می دهند.

فلومترهای التراسونیک داپلر که به قسمت بیرونی لوله متصل می شوند ، بدون تهاجم و بدون حرکت قطعات عمل می کنند. آنها بدون افت فشار ، هیچ آسیبی از مایع فرآیند ایجاد نمی کنند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی ندارند. اگر به درستی کالیبره شوند ، می توانند ± 1٪ دقت داشته باشند ، با این حال ، دیوار لوله و هر فضای هوایی بین دیوار و مایع می تواند تداخل سیگنال ایجاد کند. علاوه بر این ، دیوار لوله فولادی ضد زنگ ممکن است سیگنال منتقل شده را تا حدی هدایت کند که به نظر می رسد سیگنال منعکس شده دچار یک تغییر عمده می شود.

فلومتر های اولتراسونیک زمان ترانزیت ، تفاوت زمانی را بین زمانی که یک سیگنال اولتراسونیک از مبدل اول منتقل می شود تا زمانی که توسط مبدل دوم دریافت می شود ، اندازه گیری می کند. مقایسه ای با اندازه گیری های بالادست و پایین دست انجام می شود. در صورت عدم وجود جریان ، زمان سفر در هر دو جهت یکسان خواهد بود. هنگامی که جریان وجود دارد ، صدا در صورت حرکت در یک جهت سریعتر و در صورت حرکت در برابر آن کندتر حرکت می کند.

یک فلومتر اولتراسونیک از یک رابطه متقابل بین جفت مبدل بالادست و پایین دست برای محاسبه جریان استفاده می کند. برخی از جریان سنج های این طرح از ریزپردازنده ها برای تغییر خودکار بین حالت های "تمیز" و "کثیف" بر اساس عوامل همبستگی استفاده می کنند. برای مثال ، یک جریان سنج ترکیبی تنها می تواند جریان لجن فعال یا هضم شده را کنترل کند. برنامه های دقیق مهندسی شده با استفاده از چنین فلومترهایی در 0.5٪ از خواندن دقت نصب را گزارش کرده اند.

چگونه می توان فلومتر مغناطیسی مناسب را انتخاب کرد؟ 

فلومتر های التراسونیک نیز برای کاربردهایی که افت فشار کم مورد نیاز است و نیاز به تعمیر و نگهداری کم است ، ایده آل است. فلومتر التراسونیک داپلر یک دبی سنج حجمی است که برای مایعات هوادهی مانند فاضلاب یا دوغاب ایده آل است. جریان سنج های مافوق صوت زمان انتقال برای کاربردهای مایع تمیز مانند آب و روغن ایده آل است.

سه نوع اصلی فلومتر اولتراسونیک وجود دارد. عواملی مانند نوع خروجی (آنالوگ یا دیجیتال) ، اندازه لوله ، حداقل و حداکثر دمای فرایند ، فشار و سرعت جریان همگی می توانند بر روی فلومتر التراسونیک برای کاربرد شما تأثیر بگذارند.

انواع فلومتر التراسونیک

فلومتر التراسونیک با امواج

این فلومتر التراسونیک برای لوله های کامل مایع که حداقل 100 پی پی ام 100 میکرون یا ذرات معلق بزرگتر یا حباب های گاز برای اندازه لوله 0.25 تا 120 اینچ

دارند مناسب است. موارد استفاده ایده آل شامل اندازه گیری جریان  فاضلاب ، دوغاب ، روغن خام ، دوغاب آهک ، فسفات و ذخیره خمیر است.
 

فلومتر التراسونیک پرتابل

این فلومتر التراسونیک از یک مبدل گیره استفاده می کند که در قسمت بیرونی یک لوله فلزی یا پلاستیکی حاوی مایعات با بیش از 100 پی پی ام 100 میکرون یا

جامدات معلق بزرگتر یا گازهای درگیر قرار می گیرد.

فلومتر التراسونیک ترکیبی

این دستگاه التراسونیک به شما امکان می دهد با انتخاب فناوری داپلر یا تمیز کردن مایعات با انتخاب فناوری زمان گذر ، میزان جریان مایعات را با ذرات معلق یا حباب اندازه گیری

کنید.

تغییرات طراحی فلومتر التراسونیک

فلومتر های التراسونیک صوت گیره در دو نسخه تک یا دو سنسور وجود دارد. در نسخه تک سنسور ، کریستال های انتقال و دریافت در یک بدنه حسگر قرار می گیرند که روی یک نقطه از سطح لوله چسبانده شده است. برای اتصال اولتراسونیک سنسور به لوله از ترکیب اتصال استفاده می شود. در نسخه سنسور دوگانه ، کریستال فرستنده در یک بدنه حسگر قرار دارد ، در حالی که کریستال دریافت کننده در بدن دیگری قرار دارد. فلومتر های داپلر گیره در معرض تداخل خود دیوار لوله و همچنین هرگونه فضای هوایی بین سنسور و دیوار هستند. اگر دیواره لوله از فولاد ضد زنگ ساخته شده باشد ، ممکن است سیگنال فرستنده را به اندازه کافی منتقل کند به طوری که اکو برگشتی به اندازه ای جابجا شود که در خواندن تداخل ایجاد کند. همچنین در لوله های مس ، روکش بتنی ، روکش پلاستیکی و تقویت شده با فایبرگلاس ، ناپیوستگی های صوتی داخلی وجود دارد. اینها به اندازه ای قابل توجه هستند که سیگنال منتقل شده را کاملاً پراکنده کنند یا سیگنال بازگشت را تضعیف کنند. این امر به طور چشمگیری دقت فلومتر را کاهش می دهد (در حدود ± 20)) و در بیشتر موارد ، اگر لوله ها روکش شوند ، مترهای بست به هیچ وجه کار نمی کنند.

آموزش نصب فلومتر التراسونیک

هر دو فلومتر داپلر و ترانزیت طوری طراحی شده اند که بدون شکستن خط یا قطع جریان ، به قسمت بیرونی یک لوله محکم شوند. این امر همچنین تلفات فشار را از بین می برد و از نشتی جلوگیری می کند ، که در فلومتر خطی رایج است.

دقت اندازه گیری فلومتر التراسونیک به نصب مناسب بستگی دارد. تغییرات دمای زیاد در لوله یا مقدار قابل توجهی ارتعاش ممکن است بر تراز مبدل ها و اتصال صوتی به لوله تأثیر بگذارد. در بیشتر موارد ، اگر لوله ها با موادی مانند مس ، بتن ، پلاستیک یا فایبرگلاس پوشانده شوند ، فلومتر التراسونیک صوت به هیچ وجه کار نمی کنند. این عوامل باید در حین نصب لحاظ شوند. علاوه بر این ، برای ارائه سرعت جریان حجمی دقیق ، همه فلومتر های اولتراسونیک نیاز به پر شدن لوله دارند.

کاربرد های فلومتر التراسونیک در صنعت

فلومتر های التراسونیک بیشتر در صنایع نفت و گاز استفاده می شود. آنها همچنین در صنایع شیمیایی ، دارویی ، غذایی و آشامیدنی ، فلزات ، معدن ، خمیر کاغذ و کاغذ و فاضلاب استفاده می شوند.

خرید فلومتر التراسونیک

اینسترو کنترل وارد کننده و ارائه دهنده های  فلومتر التراسونیک است. محصولات مختلفی مانند فلومتر، ترانسمیتر فشار، ترانسمیتر دما ، ترانسمیتر سطح و .... اما شرکت اینستروکنترل  به عنوان ارائه دهنده اصلی فلومتر التراسونیک در ایران فعالیت می‌کند و محصولات این شرکت را تامین و در اختیار مشتریان خود قرار می دهد. و در انتها این که شناخت محصولات اورجینال و تشخیص آنها از محصولات کپی و تقلبی ممکن است برای شما سخت باشد. به همین دلیل توصیه ما این است که در خرید تجهیزات ابزار دقیق از افراد متخصص  در این زمینه کمک بگیرید شما می توانید برای دریافت راهنمایی بیشتر با ما در شرکت فنی مهندسی اینسترو کنترل به عنوان وارد کننده فلومتر التراسونیک در ایران تماس بگیرید و با کارشناسان ما مشورت کنید.