انواع روش های اندازه گیری دبی(فلو)

اندازه گیری دبی در صنعت به دو صورت کلی امکان پذیر می باشد که عبارتند از:

1-با استفاده از انرژی سیال(روش مستقیم)         2-بدون استفاده از انرژی سیال(روش غیر مستقیم)
 در روش اول که با استفاده از انرژی سیال می باشد می توان به دو صورت دبی عبوری را اندازه گیری کرد:

1-اختلاف فشار       2-فشار دینامیک سیال
 اندازه گیری دبی در روش اختلاف فشار را می توان با المان های مانند اوریفیس،ونتوری،پیتوت تیوب،نازل و زانویی انحام داد.

در اندازه گیری دبی با استفاده از فشار دینامیک سیال( نیروی جلوبر سیال)می توان به فلومتر های توربینی،جرمی،سطح متغیر و ورتکس اشاره نمود.

در اندازه گیری دبی در روش غیر مستقیم،سنسور بدون تماس با سیال می باشد. از روش های اندازه گیری در این دسته می توان روش های آلتراسونیک،مغناطیسی،ترمال مس فلومتر و کالری متریک را نام برد.
 

فلومتر اوریفیس:

روزنه ای در یک خط لوله در شکل زیر با فشار سنج برای اندازه گیری افت فشار (دیفرانسیل) هنگام عبور مایع از داخل روزنه نشان داده شده است. حداقل سطح مقطع به

عنوان "vena contracta" شناخته می شود.

فلومتر ونتوری:

ابزاری کاربردی که از اثر برنولی و فشار سنج استفاده می کند ، فلومتر ونتوری است. نشان می دهد که شما می توانید سرعت مایع v1 را در ورودی دستگاه با توجه به

اختلاف فشار اندازه گیری شده توسط فشار سنج داشته باشید. توجه داشته باشید که فرض بر این است که چگالی گاز جریان یافته ثابت است ، که لزوماً درست نخواهد بود.

فلومتر پیتوت تیوب:

اگرچه لوله پیتوت یکی از ساده ترین سنسورهای جریان است ، اما در طیف گسترده ای از برنامه های اندازه گیری جریان مانند سرعت هوا در اتومبیل های مسابقه ای و هواپیماهای

جنگنده نیروی هوایی مورد استفاده قرار می گیرد. در کاربردهای صنعتی ، از لوله های pitot برای اندازه گیری جریان هوا در لوله ها ، مجاری و پشته ها و جریان مایع در لوله ها ،

سرشاخه ها و کانال های باز استفاده می شود. در حالی که دقت و دامنه آن نسبتاً کم است ، لوله های pitot ساده ، قابل اعتماد ، ارزان و مناسب برای انواع شرایط محیطی از جمله دمای بسیار بالا و فشارهای وسیع هستند.

فلومتر نازل:

فلومتر نازل های جریان عناصر اصلی در فشار سنج دیفرانسیل هستند. این جریان سنج ها از عناصر اولیه به عنوان انسداد برای ایجاد افت فشار برای محاسبه میزان جریان استفاده می کنند. این بر اساس اصل برنولی است ، که طبق آن هرگونه انسداد در مسیر سیال در حال جریان باعث افزایش سرعت مایع و کاهش فشار در ناحیه انسداد می شود.

فلومتر توربینی:

توربین متر می تواند دقت 0.5٪ را داشته باشد. این یک فلومتر بسیار دقیق است و می تواند برای مایعات چسبناک تا 100 سانتی گراد استفاده شود. حداقل 10 قطر لوله مستقیم روی ورودی لازم است. متداول ترین خروجی ها موج سینوسی یا فرکانس موج مربعی است اما تهویه های سیگنال را می توان در بالا برای خروجی های آنالوگ و طبقه بندی های ضد انفجار نصب کرد. فلومتر از یک روتور چند تیغه ای تشکیل شده است که در زاویه راست جریان قرار گرفته و در جریان سیال بر روی یاتاقان آزاد جریان معلق است.

فلومتر جرمی کوریولیس:

این فلومترها براساس پدیده کوریولیس عمل می کنند؛بدین صورت که یک یا دو لوله ی موجود در محفظه فلومتر توسط یک سیم پیچ تحریک با یک فرکانس مشخص شروع به نوسان می کند. حال حرکت سیال از داخل لوله ها باعث ایجاد نیروی عمود بر لوله ها می شود که این نیرو به نیروی کوریولیس معروف است و این نیرو در سرتاسر لوله یکسان نمی باشد و به همین دلیل ابتدا و انتهای لوله ها باعث انحراف جزئی می شود.با قرارگیری دو سنسور مغناطیسی در ابتدا و انتهای لوله ها و اندازه گیری ولتاژ خروجی و تعیین اختلاف فاز و اختلاف فرکانس خروجی سنسورها،بترتیب دبی جرمی و چگالی سیال بدست می آید.مشخص است که با داشتن دو پارامتر جرم و چگالی،دبی حجمی به راحتی قابل محاسبه است.ازاین فلومترها جهت اندازه گیری دبی مایعات و گازها،مایعات دو فازی و چند فازی،اسیدها و موادشیمیایی صرف نظر از ضریب هدایت ،دما،فشار و چسبندگی سیال به کار می رود.

فلومتر سطح متغیر(روتامتر):

روتامترها یک ابزار اندازه گیری جریان ساده ، قابل اعتماد و ارزان هستند. هنگامی که یک گاز یا مایع به یک لوله جریان مخروطی یکنواخت وارد می شود ، یک شناور افزایش می یابد ، وزن آن توسط سیالی که از زیر آن جریان دارد پشتیبانی می شود ، تا زمانی که کل حجم مایع بتواند از کنار شناور عبور کند. موقعیت شناور با یک نقطه در مقیاس اندازه گیری لوله مطابقت دارد و نشانه ای از میزان جریان سیال را فراهم می کند.

فلومتر ورتکس:

از مزایای اصلی فلومتر ورتکس ، حساسیت کم آنها به تغییرات شرایط فرآیند و سایش کم نسبت به روزنه ها یا کنتورهای توربین است. همچنین ، هزینه های اولیه و نگهداری کم است. به همین دلایل ، استقبال گسترده تری در بین کاربران پیدا کرده اند. متر ورتکس نیاز به اندازه دارد .

فلومتر آلتراسونیک:

فلومتر داپلر اولتراسونیک معمولاً در کاربردهای مانند فاضلاب و سایر مایعات  که به طور معمول به سنسورهای معمولی آسیب می رسانند ، استفاده می شود. هنگامی که توسط ذرات معلق یا حباب های گاز (حرکت ناپیوسته) منعکس می شود ، اصل اساسی عملکرد از تغییر فرکانس (اثر داپلر) استفاده می کند.

فلومتر مغناطیسی:

فلومتر های مغناطیسی، به دلیل اندازه گیری قابل اطمینان میزان دبی و دقت بسیار بالا  و ویژگی هایی مانند از دست دادن فشار کم و عملکرد بدون تعمیر و نگهداری ، در کاربردهای مختلف صنعتی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. 

فلومتر ترمال مس:

فلومتر ترمال مس های حرارتی برای هوای فشرده - دارای فناوری قوی برای نظارت بر هوای فشرده با سهولت افزودن به خطوط موجود با ارائه سیگنال های منتقل شده و نمایشگر

LCD لوکال

به نظر می رسد پاسخ این است که یک فلومتر بخرید. با جریان سیال که به عنوان مقدار سیالی که از یک مکان مشخص عبور می کند تعریف شده است ، این امر ساده به نظر می رسد - هر جریان سنج کافی است. با این حال ، معادله زیر را توصیف کنید که جریان سیال در یک لوله را توصیف می کند.

Q = A x v
 Q سرعت جریان ، A ناحیه مقاطعی لوله و v میانگین سرعت مایع در لوله است. با به کار بردن این معادله ، جریان سیالی که با سرعت متوسط ​​1 متر در ثانیه از طریق لوله ای با سطح مقطع 1 متر مربع حرکت می کند ، 1 متر مکعب در ثانیه است. توجه داشته باشید که Q یک حجم در واحد زمان است ، بنابراین Q معمولاً به عنوان دبی "حجمی" نشان داده می شود. اکنون معادله زیر را در نظر بگیرید:

W = rho x Q

 جایی که W سرعت جریان است و rho چگالی سیال است. با استفاده از این معادله ، هنگامی که 1 متر مکعب در ثانیه مایعی با تراکم 1 کیلوگرم بر متر مکعب جریان دارد ، سرعت جریان 1 کیلوگرم در ثانیه خواهد بود. (همین کار را می توان برای "پوند" های معمول انجام داد. بدون جزئیات - یک پوند واحد جرم فرض می شود.) توجه داشته باشید که W جرم در واحد زمان است ، بنابراین W به عنوان "جرم" نشان داده می شود  در بعضی از کاربردها ، اندازه گیری جریان حجمی کاری است که باید انجام شود.

در نظر گرفتن یک مخزن. برای جلوگیری از سرریز شدن مخزنی که می توان مایعات با تراکم متفاوت را به آن اضافه کرد ، جریان حجمی ممکن است مورد توجه باشد. (سپس دوباره ، یک فرستنده سطح و سوئیچ / خاموش شدن سطح بالا ممکن است نیاز به یک جریان سنج را از بین ببرد.) کنترل جریان سیال در فرایندی را در نظر بگیرید که فقط می تواند حجم محدودی در واحد زمان را بپذیرد. اندازه گیری جریان حجمی قابل استفاده به نظر می رسد.

در فرآیندهای دیگر ، جریان جرم مهم است. واکنشهای شیمیایی را در جایی که واکنش به مواد A ، B و C مطلوب است در نظر بگیرید ، تعداد مولکولهای موجود (جرم آن) و نه حجم آن مورد توجه است.