ابزار دقيق آداك فرايند سپهر

با استفاده از دو دانش اندازه گيري فشار و علم رياضيات، فشار تفاضلي مي تواند سطح، جريان، تداخل و حتي تراكم را محاسبه كند. مهندسان فرآيند فشار تفاضلي DP را مي شناسند و به آن اعتماد دارند زيرا اين، يك روش آزمايش شده و واقعي براي كنترل فرآيندهاي صنعتي است. تطابق و تنوع خروجي محصولات باعث شده كه در صنايع از اهميت بيشتري برخوردار باشند.اين مقاله صرفاً به نحوه استفاده از فشار تفاضلي براي محاسبه اندازه گيري سطح مايع در مخازن تحت فشار خواهد پرداخت. در مورد مزايا، محدوديت ها و كاربردهاي متداول صنعتي براي فشار تفاضلي نيز بحث خواهد شد.

ترانسميتر فشار تفاضلي چيست؟
لزوم انجام بهتر و كارآمدتر كارها، منجر به طراحي فشار تفاضلي الكترونيكي، با استفاده از تركيبي ابتكاري از نرم افزار و سخت افزار شده است. ترانسميتر فشار تفاضلي تجهيزي است كه مي‌تواند فشار را در دو نقطه مختلف اندازه‌گيري كرده و اختلاف فشار بين آن دو را تبديل به سيگنال الكتريكي كند تا براي سيستم كنترل كننده مقدار فشار قابل تشخيص باشد. به دليل دقت و قابليت تنظيم بالا، ترانسميتر فشار تفاضلي براي اندازه‌گيري فشار در صنايعي مانند صنايع نفت و گاز، پتروشيمي، صنايع شيميايي، و صنايع فرآوري غذايي استفاده مي‌شود.

در محيط‌هاي پرخطر نيز مثل اندازه‌گيري فشار درون كوره ها بسيار كاربرد دارد. از طرفي براي كنترل فرآيندها و اندازه‌گيري فشار در خطوط لوله‌كشي، برج‌هاي تقطير، سيستم‌هاي تهويه مطبوع و هواساز ها، و سيستم‌هاي تزريق آب در چاه‌هاي نفتي استفاده مي‌شود.

ترانسميتر فشار تفاضلي معمولاً داراي دو ورودي فشار است كه به دو قسمت مختلف يك سيستم متصل مي‌شود. هر ورودي فشار مرتبط با يك پورت دستگاه است و معمولاً با استفاده از لوله‌هاي كاري مخصوصي به پورت‌ها متصل مي‌شوند.

در اين نوع ترانسميتر، سنسورهاي فشار به صورت مستقيم به ترانسميتر متصل شده و سيگنال الكتريكي ايجاد شده توسط سنسورها، توسط يك مدار تقويت و تبديل به يك سيگنال استاندارد مانند 4 الي 20 ميلي‌آمپر تبديل مي‌شود. سيگنال الكتريكي خروجي اين ترانسميتر مي‌تواند به سيستم كنترلي يا نمايشگري كه براي نمايش فشار طراحي شده است، متصل شود.

اصل و قاعده فشار تفاضلي الكترونيكي همانند يك مبدل يكتا، عمل كرده و از دو خروجي متفاوت فشار براي تعيين فشار تفاضلي استفاده مي كند.

منبع

پالايشگاه هاي نفت و توليد محصولات پتروشيمي، يكي از مهم ترين مكان هايي هستند كه از مخازن ذخيره سازي در هر شكل، اندازه و مدل، در آن استفاده مي‌شود. به طور معمول، نوع مخزن مورد استفاده براي ذخيره سازي يك محصول با توجه نوع تركيب و ماده شيميايي، انتخاب مي‌گردد.

به عنوان مثال از مخازن يا تانك‌هايي با سقف شناور معمولاً براي ذخيره سازي حجم زيادي از فرآورده هاي نفتي با نقطه اشتعال پايين‌تر استفاده مي‌شود. سقف در اين مخازن، روي سطح مايع ذخيره شده، شناور است و با تغيير سطح مايع، سقف به سمت بالا و پايين حركت مي‌كند. وجود اين سقف متحرك در مخازن، مزاياي زيادي دارد.

سقف شناور روي مخزن به كاهش قابل توجه مايع ذخيره شده و اتلاف آن ناشي از تبخير كمك مي‌كند. همچنين اين سقف باعث مي شود انتشار بخارات مضر يا آلاينده هاي هوا از اين محصول، كاهش يابد و از آلوده شدن محصول ذخيره شده توسط منابع خارج از مخزن، جلوگيري مي‌كند.

سقف شناور، اين مزيت را دارد كه بخار ايجاد شده در فضاي بالاي سطح مايع را از بين مي برد؛ در اين حالت، احتمال انفجار كاهش مي يابد. سقف شناور، مانع پر شدن بيش از حد مخزن ذخيره مي‌شود.

جلوگيري از پر شدن بيش از حد مخزن ذخيره سازي به صورت اتوماتيك
مانيتورينگ يا مشاهده سطح مخزن ذخيره سازي كه با يك مايع پر شده است كمك مي كند كه از پرشدن بيش از حد اين مخازن جلوگيري شود. اين كار معمولاً به صورت سنتي، به روش دستي توسط فرد انجام مي گيرد. يك بازرس، مخازن را به طور مرتب و متناوبف بازرسي مي كند تا مطمئن شود كه مايع در مخزن، در حالت استاندارد قرار دارد. روش ديگر با استفاده از سيستم شناور مكانيكي انجام مي‌شود.

هر دو روش امروزه به كار مي روند، اما بدون دردسر و مشكل نيستند. فراموش نكنيد كه افراد در پالايشگاه ها نمي توانند به تنهايي و به طور مداوم، سطح مايع را در چند مخزن، كنترل كنند. از سويي ديگر، شناورها معمولاً ممكن است گير كنند؛ كه هر دو عامل، منجر به خطاهاي اندازه گيري مهم و شناخته شده مي‌گردند.

منبع

تاريخچه اندازه‌گيري آب در سدها و حوضچه‌ها به مراتب قدمتي بالا دارد و با گذشت زمان، تكنولوژي‌ها و روش‌هاي اندازه‌گيري آب تكامل يافته‌اند. در اوايل قرن 19، اندازه‌گيري آب در سدها و حوضچه‌ها اغلب به صورت دستي و با استفاده از ابزارهاي سنتي انجام مي‌شد.

روش اندازه‌گيري سطح درياچه و سد در قديم | آداك فرايند سپهر
اطلاعات به‌ دست‌ آمده نيز به صورت دستي ثبت مي‌شد. تقريبا در قرن بيستم و با پيشرفت تكنولوژي ابزار دقيق، اندازه‌گيري آب در سدها و حوضچه‌ها نسبت به وسايل دستي به آساني و با نظارت سنسور‌هاي اولتراسونيك انجام مي‌شد.
در انتهاي قرن بيستم و با اختراع سطح سنج هاي راداري كه قادر بودند در هر شرايطي اندازه‌گيري دقيق داشته باشند، تشخيص مقدار آب در سدها و حوضچه‌ها بصورت اتوماسيون درآمد. حتي داده‌هاي ماهواره هاي در زمينه اطلاعات جغرافيايي و آب هوا اين صنعت را دگرگون كرد. در ادامه اين مطالب از آداك فرايند سپهر به دلايل و راه حل هاي مدرن و مقرون بصرفه تشخيص سطح در اين زمينه مي‌پردازيم.

چون استفاده از اين تكنولوژي‌ها در اندازه‌گيري و مديريت آب در سدها و حوضچه‌ها، عملكرد بهتر و مديريت دقيق‌تري از منابع آب را امكان‌پذير كرده و در پيشگيري از حوادث مربوط به آب، اقدامات ايمني و محيط زيستي را بهبود بخشيده است.

دلايل اندازه‌گيري سطح آب حوضچه ها و سدها چيست؟
نظارت بر منابع آبي: اندازه‌گيري سطح آب به ما كمك مي‌كند تا وضعيت منابع آبي مختلف را درك كنيم. اين اطلاعات مهم براي مديريت بهينه منابع آب، پيشگيري از خشكسالي يا سيلاب، و برنامه‌ريزي منابع آبي است.
پيش‌بيني سيل و خشكسالي: اندازه‌گيري سطح آب اطلاعاتي ارائه مي‌دهد كه براي پيش‌بيني و مديريت حوادث طبيعي مانند سيل و خشكسالي ضروري است. با آگاهي از سطح آب، مي‌توان اقدامات اضطراري را بهبود بخشيد.
كنترل آلودگي آب: نظارت بر سطح آب به ما كمك مي‌كند تا تغييرات در كيفيت آب را تشخيص دهيم. اين اطلاعات مي‌توانند در پيشگيري از آلودگي و حفاظت از محيط زيست آب كمك كنند.
مديريت منابع آب‌هاي زيرزميني: براي ارزيابي و مديريت بهينه منابع آب زيرزميني، اندازه‌گيري سطح آب زيرزميني ضروري است. اين اطلاعات به ما كمك مي‌كنند تا از بيرون‌راندگي و استفاده غيرمتعادل از اين منابع جلوگيري كنيم.
مديريت سدها و تأمين آب‌: در سدها و نيروگاه‌هاي برق آبي، اندازه‌گيري سطح آب براي كنترل جريان آب و تأمين انرژي آبي ضروري است.در كل، اندازه‌گيري سطح آب نقش مهمي در برنامه‌ريزي و مديريت منابع آبي، حفاظت از محيط زيست آب، و پيش‌بيني حوادث طبيعي ايفا مي‌كند.
تجهيزات اندازه گيري قابل اطمينان سطح آب سد‌، حوضچه‌ و تصفيه خانه‌ها
تا بيست سال پيش در اكثر سدها، حوضچه ها و تصفيه خانه هاي آب، از سنسورهاي التراسونيك براي سنجش ارتفاع سطح سطح آب استفاده مي شدند. اين تجهيزات غير تماسي بودند و براي تشخيص سطح از امواج صوتي استفاده مي‌كردند از اين رو فقط در شرايط عادي مشكلي نداشتند. اما زمانيكه، هوا مه و باراني بود اندازه‌ گيري ارتفاع آب هميشه با خطا انجام مي‌شد.

منبع

ترانسميتر فشار يك دستگاه اندازه گيري فشار است كه براي اندازه گيري و انتقال فشار مايعات، بخارات و گازها در محيط هاي صنعتي و كارخانه‌ها استفاده مي‌شود. ترانسميترها از يك سنسور فشار پيزومقاومتي براي اندازه گيري فشار استفاده مي‌كند. سنسور فشار از يك صفحه نازك ساخته شده است كه در معرض يك ميدان الكتريكي قرار دارد.

هنگامي كه فشار بر روي صفحه وارد مي‌‎‌شود، صفحه تغيير شكل مي‌دهد و اين تغيير شكل باعث تغيير مقاومت الكتريكي صفحه مي‌شود. اين تغيير مقاومت توسط ترانسميتر اندازه گيري مي‌شود و به يك سيگنال الكتريكي تبديل مي‌شود.ترانسميتر فشار اندرس هاوزر PMD55 نيز يكي از بهترين ترانسميترهاي فشار موجود در بازار به حساب مي‌آيد.

به طور كلي ترانسميترهاي فشار مي‌توانند تغييرات فشار در شرايط مختلف را اندازه گيري كرده و به صورت يك عدد ديجيتالي نشان دهند. فرستنده فشار ديفرانسيل Deltabar PMD55 با سنسور Piezoresistive و غشاي فلزي جوش داده شده است .

كاربردهاي ترانسميتر فشار اندرس هاوزر PMD55
اين دستگاه در فرآيند يا برنامه‌هاي صنعتي براي اندازه گيري مداوم اختلاف فشار در مايعات، بخارات و گازها استفاده مي‌شود.

كنترل فرآيند: از اين تجهيز براي كنترل فرآيندهاي صنعتي مانند توليد، پالايش و انتقال مواد استفاده مي‌شود.
مانيتورينگ فشار: براي نظارت بر فشار در سيستم هاي صنعتي مانند سيستم هاي هيدروليك، پنوماتيك و فرآيند كاربرد دارد.
اندازه گيري فشار: از PMD55 براي اندازه گيري فشار در كاربردهاي مختلف مانند آزمايشگاهي، پزشكي و تحقيقاتي نيز استفاده مي‌گردد.
اين ترانسميتر بيشتر درصنايع نفت، گاز و پتروشيمي كاربرد دارد.

منبع

در بين تمام فعاليت هاي صنعتي، بدون شك صنعت تونل سازي، استخراج و معدن از خطرناك ترين كارهاست. معدنچيان شاغل در چاه هاي حفاري و تونل هاي زيرزميني كه كيلومترها زير سطح زمين امتداد دارند در معرض خطر تجمع سريع گاز، آتش سوزي و انفجار هستند. با توجه به اين خطرات، عمليات معدن بايد هميشه داراي سيستم هاي تشخيص (دتكتور گاز) باشد تا حدامكان محيط را براي پرسنل ايمن نگه دارد.

اهميت استفاده از تجهيزات تشخيص گاز در معادن و تونل‌ها
سنسور گاز براي تشخيص انواع گازهايي كه براي انسان زيان دارند ساخته شده اند. شايد كمتر كسي باشد كه از مزاياي اين سنسورها اطلاعي نداشته باشد. ساليان دور براي تشخيص كمبود اكسيژن در معادن از پرنده‌گان استفاده مي‌كردند، در زير دريايي‌ هاي اوليه نيز به همين روش اكتفا مي‌شد.

روشهاي قديمي تشخيص گاز در معادن و تونل ها
سنجش گاز در صنعت معدن الزامي است زيرا تهويه هواي درون معدن با هواي تازه براي رقيق كردن غلظت گازها، مخصوصا گاز متان در جهت كاهش خطرات انفجار ضروري است. بعبارتي آشكارسازهاي گاز كه به عنوان بخشي حياتي از تجهيزات ايمني هستند، مي‌توانند كمبود اكسيژن، اتمسفرهاي انفجاري و گازهاي سمي متعدد را شناسايي كنند، بنابراين تهديدات را از محيط‌هاي خطرناك و بالقوه كشنده حذف مي‌كنند.

در معادن بايد تدابير لازم جهت نظارت پيوسته و مناسب بر سيستم تهويه وجود داشته باشد، تا اطمينان حاصل شود كه جو داخل معدن خطري براي سلامت و ايمني افراد ندارد. ميزان پايش به نوع و پيچيدگي معدن و آلاينده‌هاي بالقوه موجود در آن بستگي دارد. ضروري است براي اندازه گيري ميزان گازهاي درون معدن حتما در نقاط متعددي از فظاي معادن عمل نمونه برداري و تشخيص انجام پذيرد. يعني فراواني و تعداد دتكتور هاي استفاده شده در يك معدن به ميزان آلودگي محيط آن معدن بستگي دارد.

در معادن از دو نوع ثابت و پرتابل دستگاه اندازه‌گيري غاظت گاز بوفور استفاده مي‌گردد. بهترين و امن‌ترين روش، بهره‌گيري از هر دو نوع بصورت تركيبي است. تجهيزات نشت‌ياب گاز در معادن زيرزميني بايد حتماً مطابق با استاندارد M طراحي و ساخته شوند.

دليل اين الزام، شرايط خاص و خطرناك محيط‌هاي معدني است كه وجود گازهاي قابل انفجار مانند متان، يكي از تهديدهاي اصلي محسوب مي‌شود. تجهيزات نشت‌ياب مجهز به استاندارد M نه‌ تنها بايد بتوانند گازهاي خطرناك را با دقت بالا شناسايي كنند، بلكه بايد مقاومت لازم در برابر شرايط سخت محيطي و همچنين توانايي جلوگيري از وقوع جرقه يا انفجار را داشته باشند.

اين ويژگي‌ها تجهيزات را قادر مي‌سازد تا در محيط‌هاي معدني زيرزميني با اطمينان بيشتري كار كنند و ايمني كارگران را تضمين كنند. استاندارد M به طور كلي براي تجهيزاتي طراحي شده است كه در معادن زيرزميني استفاده مي‌شوند و بايد شرايط سخت و پرخطر اين محيط‌ها را تحمل كنند.

تجهيزات بر اساس اين استاندارد بايد در برابر فشارهاي بالا، رطوبت، تغييرات دمايي و گازهاي خطرناك مانند متان مقاوم باشند. در حالي كه در كارخانه‌ها و ساير محيط‌هاي صنعتي سطح زمين، چنين الزامات شديدي وجود ندارد و تجهيزات بيشتر بر روي بهره‌وري و ايمني عمومي تمركز دارند. علاوه بر اين، در محيط‌هاي صنعتي، تجهيزات نيازي به تحمل ضربات مداوم و يا مقاومت در برابر خوردگي شديد ندارند، در حالي كه اين عوامل در معادن زيرزميني حياتي هستند.

منبع

استفاده از سنگ شكن به طور معمول در دو مرحله است؛ سنگ شكن اوليه و ثانويه. هر سنگ شكن مجهز به سيستم هاي دقيق و ايده‌آل براي اندازه گيري سطح خوراك داخل مخزن است؛ به واسطه اين تجهيزات ابزار دقيق، سنگ شكن با كارآيي بيشتري كار مي‌كند.

اهميت اندازه گيري سطح در اين موارد بسيار مشخص است؛ اگر ماده معدني در دستگاه، بسيار كمتر باشد، توان توليد به طور قابل توجهي كاهش مي‌يابد. وجود مواد بيش از حد باعث مي‌گردد سنگ شكن خفه شود و آسيب ببيند؛ هر دو نشانه، منجر به خاموش شدن دستگاه شده و هزينه هايي را براي تعميرات و نگهداري بايد پرداخت. اين يك اتفاق برنامه ريزي نشده است و باعث مي‌شود كه عمليات با وقفه زيادي روبرو شود.

اندازه گيري دقيق و سازگار سطح در سنگ شكن
سقوط مداوم مواد در سنگ شكن مي تواند به ابزارهاي اندازه گيري سطح آسيب برساند و يك توده دائمي ابر مانند از گرد و غبار و سروصداهاي بلند را ايجاد كند. اين عوامل باعث مي‌شود در اكثر فن آوري هاي اندازه گيري سطح، تداخل ايجاد گردد.

اندازه گيري سطح در سنگ شكن توسط ترانسميتر راداري وگا
يك نصب خلاقانه با رادار وگا 80 گيگاهرتزي

در يك عمليات بزرگ استخراج در كشور پرو، سه “دستگاه سنگ شكن” و سه “دستگاه سنگ شكن ثانويه” براي پردازش 18000 تن مواد روزانه استفاده مي‌شود. اپراتورها هرگز از اندازه سطح سنگ شكن ثانويه خود اطلاعي نداشتند، زيرا گرد و غبار با ابزار اندازه گيري غير تماسي سطح تداخل ايجاد مي‌كرد و فضاي محدودي براي نصب سنسور وجود داشت.

اپراتورها حدس مي‌زدند كه چه مقدار مواد معدني وارد سنگ شكن مي‌شود؛ حدس و گمانه باعث مي‌شد اين فرآيند به طور مداوم متوقف شود و در نتيجه، دستگاه، خاموش مي‌شد.نمايندگان محصولات وگا VEGA در كنار كاركنان معدن، در مورد ارائه راه حلي كه به اين وقفه هاي مداوم پايان دهد، تلاش كردند.

آنها با سيستم ابزار دقيق VEGAPULS69 ، يك رادار 80 گيگاهرتزي براي اندازه گيري مداوم مواد جامد فله اي، كار خود را شروع كردند. اين سنسور به تجهيزات الكترونيكي خاصي مجهز شده است تا توانايي قرائت مقدار سطح را حتي در ميان ابرهايي از گرد و غبار و خاك داشته باشد.

به علاوه، فركانس بالاي اين سنسور راداري باعث ايجاد قابليت تمركز ظريف و باريك در آن مي‌شود؛ اين ويژگي به آن امكان مي‌دهد در فضاهاي تنگ، اندازه گيري ها را ثبت كند؛ اين همان چيزي است كه هنگام نصب، مفيد است.

تكنسين هاي معدن، سنسور را در بالاي سنگ شكن و داخل يك جعبه كوچك فلزي نصب كردند تا از آن در برابر هر گونه مواد در حال سقوط محافظت كند. بر خلاف تناسب، اپراتورها سيگنال هاي اندازه گيري سطح پيوسته، دقيق و قابل اطمينان را دريافت كردند. اندكي پس از آن، كاركنان معدن، سنسورهاي راداري وگا VEGAPULS69 را روي بقيه سنگ شكن هاي خود نصب كردند.

معدن
وگا راداري 69، ايمن، آرام و بي خطر در حال كار
از زمان نصب سنسورهاي جديد، توان عملياتي، افزايش يافته و اتفاقات برنامه ريزي نشده به دليل وقفه و متوقف شدن دستگاه سنگ شكن تقريباً وجود ندارد.

ايمني معدن نيز بهبود يافته است؛ زيرا بي نظمي در سنگ شكن مي‌تواند خطرناك باشد و فرصت هاي زيادي براي خطا دارد. سنگ شكن هاي ثانويه قبل از نصب سيستم هاي راداري وگا VEGAPULS69 ، كل عمليات استخراج را از كار انداخته بودند و اكنون مواد اوليه ورودي، بدون وقفه در حال پردازش هستند.

منبع

تجهيزات تشخيص جرقه T&B براي ايمن نگه داشتن خطوط توليد از آتش سوزي هاي اتفاقي و ناگهاني جلوگيري كرده وباعث تداوم توليد مي شود.

اين تجهيزات براي حفاظت نقاله هاي پنوماتيكي (خطوط انتقال لوله اي)و سيستم هاي انتقال مكانيكي از آتش سوزي كه در اثر جرقه اي كوچك ايجاد مي شود.

جرقه هاي كوچك در اثر اصطكاك بوجود مي آيند كه برحسب تجربه باعث ايجاد اتش سوزي و صدمه به خطوط توليدمي شود.

اين جرقه ها باعث ازدست رفتن سرمايه هاي انساني و مالي ميشود كه با استفاده از تجهيزات مدرن وپيشرفته T&B اين خطرات به صفر مي رسد.

تجهيزات تشخيص جرقه T&B
كاربردتجهيزات تشخيص جرقه T&B
صنايع شيميايي
كارخانه هاي پنبه
كارخانه كاغذسازي وبازيافت كاغذ
توليد غذاي دام و طيور
پالايشگاهها وپتروشيمي
نحوه عملكرد سيستم تشخيص جرقه
درخطوط نقاله هاي پنوماتيكي با استفاده از سنسورهاي تشخيص جرقه با حساسيت بسيار بالا كوچكترين جرقه هادر كسري از ثانيه شناسايي مي شوند،و توسط سيستم كنترلي به شيربرقي هاي پاشش آب دستور فعال شدن مي دهد.

اين عمل باعث جلوگيري از آتش سوزي در نقاله هاي پنوماتيكي و مكانيكي در خطوط انتقال مي شود.

البته سرعت هواي داخل خطوط انتقال و محل قرارگيري سنسورهاي تشخيص جرقه و سيستم پاشش آب بايد محاسبه شده

و در پارامترهاي سيستم كنترلي اعمال شود.

سرعت هواي داخل خطوط انتقال توسط فن ايجاد مي شود.

مثلا اگر سرعت هواي مخلوط با مواد در داخل خطوط انتقال 30متر برثانيه باشد.

وضريب ايمني سيستم را روي 0.25 ثانيه تنظيم كرده باشيم بهترين جا براي نصب سيستم پاشش آب بر روي خطوط انتقال مواد

بايد 7.5 متر بعد از سنسورهاي تشخيص جرقه باشد.

برروي خطوط انتقال حتما بايد دو سنسور تشخيص جرقه روبروي هم قرار گيرد.

بعد از اطفاء جرقه و جلوگيري از آتش سوزي سيستم پاشش آب توسط كنترلر خاموش مي شود.

و آماده فعال شدن براي جرقه هاي احتمالي بعدي مي شوند.

حداقل فشار سيستم پاشش آب بايد بزرگتر از 5 بار باشد.

يعني به سيستم پاشش آب جهت اسپري كردن آب حتما بايد بيشتر از 5 بار هوا تزريق كرد.

دماي آب داخل لوله هاي سيستم پاشش آب توسط كنترلر مركزي در هر زمان اندازه گيري مي شود.

و در مواقعي كه احتمال يخ زدگي مسير آب باشد توسط هيتر گرم مي شود.

منبع

سنسورهاي راديومتريك در مواردي كه سنسورهاي ديگر قادر به اندازه‌گيري و تشخيص نيستند و يا شرايط مخازن بنحوي است كه سريعا معيوب مي‌شوند، راه حلي قابل اعتماد حتي در طولاني‌ مدت محسوب مي‌شوند.

نحوه عملكرد روش راديومتريك
سيستم هاي راديومتريك از دو قسمت تشكيل شده‌اند: يك ايزوتوپ راديواكتيو با فعاليت كم در يك نگهدارنده منبع، از طريق يك مخزن انرژي گاما را ساطع كرده و يك آشكارساز نصب شده در طرف مقابل، تابش رسيده به آن را اندازه‌گيري مي‌كند.

همان طور كه جرم بين منبع و آشكارساز تغيير مي‌كند – ارتفاع سطح، تراكم دوغاب، وزن جامدات روي نقاله – قدرت ميدان تابش در آشكارساز و ميزان شمارش ثبت‌شده براي آن نيز تغيير مي‌يابد. سپس سيستم الكترونيكي سنسور مي‌تواند با استفاده از تغييرات قابل پيش‌بيني و قابل تكرار در آشكارساز، شرايط فرايند درون مخزن را توجيه كند.

اشعه ايكس: زماني كه نرخ شمارش، غيرقابل پيش بيني مي‌شود

برخي از صنايع، مشابه با استفاده از فناوري راديومتريك براي اندازه‌گيري يك فرآيند، از آزمايش غير مخرب اشعه ايكس يا NDT (nondestructive testing) براي بازرسي جوش و يكپارچگي مخزن استفاده مي‌كنند. اين دستگاه‌ها انرژي گاما را از يك نگهدارنده منبع به روشي مشابه با فرآيند اندازه‌گيري راديومتريك نشر مي‌دهند.

هنگامي كه پرتوهاي گاماي NDT به آشكارسازهاي راديومتريك مي‌تابند، قدرت ميدان تابش و ميزان شمارش در آشكارساز افزايش پيدا مي‌كند. اين تداخل خارجي، بسته به قدرت اشعه X مي‌تواند موجب خطاي اندازه‌گيري يا آسيب دائمي به ردياب شود. متأسفانه، هيچ دو اتفاق تداخل اشعه ايكس با همديگر يكسان نيستند.

هر رخداد با استفاده از ايزوتوپ‌هاي مختلف، منابع فعال بزرگ و متنوع توليد مي‌شود؛ اسكن‌ها در فاصله‌هاي مختلف، چندين فوت از ردياب راديومتريك تا صدها يارد دورتر، و يا حتي در تأسيساتي در همسايگي آن نشأت مي‌گيرند. همه اين متغيرها، از جمله دشواري‌هاي ارائه يك راهكار مهندسي منحصر به فرد محسوب مي‌شوند.

راه حل: يك رويكرد چندجانبه

كاربران بايد هنگام مواجه شدن با مشكل تداخل اشعه X، سه هدف اصلي را در ذهن داشته باشند:

زمان حضور پرتوهاي ايكس را بشناسند
از ردياب محافظت كنند
براي ادامه داشتن اين فرآيند، اندازه گيري‌ها را ادامه دهند.
آشكارسازي اشعه ايكس (X-ray detection)
در دنياي ايده‌آل، ارتباطات درون سازماني به راحتي جريان دارند، اطلاعات به اشتراك گذاشته مي‌شوند، داده‌ها به خوبي شناخته مي‌شوند و قابل درك هستند و باعث مي‌شود كه همه به خوبي از شرايط موجود آگاه شوند. با اين حال، هميشه اوضاع به اين صورت پيش نمي‌رود. اطلاعات ممكن است هرگز ارسال نشوند، گم شوند و يا حتي بعد از ارسال فراموش شوند.

همه اينها باعث مي‌شود كه تكنسين هاي I&E يا مهندسان فرآيند از راديوگرافي NDT كه در حال اتفاق افتادن است، بي اطلاع باشند! هشدار تداخل اشعه ايكس، لايه ديگري از امنيت را براي هشدار به اپراتورها – در صورت عدم وجود ساير اشكال ارتباطي – فراهم مي‌كند.

هنگام تداخل اشعه X، نرخ شمارش ثبت شده توسط آشكارساز هم افزايش مي يابد، زيرا تابش بيشتري به آشكارساز مي‌رسد. با افزايش ميزان شمارش، آشكارساز يك كاهش را در فرآيند گزارش مي‌كند. اين اتفاق مي‌تواند نگراني‌هاي ناخواسته‌اي را ايجاد كند؛ اين، يك واكنش از پيش تعيين‌شده در اتاق كنترل است براي زماني كه پر كردن مخزن با افت روبرو مي‌شود. هشدار اشعه ايكس مي‌تواند از اين اشتباه پرهزينه جلوگيري كند؛ اين مشكل از دو طريق مي‌تواند برطرف شود.

برخي از توليدكنندگان تجهيزات ابزار دقيق مانند شركت VEGA ، سيستم هشدار اشعه ايكس را در آشكارسازهاي خود ارائه مي‌دهند تا هشدار به موقع را به اپراتورها ارسال كنند. اين هشدارها با تنظيم حداكثر ميزان شمارش، نقطه‌اي كه شرايط فرآيند در كمترين حد خود است – يعني سطح پايين يا تراكم – كار مي‌كنند. نرخ شمارش مي‌تواند در طول يك رويداد تداخل اشعه X بيشتر از مقدار حداكثر، افزايش يابد و بر اساس اين ميزان شمارش، براي دستگاه‌هاي الكترونيكي آشكارساز، امكان اعلام هشدار در اتاق كنترل وجود دارد. سپس اتاق كنترل مي‌تواند به صورت دستي، سيستم را كنترل كند، يا حداقل، خروجي ردياب را با احتياط تفسير كند.

وقتي اشعه ايكس باعث تداخل بيش از حد شود، اولين نوع سيستم هشدار به خوبي كار مي‌كند، اما مواردي وجود دارد كه تداخل به مقدار متوسط تغيير پيدا مي‌كند؛ اين در شرايطي است كه نوع تداخل، كوچك تر است يا منابع آن متفاوت هستند و يا فاصله بيشتر از آشكارساز دارند.

منبع

انكودر مغناطيسي آلماني VS-Sensorik ميتواند يك دنده را به صورت مغناطيسي يعني به روش غير تماسي حس وسيگنال خروجي شبيه انكدرهاي افزايشي تحويل بدهد.

كاربردهاي انكودر VS-Sensorik

ماشين ابزار (اسپيندل) و ماشين آلات صنعتي و دستگاههاي تست و آزمايشگاهي و HSE

مزايا انكودر مغناطيسي

وضوح بالا
انكودر بسيار قدرتمند
مقاوم دربرابر آلودگي ها
براي اندازه گيري دقيق زاويه و سرعت
مقاومت بالا در برابر تداخلات مكانيكي مانند لرزش – شوك – تاثيرات ميدانهاي مغناطيسي خارجي
خروجي آنالوگ سينوسي و كسينوسي – TTL ,HTL
تثبيت خودكار دامنه ها
اندازه گيري سرعت هاي بالا با وضوح بسيار بالا تا 100000دور در دقيقه
تشخيص جهت چرخش
اندازه گيري پايدار در دماهاي تا 100 درجه
مقاومت بالاي EMC,ESD حداكثر 30 كيلو ولت
رابط I2C براي تنظيم پارامترهاي سيگنال در صورت لزوم
بدنه اي بسيار محكم ومقاوم
از ديگر محصولات شركت VS-SENSORIK ميتوان:

سوئيچ هاي مجاورتي يا پراكسي كه ميتوانند با فركانس بالا و پايداري بسيار بالا در درجه حرارت هاي بالا.

سنسورهاي پالسي براي برنامه هاي كاربردي در سخت ترين محيط هاي صنعتي طراحي شده اند و ميتوانند بدون تماس چرخ دنده ها يا ميله هاي دندانه دار ، ديسك هاي شكاف دار يا نوارهاي شياردار ، سرهاي پيچ را حس كنند.

منبع

فلومتر Flowmeter از تجهيزات ابزار دقيق است كه براي اندازه‌گيري ميزان فلوي مايع يا گاز كاربرد دارد. در كنترل فرايند‌ها براي تعيين دبي خطي، غير خطي، حجمي و جرمي از فلومتر استفاده مي‌شود. نام‌هاي ديگر فلومتر عبارتند از: دبي سنج، كنتور، مسي فلومتر، جريان سنج، سنسور جريان و جرم سنج.

دبي سنج ها در چندين نوع ساخته شده‌اند كه هر كدام از، فناوريهاي مختلفي براي تشخيص گردش سيال استفاده مي‌كند. دقت اندازه‌گيري هر نوع نسبت به انواع ديگر فرق مي‌كند. حتي مي‌توان گفت كاربرد صحيح اين تجهيزات نيز در دقت آن موثر است. از اين رو بيشترين كاربرد‌هاي يك دبي سنج مي‌توان به اندازه گيري جرم و حجم (بخارات – مايعات – گازها) از يك لوله در واحد زمان است.

فلو چيست؟
به مقدار معين يك ماده از نظر جرم يا حجم كه در واحد زمان از لوله‌اي عبور مي‌كند را فلو مي‌نامند.

ليست انواع فلومتر
جرمي كوريوليس
الكترومغناطيسي
جابجايي مثبت
ديفرانسيلي البو
لوله پيتوت
ونتوري
اوريفيس
مكانيكي
التراسونيك
ورتكس (گردابي)
حرارتي
كانال باز

همه اين تجهيزات در اصل كار يكساني را انجام مي‌دهند، اين تجهيزات با رديابي مقدار سيال عبوري، در يك بازه زماني مشخص دبي را تشخيص داده و بر روي نمايشگر خود نشان مي‌دهند. حتي قادرند با انتقال سيگنال استاندارد جرياني 4 الي 20 ميلي آمپر به اتاق كنترل فلوي خطوط را به اصطلاح مانيتورينگ كنند.

فلومتر چگونه كار مي‌كند؟
اين دستگاه‌ها از دو روش (جرم يا حجم) براي اندازه گيري دبي استفاده مي‌كنند.

روش جرمي: جرم را مي‌توان با واحد t/h تن بر ساعت، kg/h كيلوگرم بر ساعت و g/min گرم بر دقيقه بيان كرد.
روش حجمي: حجم را مي‌توان بصورت m3/h متر مكعب بر ساعت، L/h ليتر بر ساعت و ml/min ميلي ليتر بر دقيقه بدست آورد.

در ادامه پركاربرد ترين فلومترها را بصورت مجزا بررسي مي‌كنيم. اما بخاطر اينكه هر كدام از اين تجهيزات از لحاظ كاربرد، تكنولوژي و نحوه نصب تفاوت دارند و در يك مقاله نمي‌توان همه آنها را بررسي كرد. از اين رو براي آشنايي بيشتر لينك مقاله كامل گذاشته شده است.

دقت در فلومتر چيست؟
دقت رايج ترين اصطلاح در صنعت ابزار دقيق و اندازه‌گيري است و گاهي اوقات به اشتباه مورد استفاده قرار مي‌گيرد. دقت يعني مقدار اندازه گيري شده‌اي كه، به مقدار واقعي فرايند نزديك باشد. معمولاً دقت بصورت يك مقدار درصدي در بالا يا پايين نمايشگر تجهيز نشان داده مي‌شود.

مثلا، فرض كنيد كه فلومتر مغناطيسي شما نتيجه 1GPM را با دقت 10% نشان مي‌دهد. بدليل انحراف ذاتي، شناسايي مقدار دقيق در فلومتر به احتمال زياد دقيقاً 1GPM نيست. قطعا نرخ واقعي چيزي بين 0.9GPM و 1.1GPM است. اين يعني دقت!

تكرارپذيري فلومتر چيست؟
تكرارپذيري يعني نتايج همه اندازه‌گيري ها نزديك بهم باشد و پس از اندازه گيري هيچ تغييري در شرايط همه نتايج ايجاد نشود. اما يك تجهيز ابزار دقيق بسيار تكرارپذير لزوماً به معناي دقت بالاي آن نيست.

دبي سنج ها چقدر دقيق هستند؟
فلومترهاي با دقت فوق العاده بالا، مانند فلومترهاي Coriolis، معمولاً گرانتر از ساير دبي سنج ها هستند. يك فلومتر با دقت 5 درصد كه هزينه آن بطور قابل توجهي كمتر از فلومتر ديگر با 0.2 درصد است، ممكن است نتايج مناسبي را براي اجراي صحيح فرآيند شما و هزينه بسيار كمتر ارائه دهد. دقت در مقابل محدوديت هاي بودجه و درك دقيق نيازهاي سيستم و برنامه شما گاهي مقداري گيج كننده باشد.

مقايسه دقت و تكرارپذيري در فلومتر

هنگامي كه صحبت از دقيق بودن نتايج ابزاردقيق مي‌شود، اصطلاحات زيادي وجود دارد كه بجاي يكديگر و به اشتباه مطرح مي‌شوند. برخي از آنها دقت، تكرارپذيري و وضوح هستند. بياييد هر كدام را با جزئيات ببينيم و معناي منحصر بفرد هر اصطلاح را روشن كنيم.

رزولوشن فلومتر چيست؟
وضوح يا رزولوشن حداقل مقداري است كه مي‌توانيم با يك وسيله اندازه گيري، تشخيص دهيم. تصور كنيد كه فرآيندي داريد كه نياز به دانستن تا 0.1 بار براي عملكرد صحيح را دارد. اگر ابزاري را نصب كنيد كه فقط مي‌تواند با نزديك‌ترين وضوح مقدار 1بار به شما خوانش بدهد، آن‌ وقت آن ابزار وضوح كافي را براي شما ارائه نمي‌كند.

چگونه دقت يك فلومتر را اندازه گيري كنيم؟
هنگامي كه يك فلومتر خريداري مي‌كنيد، معمولاً دقت دستگاه بر روي پلاك و كاتالوگ محصول نوشته شده است. براي اينكه مطمئن باشيد تجهيز مطابق با مشخصات كارخانه اي كار مي‌كند، مي‌توانيد موارد زير را انجام دهيد.

براي تأييد صحت تجهيز آن را به آزمايشگاه كاليبراسيون ارسال كنيد.
از دبي متري با دقت قابل توجهي بهتر از آنچه داريد استفاده كنيد و سپس خوانش هاي دبي متر بسيار دقيق تر را نسب به دبي سنج خريداري شده مقايسه كنيد. البته فلومترهاي التراسونيك گيره دار براي اين كاربرد ايده آل هستند زيرا آنها به سادگي به خط لوله بسته مي‌شوند و نياز به خاموش كردن سيستم يا برش لوله ها وجود ندارد.
كلاس دقتي فلومتر 
دقت فلومتر را مي‌توان بروش‌هاي مختلفي بيان كرد و گاهي اوقات نحوه بيان كلاس دقت يك ابزار به منطقه جغرافيايي كه در آن توليد شده و در آنجا مرسوم است طبقه‌بندي مي‌شود.

دقت مقياس پذيري براي فلومترها
كلاس هاي دقت VDE/VDI تنها راه براي بيان دقت فلومتر نيستند. همانطور كه مي‌دانيد، “درصد مقياس كامل” يا به اختصار %FS، روشي است كه اغلب براي بيان دقت بسياري از دبي سنج ها استفاده مي شود.

چه عواملي بر پايداري قرائت فلومتر تاثير مي‌گذارند؟
پايداري فلومتر به علت مسائل مختلف در سخت افزار، نحوه نصب، پيكربندي، كاليبراسيون يا شرايط فرآيند تحت تأثير قرار مي‌گيرد. در ادامه فهرستي از عواملي كه مي‌توانند باعث قرائت‌هاي ناپايدار دبي سنج شوند آورده شده است:

ويژگي هاي سيال: تغييرات در خواص سيال مانند ويسكوزيته يا چگالي مي تواند منجر به خوانش ناپايدار شود. دبي سنج هاي مختلف بويژگي هاي مختلف سيال حساس هستند.
حباب هاي هوا: هوا يا گاز حباب شده در سيال مي تواند باعث نوسان خواندن شود.
لرزش لوله: ارتعاشات مكانيكي در لوله مي تواند با عناصر حسگر كنتور تداخل داشته باشد و باعث قرائت نامنظم شود.
جريان ضرباني: در برخي از پيكربندي‌هاي پمپاژ، مخصوصا با پمپ‌هاي ديافراگمي يا پيستوني،گردش سيال را تحت تاثير قرار مي‌دهد.
نصب نادرست: نصب نادرست مانند خيلي نزديك به خم، پمپ يا شير، مي تواند منجر به جريان آشفته شود و بر خوانش تأثير بگذارد.
نوسانات دما: تغييرات سريع در دماي سيال مي تواند باعث تغييرات گذرا در قرائت دبي سنج شود.
تداخل الكتريكي: نويز الكتريكي يا تداخل تجهيزات مجاور مي تواند سيگنال را خراب كند.
سايش و پارگي: سايش مكانيكي در طول زمان مي تواند منجر به تخريب اجزاي داخلي كنتور شود و بر دقت و پايداري آن تأثير بگذارد.
كاليبراسيون: يك متر كاليبره نادرست قرائت هاي ناپايدار يا نادرست ارائه مي‌دهد.
نوسانات فشار: تغيير در فشار خط نيز مي تواند باعث ناپايدار شدن قرائت شود.
انسداد: انسداد جزئي يا رسوب مي‌تواند باعث ايجاد گرداب‌هاي غيرقابل پيش‌بيني شود و بر قرائت‌هاي كنتور تأثير بگذارد.
اشكالات نرم افزاري: اگر فلومتر مبتني بر نرم افزار باشد، مشكلات سيستم عامل يا نرم افزار مي تواند منجر به خواندن ناپايدار شود.
جرم و رسوب در داخل فلومتر: تجمع مواد در قسمت داخلي دبي سنج مي تواند منجر به خوانش ناپايدار در طول زمان شود.
تداخل دستي: گاهي اوقات دستكاري تنظيمات يا تنظيمات دستي مي تواند باعث خوانش ناپايدار شود.
مشكلات ابزار دقيق: در نهايت، مشكلات پردازش سيگنال، سيم كشي معيوب يا مشكلات در خود سيستم كنترلي مي تواند به بي ثباتي كمك كند.
اگر خوانش‌هاي فلومتر ناپايدار را تجربه مي‌كنيد ، انجام يك تشخيص سيستماتيك براي شناسايي علت اصلي و انجام اقدامات اصلاحي مناسب ضروري است.

منبع

فلومتر التراسونيك (Ultrasonic Flowmeter) يكي از پيشرفته‌ترين دستگاه‌هاي اندازه‌گيري فلوي سيالات است كه با بهره‌گيري از فناوري امواج فراصوت، بشكلي دقيق و غيرتماسي حركت مايعات و گازها را در لوله‌ها اندازه‌گيري مي‌كند. فلومتر التراسونيك نه تنها دقت بالايي دارد، بلكه بدليل عدم تماس مستقيم با سيال، از سايش و خوردگي جلوگيري كرده و دوام طولاني‌تري نسبت به ساير دستگاه‌ها دارد.

در اين دبي‌سنج هيچ قطعه متحركي وجود ندارد، بنابراين استهلاك مكانيكي نيز قطعا وجود نخواهد داشت. اين مزيت طول عمر دستگاه را افزايش مي‌دهد. برخي از مدل‌ها حتي بدون نياز به برش يا دستكاري لوله‌ها، بصورت كلمپي (Clamp-on) روي لوله نصب مي‌شوند. اين ويژگي نصب آسان، دبي مترهاي التراسونيك را به انتخابي ايده‌آل براي سيالات با فشار بالا، سيالات خورنده، و محيط‌هايي كه محدوديت در نصب وجود دارد، تبديل كرده است.

بدليل عملكرد قابل اعتماد، دقت عالي و تطبيق‌پذيري با شرايط مختلف، فلوميترهاي التراسونيك بعنوان ابزاري برتر در صنايع نفت و گاز، پتروشيمي، صنايع غذايي و بسياري از كاربردهاي صنعتي ديگر شناخته مي‌شوند.

فلومتر اولتراسونيك | آداك فرايند سپهر
اساس و نحوه‌ي كار فلومتر التراسونيك
اين دبي سنج از اصول فيزيكي امواج صوتي استفاده مي‌كند تا سرعت و حجم عبوري سيالات را در لوله هاي انتقال اندازه‌گيري كنند. در ادامه نحوه كار اين دستگاه را شرح مي‌دهيم.توليد امواج التراسونيك: دستگاه داراي ترانسديوسر مجهز به سنسور پيزوالكتريك است كه قادر به توليد امواج التراسونيك هستند. اين امواج با فركانس بالا (معمولاً در محدوده 1 تا 5 مگاهرتز) توسط حسگرها ايجاد مي‌شوند.

فلومتر اولتراسونيك-Ultrasonic flowmeters-كاربرد-انواع-اساس كار | آداك فرايند سپهر
امواج التراسونيك پس از انتشار، در مسير حركت سيال حركت كرده و پس از برخورد با ذرات موجود در سيال، انعكاس پيدا مي‌كنند. در اين مرحله، حسگرهاي گيرنده موجود در دستگاه، امواج بازتاب‌شده را دريافت مي‌كنند. اين فرآيند دقيقاً به شرايط سيال و سرعت حركت آن وابسته است.

يكي از پارامترهاي كليدي در عملكرد فلوميتر، محاسبه زمان انتقال يا زمان تاخير بين ارسال و دريافت امواج است. با توجه بمدت زماني كه طول مي‌كشد تا امواج از حسگر فرستنده به حسگر گيرنده برسند، سرعت عبور سيال بدقت اندازه‌گيري مي‌شود. زمان تاخير بيشتر، نشان‌دهنده سرعت بالاتر سيال است و اين ارتباط مستقيم بين سرعت و زمان انتقال، اساس محاسبات تجهيز را تشكيل مي‌دهد.

پس از اندازه‌گيري دقيق سرعت مايع يا گاز، اطلاعات دبي بصورت عددي يا گرافيكي در نمايشگر دستگاه نمايش داده مي‌شود. همچنين اين داده‌ها به سيستم‌هاي كنترلي مانند PLC يا ديتا لاگرها ارسال مي‌شوند تا امكان نظارت و كنترل دقيق‌تر فراهم شود.

منبع

فلومتر ورتكس (Vortex Flow Meters) نوعي جريان سنج حجمي است كه بر اساس پديده گردابي سيالات كار مي‌كند. بعبارتي ورتكس متر با مكانيزمي بر اساس اندازه گيري نوسانات ايجاد شده در پشت يك مانع، كار مي‌كند. اين فلومتر ها بدون قطعات متحرك بوده و با بدنه هايي از جنس استيل، برنز و … بهترين گزينه براي كاربرد هاي صنعتي بشمار مي‌آيند.

نماي برش داده شده از فلومتر ورتكس
بيشتر بدانيد: فلومتر Flowmeter چيست و چه كاربردي دارد

فلو چيست: منظور از فلو (Flow) مقدار سرعت حركت يك سيال داخل لوله در واحد زمان است. يك سيال مي تواند: مايع يا گاز باشد.

انواع فلومتر: فلو حجمي و فلو جرمي

اندازه گيري فلو در فلومتر ورتكس به صورت حجمي بوده است. براي اندازه گيري به صورت جرمي در مواردي مانند بخار با استفاده ترانسميتر فشار و همچنين سنسور دماي جداگانه و اتصال آنها به يك كامپيوتر به محاسبه جرم عبوري يا مقدار انرژي جابجا شده پرداخت.

كاربرد فلومتر ورتكس
فلومتر ورتكس براي اندازه گيري جريان گازها و مايعات به كار مي‌رود. همانطور كه براي اندازه گيري فشار از گيج فشار استفاده مي‌شود. دبي نيز كميت بسيار مهمي است كه از دبي سنج براي سنجش آن استفاده مي‌شود. ورتكس متر ها براي سيالاتي كه داراي خواص لزجي و چگالي بالا هستند بهترين كارايي را از خود نشان مي دهد.

فلومتر ورتكس كوبولد
فلومترهاي ورتكس براي انواع كاربردها در طيف وسيعي از صنايع از جمله نفت و گاز، پالايشگاه، كارخانه توليد مواد شيميايي، پتروشيمي، مواد غذايي و آشاميدني كاربرد دارند. در ادامه ليست كاربردهاي فلومترهاي گردابي آورده شده است:

اندازه گيري جريان سوسپانسيون مايع، سيال با ويسكوزيته بالاتر، براي آب با دماهاي مختلف (سرد و گرم)، مخلوط آب و گليكول، اندازه گيري ميعانات، حلال ها و اسيدها، آب با خلوص بالا، آب دي يونيزه، گاز طبيعي، هوا، نفت خام و هواي فشرده.

مزاياي فلومتر ورتكس
قابل اعتماد و دقيق
هزينه راه اندازي نسبتا پايين
مناسب براي گاز، مايعات و بخار
حداقل نگهداري براي سيالات تميز
طول عمر بالا، بدليل نداشتن قطعات متحرك
افت فشار خطوط لوله در اين فلومتر بسيار كم است
مانند فلومتر هاي تفاضلي DP به رديابي حرارتي نياز نيست
تحت تأثير دما، فشار، چگالي يا ويسكوزيته محيط قرار نمي‌گيرد
در صورت غوطه ور شدن بدنه (بلوف) در هر زاويه اي قابل نصب است
معايب و محدوديت هاي فلومتر ورتكس
براي سيالات متبلور قابل استفاده نيست
براي جريان هاي ضربه‌اي مناسب نيست
دقت پايين براي سيالات با سرعت بسيار بالا
در برخي مواقع نياز به صافي و فيلتر قبل از فلومتر است
براي رسانه ها يا دوغاب با ويسكوزيته بالا مناسب نيست
به طور كلي براي برنامه هايي كه نياز به قابليت بچينگ دارند مناسب نيست
مراحل نصب فلومتر ورتكس Vortex Flow Meters
نصب فلومتر ورتكس Vortex Flow Meters به طور كلي شامل مراحل زير است.

انتخاب محل نصب

بايد محلي را براي نصب فلومتر انتخاب كنيد كه داراي جريان بهتري از مايع مورد نظر باشد. همچنين، بايد به اين نكته توجه كنيد كه فلومتر در محل انتخابي قابل دسترسي و سرويس دهي باشد.

آماده‌سازي لوله

در اين مرحله، لوله بايد به شكلي آماده شود كه فلومتر بتواند به راحتي بر روي آن نصب و هرگونه نشتي و عيب فني رفع شود. اين شامل تميز كردن لوله و برش كردن قسمتي از آن است كه فلومتر روي آن نصب خواهد شد. پيش از نصب فلومتر، بايد سيستم لوله‌كشي را بررسي كنيد و مطمئن شويد كه خالي از ذرات جامد و … است.

بررسي مشخصات فني

بايد مشخصات فني فلومتر را با مشخصات سيستمي كه قرار است اندازه گيري شود مطابقت داده و از اين نظر براي نصب آن آماده شود.

نصب فلومتر

بايد فلومتر را با رعايت دقيق دستورالعمل‌هاي توليد كننده، به صورت صحيح نصب كنيد كه شامل نصب صحيح و قرار دادن درست در محل نصب است.

اتصال كابل‌ها به سيستم

پس از نصب فلومتر، كابل‌هاي آن را به دستگاه خواندن داده‌هاي فلومتر متصل كنيد. اين دستگاه مي‌تواند يك كنترلر يا يك كامپيوتر باشد.

تنظيمات پارامترهاي فلومتر

در اين مرحله، تنظيمات لازم براي فلومتر بايد انجام شود. اين شامل كاليبره كردن فلومتر و تنظيم دقت اندازه‌گيري آن است.

آزمايش و راه‌اندازي دستگاه

پس از نصب فلومتر، بايد يك آزمايش عملكرد انجام داده و صحت اندازه گيري را بررسي كرد. اين آزمايش بايد با استفاده از تجهيزات مربوطه و با رعايت دقيق دستورالعمل‌هاي كمپاني سازنده انجام شود.

منبع

اثر كوريوليس تنها به پديده‌هاي طبيعي محدود نمي‌شود، بلكه به عنوان مبنايي براي ابزارهاي پيشرفته مهندسي نيز به كار گرفته شده است. يكي از كاربردهاي چشمگير اين پديده در صنعت، استفاده از آن در ساخت دبي‌سنج‌هاي مدرن است. در اين مقاله، نگاهي جامع به اين دستگاه‌ها خواهيم داشت تا با عملكرد و كاربردهاي گوناگون اين ابزارهاي حياتي آشنا شويم.

فلومتر كوريوليس چيست؟
فلومتر كوريوليس (Coriolis flowmeter) دستگاهي پيشرفته براي اندازه‌گيري دبي مايعات و گازهاست كه بر اساس اصل مكانيك حركت سيالات، يعني اثر كوريوليس كار مي‌كند. اين فلومتر مي‌تواند فلوي حجمي و جرمي، حتي چگالي سيال را با دقت بسيار بالايي اندازه‌گيري كند. شگفت انگيزترين ويژگي دبي سنج كوريوليس، توانايي اندازه‌گيري دقيق حتي كوچكترين سيالات است. اين موضوع آن را به ابزاري ضروري در صنايعي مانند داروسازي، صنايع غذايي و نفت و گاز تبديل كرده است.

اين ابزار بر پديده‌اي طبيعي دوراني زمين استوار است. وقتي مايع از لوله‌اي ارتعاشي عبور مي‌كند، نيرويي به نام كوريوليس به وجود مي‌آيد كه باعث ايجاد تغييرات جزئي در مسير لوله مي‌شود. با حس‌كردن اين تغييرات كوچك، فلومتر قادر است مقدار دقيق جريان را محاسبه كند.

كاربرد فلومتر كوريوليس
كوريوليس مترها ابزار دقيق‌هايي قابل اعتماد هستند كه مي‌توانند دبي انواع سيالات، از مايعات گرفته تا گازها و حتي تركيبات چندفازي را اندازه‌گيري كنند. ويژگي برجسته اين فلومترها آن است كه عملكردشان وابسته بويژگي‌هاي فيزيكي سيال مانند چگالي، ويسكوزيته يا دما نيست. بهمين دليل مي‌توانند در شرايط متنوعي و براي سيالات مختلف بطور دقيق كار كنند. اين توانايي فلومترهاي كوريوليس را به انتخابي محبوب براي صنايع مختلف تبديل كرده و امكان نظارت و كنترل بهتر فرآيندها را فراهم مي‌آورد.

فلومترهاي كوريوليس در طيف گسترده‌اي از صنايع، از جمله علوم زيستي، توليد مواد شيميايي، پتروشيمي، صنايع غذايي، نفت و گاز كاربرد دارند. اين دستگاه‌ها براي اندازه‌گيري دقيق فلوي موادي مانند پاك‌كننده‌ها، حلال‌ها، سوخت‌ها، روغن خام، روغن‌هاي گياهي، چربي‌هاي حيواني، لاتكس، روغن‌هاي سيليكوني، الكل، محلول‌هاي ميوه، خميردندان، سركه، سس كچاپ، سس مايونز، انواع گازها و نيز گازهاي مايع بكار مي‌روند.

انواع فلومتر كوريوليس
فلومترهاي كوريوليس برحسب كاربرد به دو نوع كلي تقسيم مي‌شوند.

منحني شكل Curved Tube Coriolis Flow Meter
كوريوليس مستقيم Straight Tube Coriolis Flow Meter
هريك از اين انواع نيز در دو نوع جفت لوله طراحي و تك لوله (سري‌هاي اقتصادي و كم دقت) ساخته مي‌شوند.

اساس كار فلومتر كوريوليس منحني شكل
اساس كار اين فلومتر اينگونه است كه سيال از ميان لوله‌اي كه بشكل منحني طراحي شده و با يك فركانس مشخص در حال ارتعاش است عبور مي‌كند. با عبور سيال از اين لوله، نيروي كوريوليس بدليل تركيب ارتعاش لوله و حركت سيال ايجاد مي‌شود. اين نيرو باعث ايجاد تغيير فازي بين نقاط ورودي و خروجي لوله مي‌گردد كه متناسب با دبي جرمي سيال است.

اين نيرو باعث ايجاد تغيير فازي بين نقاط ورودي و خروجي لوله مي‌گردد كه متناسب با دبي جرمي سيال است. بعبارت ديگر، سنسورهاي نصب‌شده در طول لوله ارتعاش‌كننده، اختلاف فاز ناشي از عبور سيال را اندازه‌گيري مي‌كنند. اين اختلاف فاز بطور مستقيم با مقدار دبي جرمي سيال در ارتباط است، بنحوي كه هر چه مقدار جريان سيال بيشتر باشد، نيروي كوريوليس بزرگ‌تر و تغيير فاز بيشتر خواهد بود.

اساس كار فلومتر كوريوليس منحني شكل
براي درك بهتر، تصور كنيد يك لوله خميده داريم كه كمي به آن لرزش وارد مي‌كنيم. حالا اگر آب يا گاز از اين لوله عبور كند، نيرويي به لوله وارد مي‌شود كه شكل لرزش آن را تغيير مي‌دهد. اين تغيير در لرزش، همان چيزي است كه ما از آن استفاده مي‌كنيم تا بفهميم چقدر مايع يا گاز در حال عبور است.

بعبارتي وقتي مايع در لوله جاري مي‌شود و لوله هم در حال لرزش است، تركيب حركت سيال و لرزش لوله باعث مي‌شود يك نيروي اضافي بوجود بيايد كه به آن نيروي كوريوليس مي‌گويند. اين نيرو باعث تغيير حركت لوله مي‌شود و دستگاه با استفاده از سنسورهايي كه روي لوله نصب شده‌اند، اين تغييرات را اندازه‌گيري مي‌كند. ميزان اين تغييرات به مقدار فلوي مايع يا گازي كه از لوله عبور مي‌كند بستگي دارد. بنابراين، با اندازه‌گيري اين تغييرات، فلومتر مي‌تواند دقيقاً بگويد چه مقدار مايع يا گاز در حال عبور است.

اساس كار فلومتر كوريوليس مستقيم
براي درك بهتر نحوه كار فلومتر لوله مستقيم تجسم كنيد، شلنگي داريد كه از يك طرف آب را از داخل آن عبور مي‌دهيد. در ادامه شلنگ را به جلو و عقب حركت دهيد. هنگامي كه آب از داخل اين لوله لرزان عبور مي‌كند، نيرويي بنام نيروي كوريوليس باعث مي‌شود كه لوله كمي به طرفي خم شود. اين خم شدن بدليل تركيب آب با حركت شلنگ بوجود مي‌آيد. وقتي اين دو حركت با هم تركيب مي‌شوند، باعث مي‌شوند لوله كمي به پيچش يا خميدگي برسد. ميزان اين پيچش بستگي به مقدار سيالي دارد كه از لوله عبور مي‌كند.

منبع

آيا از كاربرد و مزاياي دبي سنج ها كه بيش از هر تجهيز ديگر ابزار دقيق در صنعت كاربرد دارند خبر داريد؟ آيا مي‌دانيد فلومترهاي مغناطيسي داراي دقت اندازه‌گيري بالايي هستند؟ در اين مقاله از آداك فرايند سپهر به معرفي كامل فلومترهاي الكترومغناطيسي، اصول عملكرد، انواع، كاربردها و نحوه نصب آن‌ها مي‌پردازيم تا با اين دستگاه پركاربرد و راه‌هاي بهينه‌سازي كاركرد آن بيشتر آشنا شويد.

فلومتر الكترومغناطيسي چيست؟
فلومتر الكترومغناطيسي (Magnetic Flowmeter) نوعي دبي سنج حجمي است كه به كمك قانون القاي مغناطيسي فارادي، فلوي سيالات رسانا را اندازه‌گيري مي‌كند. اين دستگاه‌ با ايجاد ميدان مغناطيسي در مسير حركت سيال، مي‌توانند سرعت و دبي سيال عبوري را بصورت دقيق شناسايي كنند. از فلومترهاي الكترومغناطيسي عمدتاً در صنايع مختلف مانند نفت و گاز، كشاورزي، آب و فاضلاب و صنايع غذايي استفاده مي‌شود.

مگمترها فقط مي‌توانند سيالات رسانا را تشخيص دهند. همچنين با اندازه‌گيري تغييرات شار مغناطيسي در اثر سرعت سيال جاري، مي‌تواند مقدار فلو عبوري را با خطاي بسيار پايين تشخيص و اندازه‌گيري كند.

اصول عملكرد فلومتر مغناطيسي
فلومترهاي الكترومغناطيسي با استفاده از قانون فارادي (هنگامي كه يك ماده رسانا درون ميدان مغناطيسي حركت كند، در آن ولتاژي القا خواهد شد) كار مي‌كنند. اين ولتاژ به سرعت عبور سيال كاملا وابسته است، كه با استفاده از الكترودهايي كه در ديواره فلومتر نصب شده‌اند اندازه‌گيري مي‌شود.

بدليل ثابت بودن شدت ميدان مغناطيسي و زاويه برخورد سيال، ولتاژ القا شده متناسب با سرعت عبور سيال خواهد بود. اين ولتاژ توسط ترانسميتر به يك سيگنال استاندارد (مانند 4 تا 20 ميلي‌آمپر) تبديل شده و به سيستم كنترل منتقل مي‌شود تا بصورت لحظه‌اي وضعيت دبي سيال را مانيتور كند.

بزبان تخصصي‌تر كيفيت اندازه‌گيري در اين دستگاه‌ها به شدت ميدان مغناطيسي، زاويه‌ي برخورد سيال هادي با ميدان مغناطيسي و سرعت عبور سيال از درون ميدان بستگي دارد. حال با توجه به ثابت بودن شدت ميدان و زاويه برخورد، در عمل ولتاژ القا شده در الكترودها با سرعت حركت سيال متناسب خواهد بود.

نحوه و اصول كار فلومتر الكترومغناطيسي | آداك فرايند سپهر
با توجه به تصوير بالا، اگر يك سيال رسانا از طريق لوله‌اي با قطر مشخص از طريق چگالي ميدان مغناطيسي B كه توسط سيم پيچ‌ها ايجادشده جريان يابد، مقدار ولتاژ UI در الكترودها، متناسب با سرعت V سيال است. از آنجايي كه چگالي ميدان مغناطيسي و قطر لوله مقادير ثابتي هستند، مي توان آنها را در يك ضريب كاليبراسيون K تركيب كرد. در اين صورت معادله ولتاژبرابر با E = KV خواهد بود.

ضريب K توسط سازندگان فلومتر مغناطيسي از طريق كاليبراسيون بوسيله آب تعيين مي‌گردد. مقدار K بدست آمده براي هر مايع رساناي ديگري نيز معتبر است، از طرفي خروجي ولتاژ القا شده در فلومتر بصورت خطي است. مگمترها مي‌توانند فلو را در هر دو جهت اندازه‌گيري كنند. چون جهت معكوس، قطب‌هاي الكترود را تغيير مي‌دهد نه مقدار ولتاژ القا شده را.

ولتاژي كه در الكترودها ايجاد مي‌شود، يك سيگنال در حد ميلي ولت است. اين سيگنال معمولاً به يك سيگنال جرياني استاندارد (4 لي 20 ميلي آمپر) يا خروجي فركانس (0 الي 10000 هرتز) توسط ترانسميتر داخل فلومتر تبديل مي‌شود.

سيم پيچ‌هاي نصب‌شده بر روي فلومتر مغناطيسي را مي‌توان با ولتاژ متناوب و مستقيم راه‌اندازي كرد. هنگامي كه از ولتاژ ac استفاده مي‌كنيد، ولتاژ خط به سيم پيچ‌هاي مغناطيسي اعمال مي‌شود. در نتيجه، سيگنال القا شده ولتاژي به الكترودها بصورت سينوسي خواهد بود، در نتيجه دامنه موج با سرعت سيال عبوري از فلومتر متناسب است.

نويز پديده‌اي مزاحم در تجهيزات الكترونيكي تلقي مي‌شود و اغلب مدارت داراي نويز هاي ناخواسته بر روي خروجي‌شان هستند. از اين رو در فلومتر مغناطيسي براي حذف نويز وارد شده به درون ولتاژ الكترودها بايستي حركت سيال قطع گرديده و خروجي روي صفر (كاليبراسيون صفر) تنظيم شود. مشكل اصلي فلومتر الكترومغناطيسي با تغذيه ac اين است كه نويز مي تواند متناسب با شرايط فرآيند متفاوت باشد و براي حفظ دقت، نياز به صفر كردن مكرر فلومتر است.

منبع

كاربردهاي اوليه فلومتر ونتوري در مهندسي سيالات و آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي آغاز شد، اما پس از مدتي با بهبودهاي فني، به صورت گسترده در صنايع شيميايي و فرآيندي به كار گرفته شد. مزيت كليدي اين دستگاه‌ها اين است كه به كاهش حداقلي افت فشار كمك مي‌كنند، در حالي كه دقت بالا و عملكرد بدون حركت مكانيكي، آن‌ها را گزينه‌اي مناسب براي سيالات مختلف با خواص متنوع، از جمله سيالات كثيف يا حاوي ذرات معلق كرده است.

فلومتر ونتوري چيست؟
فلومتر ونتوري (Venturi Flowmeter) دستگاهي براي اندازه‌گيري جريان سيالات است كه از اصل معادله برنولي براي سنجش دقيق نرخ جريان استفاده مي‌كند. ساختار اين تجهيز به‌نحوي است كه از يك لوله مخروطي با گلوي باريك تشكيل شده است كه باعث انقباض در سرعت عبور سيال مي‌شود.

همانطور كه سيال از طريق لوله ونتوري عبور مي‌كند، سرعت آن افزايش مي يابد و منجر به كاهش فشار مي شود. اين اختلاف فشار براي تعيين ميزان جريان سيالات استفاده مي شود.

لوله‌هاي ونتوري توانايي اندازه‌گيري دقيق، افت فشار كم و سازگاري با سيالات مختلف را دارند. فلومتر ونتوري در صنايعي مانند نفت و گاز، فرآوري شيميايي و تصفيه آب به طور گسترده مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

اگر ميخواهيد درمورد فلومتر، انواع و كاربرد هاي آن بدانيد بر روي مقاله زير كليك كنيد

فلومتر flowmeter

اساس كار لوله ونتوري
فلومتر ونتوري و كاربرد‌هاي آن
اصول كار يك لوله ونچوري بر اساس معادله برنولي است، كه با افزايش سرعت سيال، فشار آن كاهش مي يابد. لوله ونتوري چيزي نيست جز يك لوله‌ كه دربخشي از لوله انقباض وجود دارد. همچنين اين تجهيز داراي يك بخش نازل همگرا در بالادست و يك بخش واگرا در سمت پايين دست است كه وظيفه ايجاد اثر ونتوري در سيال را دارد.

دو انشعاب P1 و P2 از لوله ونچوري كه اختصارا Tapping نام دارد، براي تشخيص مقدار فشار ورودي و فشار گلويي تعبيه شده است. يك ترانسميتر اختلاف فشار (PDT) بين دو نقطه (بخش همگرا و واگرا) براي تعيين فشار ديفرانسيل سيال نصب مي‌شود. سنسور DP فشار جريان سيال را در بالادست و پايين دست را اندازه گيري مي‌كند. فشار ديفرانسيل (P1-P2) متناسب با سرعت جريان است و مي تواند با معادلات رياضي و كاليبراسيون مناسب همانطور كه در شكل زير نشان داده شده است، فلو را تعيين كرد.

اختلاف فشار بين ورودي فلومتر و گلوگاه به طور مستقيم با سرعت جريان سيال متناسب است. شما مي توانيد با اندازه گيري اين افت فشار و با استفاده از معادله ونتوري كه در عكس نشان داده شده است ، دبي را تعيين كنيد. اين معادله، چگالي سيال و اصل بقاي انرژي را بيان مي‌كند. در معادله نشان داده شده در تصوير، Q سرعت سيال و Cd ضريب تخليه ونتوري، Ao مساحت گلويي، P1 فشار در ورودي، P2 فشار گلويي، ρ چگالي سيال و β نسبت قطر گلويي به قطر ورودي فلومتر است.

انواع فلومتر ونتوري از لحاظ كاربرد
به طور معمول سه نوع ونتوري متر موجود است:

ونتوري متر افقي
اين نوع ونتوريمتر داراي بيشترين انرژي جنبشي و كمترين انرژي پتانسيل است.

ونتوري متر عمودي
اين نوع داراي حداكثر انرژي پتانسيل و حداقل انرژي جنبشي است.

ونتوري متر شيبدار
در اين مدل هر دو انرژي پتانسيل و جنبشي در حد بالا قرار دارند.

انواع فلومتر ونتوري از لحاظ ساخت
لوله ونتوري در وسط خطوط انتقال سيالات از طريق جوشكاري يا فلنج نصب مي‌شود. تا اطمينان حاصل شود كه خط لوله در حين كار كاملاً با يك مايع پر شده باشد.

فلنجي Flanged
جوشي Weld-In
دُرجي Insertion
در ادامه هر كدام از اين فلومترها را مورد برسي قرار مي‌دهيم.

ونتوري فلنجي
كاربرد هاي فلومتر ونتوري | لوله ونتوري | نفت، گاز و پتروشيمي، نيروگاه‌ها، فرآوري شيميايي، تصفيه آب و سيستم هاي تهويه مطبوع HVAC | آداك فرايند سپهر
همانطور كه در تصوير بالا نشان داده شده است، لوله هاي ونتوري از نوع فلنجي گونه اي تخصصي از لوله هاي ونتوري هستند كه در ابتدا و انتهاي دستگاه از فلنج براي نصب و اتصال راحت در يك سيستم خطوط لوله ساخته شده‌اند. بعبارتي فلنج ها باعث نصب ايمن ونتوري‌ها درخطوط لوله‌ مي‌شوند از اين رو اين نوع ونتوري به اتصال قوي وبدون نشت معروف است و اندازه گيري جريان، به صورت قابل اعتماد و دقيق را تضمين مي‌كند.

منبع