ابزار دقیق آداک فرایند سپهر

با استفاده از دو دانش اندازه گیری فشار و علم ریاضیات، فشار تفاضلی می تواند سطح، جریان، تداخل و حتی تراکم را محاسبه کند. مهندسان فرآیند فشار تفاضلی DP را می شناسند و به آن اعتماد دارند زیرا این، یک روش آزمایش شده و واقعی برای کنترل فرآیندهای صنعتی است. تطابق و تنوع خروجی محصولات باعث شده که در صنایع از اهمیت بیشتری برخوردار باشند.این مقاله صرفاً به نحوه استفاده از فشار تفاضلی برای محاسبه اندازه گیری سطح مایع در مخازن تحت فشار خواهد پرداخت. در مورد مزایا، محدودیت ها و کاربردهای متداول صنعتی برای فشار تفاضلی نیز بحث خواهد شد.

ترانسمیتر فشار تفاضلی چیست؟
لزوم انجام بهتر و کارآمدتر کارها، منجر به طراحی فشار تفاضلی الکترونیکی، با استفاده از ترکیبی ابتکاری از نرم افزار و سخت افزار شده است. ترانسمیتر فشار تفاضلی تجهیزی است که می‌تواند فشار را در دو نقطه مختلف اندازه‌گیری کرده و اختلاف فشار بین آن دو را تبدیل به سیگنال الکتریکی کند تا برای سیستم کنترل کننده مقدار فشار قابل تشخیص باشد. به دلیل دقت و قابلیت تنظیم بالا، ترانسمیتر فشار تفاضلی برای اندازه‌گیری فشار در صنایعی مانند صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع شیمیایی، و صنایع فرآوری غذایی استفاده می‌شود.

در محیط‌های پرخطر نیز مثل اندازه‌گیری فشار درون کوره ها بسیار کاربرد دارد. از طرفی برای کنترل فرآیندها و اندازه‌گیری فشار در خطوط لوله‌کشی، برج‌های تقطیر، سیستم‌های تهویه مطبوع و هواساز ها، و سیستم‌های تزریق آب در چاه‌های نفتی استفاده می‌شود.

ترانسمیتر فشار تفاضلی معمولاً دارای دو ورودی فشار است که به دو قسمت مختلف یک سیستم متصل می‌شود. هر ورودی فشار مرتبط با یک پورت دستگاه است و معمولاً با استفاده از لوله‌های کاری مخصوصی به پورت‌ها متصل می‌شوند.

در این نوع ترانسمیتر، سنسورهای فشار به صورت مستقیم به ترانسمیتر متصل شده و سیگنال الکتریکی ایجاد شده توسط سنسورها، توسط یک مدار تقویت و تبدیل به یک سیگنال استاندارد مانند 4 الی 20 میلی‌آمپر تبدیل می‌شود. سیگنال الکتریکی خروجی این ترانسمیتر می‌تواند به سیستم کنترلی یا نمایشگری که برای نمایش فشار طراحی شده است، متصل شود.

اصل و قاعده فشار تفاضلی الکترونیکی همانند یک مبدل یکتا، عمل کرده و از دو خروجی متفاوت فشار برای تعیین فشار تفاضلی استفاده می کند.

منبع

پالایشگاه های نفت و تولید محصولات پتروشیمی، یکی از مهم ترین مکان هایی هستند که از مخازن ذخیره سازی در هر شکل، اندازه و مدل، در آن استفاده می‌شود. به طور معمول، نوع مخزن مورد استفاده برای ذخیره سازی یک محصول با توجه نوع ترکیب و ماده شیمیایی، انتخاب می‌گردد.

به عنوان مثال از مخازن یا تانک‌هایی با سقف شناور معمولاً برای ذخیره سازی حجم زیادی از فرآورده های نفتی با نقطه اشتعال پایین‌تر استفاده می‌شود. سقف در این مخازن، روی سطح مایع ذخیره شده، شناور است و با تغییر سطح مایع، سقف به سمت بالا و پایین حرکت می‌کند. وجود این سقف متحرک در مخازن، مزایای زیادی دارد.

سقف شناور روی مخزن به کاهش قابل توجه مایع ذخیره شده و اتلاف آن ناشی از تبخیر کمک می‌کند. همچنین این سقف باعث می شود انتشار بخارات مضر یا آلاینده های هوا از این محصول، کاهش یابد و از آلوده شدن محصول ذخیره شده توسط منابع خارج از مخزن، جلوگیری می‌کند.

سقف شناور، این مزیت را دارد که بخار ایجاد شده در فضای بالای سطح مایع را از بین می برد؛ در این حالت، احتمال انفجار کاهش می یابد. سقف شناور، مانع پر شدن بیش از حد مخزن ذخیره می‌شود.

جلوگیری از پر شدن بیش از حد مخزن ذخیره سازی به صورت اتوماتیک
مانیتورینگ یا مشاهده سطح مخزن ذخیره سازی که با یک مایع پر شده است کمک می کند که از پرشدن بیش از حد این مخازن جلوگیری شود. این کار معمولاً به صورت سنتی، به روش دستی توسط فرد انجام می گیرد. یک بازرس، مخازن را به طور مرتب و متناوبف بازرسی می کند تا مطمئن شود که مایع در مخزن، در حالت استاندارد قرار دارد. روش دیگر با استفاده از سیستم شناور مکانیکی انجام می‌شود.

هر دو روش امروزه به کار می روند، اما بدون دردسر و مشکل نیستند. فراموش نکنید که افراد در پالایشگاه ها نمی توانند به تنهایی و به طور مداوم، سطح مایع را در چند مخزن، کنترل کنند. از سویی دیگر، شناورها معمولاً ممکن است گیر کنند؛ که هر دو عامل، منجر به خطاهای اندازه گیری مهم و شناخته شده می‌گردند.

منبع

تاریخچه اندازه‌گیری آب در سدها و حوضچه‌ها به مراتب قدمتی بالا دارد و با گذشت زمان، تکنولوژی‌ها و روش‌های اندازه‌گیری آب تکامل یافته‌اند. در اوایل قرن 19، اندازه‌گیری آب در سدها و حوضچه‌ها اغلب به صورت دستی و با استفاده از ابزارهای سنتی انجام می‌شد.

روش اندازه‌گیری سطح دریاچه و سد در قدیم | آداک فرایند سپهر
اطلاعات به‌ دست‌ آمده نیز به صورت دستی ثبت می‌شد. تقریبا در قرن بیستم و با پیشرفت تکنولوژی ابزار دقیق، اندازه‌گیری آب در سدها و حوضچه‌ها نسبت به وسایل دستی به آسانی و با نظارت سنسور‌های اولتراسونیک انجام می‌شد.
در انتهای قرن بیستم و با اختراع سطح سنج های راداری که قادر بودند در هر شرایطی اندازه‌گیری دقیق داشته باشند، تشخیص مقدار آب در سدها و حوضچه‌ها بصورت اتوماسیون درآمد. حتی داده‌های ماهواره های در زمینه اطلاعات جغرافیایی و آب هوا این صنعت را دگرگون کرد. در ادامه این مطالب از آداک فرایند سپهر به دلایل و راه حل های مدرن و مقرون بصرفه تشخیص سطح در این زمینه می‌پردازیم.

چون استفاده از این تکنولوژی‌ها در اندازه‌گیری و مدیریت آب در سدها و حوضچه‌ها، عملکرد بهتر و مدیریت دقیق‌تری از منابع آب را امکان‌پذیر کرده و در پیشگیری از حوادث مربوط به آب، اقدامات ایمنی و محیط زیستی را بهبود بخشیده است.

دلایل اندازه‌گیری سطح آب حوضچه ها و سدها چیست؟
نظارت بر منابع آبی: اندازه‌گیری سطح آب به ما کمک می‌کند تا وضعیت منابع آبی مختلف را درک کنیم. این اطلاعات مهم برای مدیریت بهینه منابع آب، پیشگیری از خشکسالی یا سیلاب، و برنامه‌ریزی منابع آبی است.
پیش‌بینی سیل و خشکسالی: اندازه‌گیری سطح آب اطلاعاتی ارائه می‌دهد که برای پیش‌بینی و مدیریت حوادث طبیعی مانند سیل و خشکسالی ضروری است. با آگاهی از سطح آب، می‌توان اقدامات اضطراری را بهبود بخشید.
کنترل آلودگی آب: نظارت بر سطح آب به ما کمک می‌کند تا تغییرات در کیفیت آب را تشخیص دهیم. این اطلاعات می‌توانند در پیشگیری از آلودگی و حفاظت از محیط زیست آب کمک کنند.
مدیریت منابع آب‌های زیرزمینی: برای ارزیابی و مدیریت بهینه منابع آب زیرزمینی، اندازه‌گیری سطح آب زیرزمینی ضروری است. این اطلاعات به ما کمک می‌کنند تا از بیرون‌راندگی و استفاده غیرمتعادل از این منابع جلوگیری کنیم.
مدیریت سدها و تأمین آب‌: در سدها و نیروگاه‌های برق آبی، اندازه‌گیری سطح آب برای کنترل جریان آب و تأمین انرژی آبی ضروری است.در کل، اندازه‌گیری سطح آب نقش مهمی در برنامه‌ریزی و مدیریت منابع آبی، حفاظت از محیط زیست آب، و پیش‌بینی حوادث طبیعی ایفا می‌کند.
تجهیزات اندازه گیری قابل اطمینان سطح آب سد‌، حوضچه‌ و تصفیه خانه‌ها
تا بیست سال پیش در اکثر سدها، حوضچه ها و تصفیه خانه های آب، از سنسورهای التراسونیک برای سنجش ارتفاع سطح سطح آب استفاده می شدند. این تجهیزات غیر تماسی بودند و برای تشخیص سطح از امواج صوتی استفاده می‌کردند از این رو فقط در شرایط عادی مشکلی نداشتند. اما زمانیکه، هوا مه و بارانی بود اندازه‌ گیری ارتفاع آب همیشه با خطا انجام می‌شد.

منبع

ترانسمیتر فشار یک دستگاه اندازه گیری فشار است که برای اندازه گیری و انتقال فشار مایعات، بخارات و گازها در محیط های صنعتی و کارخانه‌ها استفاده می‌شود. ترانسمیترها از یک سنسور فشار پیزومقاومتی برای اندازه گیری فشار استفاده می‌کند. سنسور فشار از یک صفحه نازک ساخته شده است که در معرض یک میدان الکتریکی قرار دارد.

هنگامی که فشار بر روی صفحه وارد می‌‎‌شود، صفحه تغییر شکل می‌دهد و این تغییر شکل باعث تغییر مقاومت الکتریکی صفحه می‌شود. این تغییر مقاومت توسط ترانسمیتر اندازه گیری می‌شود و به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود.ترانسمیتر فشار اندرس هاوزر PMD55 نیز یکی از بهترین ترانسمیترهای فشار موجود در بازار به حساب می‌آید.

به طور کلی ترانسمیترهای فشار می‌توانند تغییرات فشار در شرایط مختلف را اندازه گیری کرده و به صورت یک عدد دیجیتالی نشان دهند. فرستنده فشار دیفرانسیل Deltabar PMD55 با سنسور Piezoresistive و غشای فلزی جوش داده شده است .

کاربردهای ترانسمیتر فشار اندرس هاوزر PMD55
این دستگاه در فرآیند یا برنامه‌های صنعتی برای اندازه گیری مداوم اختلاف فشار در مایعات، بخارات و گازها استفاده می‌شود.

کنترل فرآیند: از این تجهیز برای کنترل فرآیندهای صنعتی مانند تولید، پالایش و انتقال مواد استفاده می‌شود.
مانیتورینگ فشار: برای نظارت بر فشار در سیستم های صنعتی مانند سیستم های هیدرولیک، پنوماتیک و فرآیند کاربرد دارد.
اندازه گیری فشار: از PMD55 برای اندازه گیری فشار در کاربردهای مختلف مانند آزمایشگاهی، پزشکی و تحقیقاتی نیز استفاده می‌گردد.
این ترانسمیتر بیشتر درصنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد دارد.

منبع

در بین تمام فعالیت های صنعتی، بدون شک صنعت تونل سازی، استخراج و معدن از خطرناک ترین کارهاست. معدنچیان شاغل در چاه های حفاری و تونل های زیرزمینی که کیلومترها زیر سطح زمین امتداد دارند در معرض خطر تجمع سریع گاز، آتش سوزی و انفجار هستند. با توجه به این خطرات، عملیات معدن باید همیشه دارای سیستم های تشخیص (دتکتور گاز) باشد تا حدامکان محیط را برای پرسنل ایمن نگه دارد.

اهمیت استفاده از تجهیزات تشخیص گاز در معادن و تونل‌ها
سنسور گاز برای تشخیص انواع گازهایی که برای انسان زیان دارند ساخته شده اند. شاید کمتر کسی باشد که از مزایای این سنسورها اطلاعی نداشته باشد. سالیان دور برای تشخیص کمبود اکسیژن در معادن از پرنده‌گان استفاده می‌کردند، در زیر دریایی‌ های اولیه نیز به همین روش اکتفا می‌شد.

روشهای قدیمی تشخیص گاز در معادن و تونل ها
سنجش گاز در صنعت معدن الزامی است زیرا تهویه هوای درون معدن با هوای تازه برای رقیق کردن غلظت گازها، مخصوصا گاز متان در جهت کاهش خطرات انفجار ضروری است. بعبارتی آشکارسازهای گاز که به عنوان بخشی حیاتی از تجهیزات ایمنی هستند، می‌توانند کمبود اکسیژن، اتمسفرهای انفجاری و گازهای سمی متعدد را شناسایی کنند، بنابراین تهدیدات را از محیط‌های خطرناک و بالقوه کشنده حذف می‌کنند.

در معادن باید تدابیر لازم جهت نظارت پیوسته و مناسب بر سیستم تهویه وجود داشته باشد، تا اطمینان حاصل شود که جو داخل معدن خطری برای سلامت و ایمنی افراد ندارد. میزان پایش به نوع و پیچیدگی معدن و آلاینده‌های بالقوه موجود در آن بستگی دارد. ضروری است برای اندازه گیری میزان گازهای درون معدن حتما در نقاط متعددی از فظای معادن عمل نمونه برداری و تشخیص انجام پذیرد. یعنی فراوانی و تعداد دتکتور های استفاده شده در یک معدن به میزان آلودگی محیط آن معدن بستگی دارد.

در معادن از دو نوع ثابت و پرتابل دستگاه اندازه‌گیری غاظت گاز بوفور استفاده می‌گردد. بهترین و امن‌ترین روش، بهره‌گیری از هر دو نوع بصورت ترکیبی است. تجهیزات نشت‌یاب گاز در معادن زیرزمینی باید حتماً مطابق با استاندارد M طراحی و ساخته شوند.

دلیل این الزام، شرایط خاص و خطرناک محیط‌های معدنی است که وجود گازهای قابل انفجار مانند متان، یکی از تهدیدهای اصلی محسوب می‌شود. تجهیزات نشت‌یاب مجهز به استاندارد M نه‌ تنها باید بتوانند گازهای خطرناک را با دقت بالا شناسایی کنند، بلکه باید مقاومت لازم در برابر شرایط سخت محیطی و همچنین توانایی جلوگیری از وقوع جرقه یا انفجار را داشته باشند.

این ویژگی‌ها تجهیزات را قادر می‌سازد تا در محیط‌های معدنی زیرزمینی با اطمینان بیشتری کار کنند و ایمنی کارگران را تضمین کنند. استاندارد M به طور کلی برای تجهیزاتی طراحی شده است که در معادن زیرزمینی استفاده می‌شوند و باید شرایط سخت و پرخطر این محیط‌ها را تحمل کنند.

تجهیزات بر اساس این استاندارد باید در برابر فشارهای بالا، رطوبت، تغییرات دمایی و گازهای خطرناک مانند متان مقاوم باشند. در حالی که در کارخانه‌ها و سایر محیط‌های صنعتی سطح زمین، چنین الزامات شدیدی وجود ندارد و تجهیزات بیشتر بر روی بهره‌وری و ایمنی عمومی تمرکز دارند. علاوه بر این، در محیط‌های صنعتی، تجهیزات نیازی به تحمل ضربات مداوم و یا مقاومت در برابر خوردگی شدید ندارند، در حالی که این عوامل در معادن زیرزمینی حیاتی هستند.

منبع

استفاده از سنگ شکن به طور معمول در دو مرحله است؛ سنگ شکن اولیه و ثانویه. هر سنگ شکن مجهز به سیستم های دقیق و ایده‌آل برای اندازه گیری سطح خوراک داخل مخزن است؛ به واسطه این تجهیزات ابزار دقیق، سنگ شکن با کارآیی بیشتری کار می‌کند.

اهمیت اندازه گیری سطح در این موارد بسیار مشخص است؛ اگر ماده معدنی در دستگاه، بسیار کمتر باشد، توان تولید به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. وجود مواد بیش از حد باعث می‌گردد سنگ شکن خفه شود و آسیب ببیند؛ هر دو نشانه، منجر به خاموش شدن دستگاه شده و هزینه هایی را برای تعمیرات و نگهداری باید پرداخت. این یک اتفاق برنامه ریزی نشده است و باعث می‌شود که عملیات با وقفه زیادی روبرو شود.

اندازه گیری دقیق و سازگار سطح در سنگ شکن
سقوط مداوم مواد در سنگ شکن می تواند به ابزارهای اندازه گیری سطح آسیب برساند و یک توده دائمی ابر مانند از گرد و غبار و سروصداهای بلند را ایجاد کند. این عوامل باعث می‌شود در اکثر فن آوری های اندازه گیری سطح، تداخل ایجاد گردد.

اندازه گیری سطح در سنگ شکن توسط ترانسمیتر راداری وگا
یک نصب خلاقانه با رادار وگا 80 گیگاهرتزی

در یک عملیات بزرگ استخراج در کشور پرو، سه “دستگاه سنگ شکن” و سه “دستگاه سنگ شکن ثانویه” برای پردازش 18000 تن مواد روزانه استفاده می‌شود. اپراتورها هرگز از اندازه سطح سنگ شکن ثانویه خود اطلاعی نداشتند، زیرا گرد و غبار با ابزار اندازه گیری غیر تماسی سطح تداخل ایجاد می‌کرد و فضای محدودی برای نصب سنسور وجود داشت.

اپراتورها حدس می‌زدند که چه مقدار مواد معدنی وارد سنگ شکن می‌شود؛ حدس و گمانه باعث می‌شد این فرآیند به طور مداوم متوقف شود و در نتیجه، دستگاه، خاموش می‌شد.نمایندگان محصولات وگا VEGA در کنار کارکنان معدن، در مورد ارائه راه حلی که به این وقفه های مداوم پایان دهد، تلاش کردند.

آنها با سیستم ابزار دقیق VEGAPULS69 ، یک رادار 80 گیگاهرتزی برای اندازه گیری مداوم مواد جامد فله ای، کار خود را شروع کردند. این سنسور به تجهیزات الکترونیکی خاصی مجهز شده است تا توانایی قرائت مقدار سطح را حتی در میان ابرهایی از گرد و غبار و خاک داشته باشد.

به علاوه، فرکانس بالای این سنسور راداری باعث ایجاد قابلیت تمرکز ظریف و باریک در آن می‌شود؛ این ویژگی به آن امکان می‌دهد در فضاهای تنگ، اندازه گیری ها را ثبت کند؛ این همان چیزی است که هنگام نصب، مفید است.

تکنسین های معدن، سنسور را در بالای سنگ شکن و داخل یک جعبه کوچک فلزی نصب کردند تا از آن در برابر هر گونه مواد در حال سقوط محافظت کند. بر خلاف تناسب، اپراتورها سیگنال های اندازه گیری سطح پیوسته، دقیق و قابل اطمینان را دریافت کردند. اندکی پس از آن، کارکنان معدن، سنسورهای راداری وگا VEGAPULS69 را روی بقیه سنگ شکن های خود نصب کردند.

معدن
وگا راداری 69، ایمن، آرام و بی خطر در حال کار
از زمان نصب سنسورهای جدید، توان عملیاتی، افزایش یافته و اتفاقات برنامه ریزی نشده به دلیل وقفه و متوقف شدن دستگاه سنگ شکن تقریباً وجود ندارد.

ایمنی معدن نیز بهبود یافته است؛ زیرا بی نظمی در سنگ شکن می‌تواند خطرناک باشد و فرصت های زیادی برای خطا دارد. سنگ شکن های ثانویه قبل از نصب سیستم های راداری وگا VEGAPULS69 ، کل عملیات استخراج را از کار انداخته بودند و اکنون مواد اولیه ورودی، بدون وقفه در حال پردازش هستند.

منبع

تجهیزات تشخیص جرقه T&B برای ایمن نگه داشتن خطوط تولید از آتش سوزی های اتفاقی و ناگهانی جلوگیری کرده وباعث تداوم تولید می شود.

این تجهیزات برای حفاظت نقاله های پنوماتیکی (خطوط انتقال لوله ای)و سیستم های انتقال مکانیکی از آتش سوزی که در اثر جرقه ای کوچک ایجاد می شود.

جرقه های کوچک در اثر اصطکاک بوجود می آیند که برحسب تجربه باعث ایجاد اتش سوزی و صدمه به خطوط تولیدمی شود.

این جرقه ها باعث ازدست رفتن سرمایه های انسانی و مالی میشود که با استفاده از تجهیزات مدرن وپیشرفته T&B این خطرات به صفر می رسد.

تجهیزات تشخیص جرقه T&B
کاربردتجهیزات تشخیص جرقه T&B
صنایع شیمیایی
کارخانه های پنبه
کارخانه کاغذسازی وبازیافت کاغذ
تولید غذای دام و طیور
پالایشگاهها وپتروشیمی
نحوه عملکرد سیستم تشخیص جرقه
درخطوط نقاله های پنوماتیکی با استفاده از سنسورهای تشخیص جرقه با حساسیت بسیار بالا کوچکترین جرقه هادر کسری از ثانیه شناسایی می شوند،و توسط سیستم کنترلی به شیربرقی های پاشش آب دستور فعال شدن می دهد.

این عمل باعث جلوگیری از آتش سوزی در نقاله های پنوماتیکی و مکانیکی در خطوط انتقال می شود.

البته سرعت هوای داخل خطوط انتقال و محل قرارگیری سنسورهای تشخیص جرقه و سیستم پاشش آب باید محاسبه شده

و در پارامترهای سیستم کنترلی اعمال شود.

سرعت هوای داخل خطوط انتقال توسط فن ایجاد می شود.

مثلا اگر سرعت هوای مخلوط با مواد در داخل خطوط انتقال 30متر برثانیه باشد.

وضریب ایمنی سیستم را روی 0.25 ثانیه تنظیم کرده باشیم بهترین جا برای نصب سیستم پاشش آب بر روی خطوط انتقال مواد

باید 7.5 متر بعد از سنسورهای تشخیص جرقه باشد.

برروی خطوط انتقال حتما باید دو سنسور تشخیص جرقه روبروی هم قرار گیرد.

بعد از اطفاء جرقه و جلوگیری از آتش سوزی سیستم پاشش آب توسط کنترلر خاموش می شود.

و آماده فعال شدن برای جرقه های احتمالی بعدی می شوند.

حداقل فشار سیستم پاشش آب باید بزرگتر از 5 بار باشد.

یعنی به سیستم پاشش آب جهت اسپری کردن آب حتما باید بیشتر از 5 بار هوا تزریق کرد.

دمای آب داخل لوله های سیستم پاشش آب توسط کنترلر مرکزی در هر زمان اندازه گیری می شود.

و در مواقعی که احتمال یخ زدگی مسیر آب باشد توسط هیتر گرم می شود.

منبع

سنسورهای رادیومتریک در مواردی که سنسورهای دیگر قادر به اندازه‌گیری و تشخیص نیستند و یا شرایط مخازن بنحوی است که سریعا معیوب می‌شوند، راه حلی قابل اعتماد حتی در طولانی‌ مدت محسوب می‌شوند.

نحوه عملکرد روش رادیومتریک
سیستم های رادیومتریک از دو قسمت تشکیل شده‌اند: یک ایزوتوپ رادیواکتیو با فعالیت کم در یک نگهدارنده منبع، از طریق یک مخزن انرژی گاما را ساطع کرده و یک آشکارساز نصب شده در طرف مقابل، تابش رسیده به آن را اندازه‌گیری می‌کند.

همان طور که جرم بین منبع و آشکارساز تغییر می‌کند – ارتفاع سطح، تراکم دوغاب، وزن جامدات روی نقاله – قدرت میدان تابش در آشکارساز و میزان شمارش ثبت‌شده برای آن نیز تغییر می‌یابد. سپس سیستم الکترونیکی سنسور می‌تواند با استفاده از تغییرات قابل پیش‌بینی و قابل تکرار در آشکارساز، شرایط فرایند درون مخزن را توجیه کند.

اشعه ایکس: زمانی که نرخ شمارش، غیرقابل پیش بینی می‌شود

برخی از صنایع، مشابه با استفاده از فناوری رادیومتریک برای اندازه‌گیری یک فرآیند، از آزمایش غیر مخرب اشعه ایکس یا NDT (nondestructive testing) برای بازرسی جوش و یکپارچگی مخزن استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها انرژی گاما را از یک نگهدارنده منبع به روشی مشابه با فرآیند اندازه‌گیری رادیومتریک نشر می‌دهند.

هنگامی که پرتوهای گامای NDT به آشکارسازهای رادیومتریک می‌تابند، قدرت میدان تابش و میزان شمارش در آشکارساز افزایش پیدا می‌کند. این تداخل خارجی، بسته به قدرت اشعه X می‌تواند موجب خطای اندازه‌گیری یا آسیب دائمی به ردیاب شود. متأسفانه، هیچ دو اتفاق تداخل اشعه ایکس با همدیگر یکسان نیستند.

هر رخداد با استفاده از ایزوتوپ‌های مختلف، منابع فعال بزرگ و متنوع تولید می‌شود؛ اسکن‌ها در فاصله‌های مختلف، چندین فوت از ردیاب رادیومتریک تا صدها یارد دورتر، و یا حتی در تأسیساتی در همسایگی آن نشأت می‌گیرند. همه این متغیرها، از جمله دشواری‌های ارائه یک راهکار مهندسی منحصر به فرد محسوب می‌شوند.

راه حل: یک رویکرد چندجانبه

کاربران باید هنگام مواجه شدن با مشکل تداخل اشعه X، سه هدف اصلی را در ذهن داشته باشند:

زمان حضور پرتوهای ایکس را بشناسند
از ردیاب محافظت کنند
برای ادامه داشتن این فرآیند، اندازه گیری‌ها را ادامه دهند.
آشکارسازی اشعه ایکس (X-ray detection)
در دنیای ایده‌آل، ارتباطات درون سازمانی به راحتی جریان دارند، اطلاعات به اشتراک گذاشته می‌شوند، داده‌ها به خوبی شناخته می‌شوند و قابل درک هستند و باعث می‌شود که همه به خوبی از شرایط موجود آگاه شوند. با این حال، همیشه اوضاع به این صورت پیش نمی‌رود. اطلاعات ممکن است هرگز ارسال نشوند، گم شوند و یا حتی بعد از ارسال فراموش شوند.

همه اینها باعث می‌شود که تکنسین های I&E یا مهندسان فرآیند از رادیوگرافی NDT که در حال اتفاق افتادن است، بی اطلاع باشند! هشدار تداخل اشعه ایکس، لایه دیگری از امنیت را برای هشدار به اپراتورها – در صورت عدم وجود سایر اشکال ارتباطی – فراهم می‌کند.

هنگام تداخل اشعه X، نرخ شمارش ثبت شده توسط آشکارساز هم افزایش می یابد، زیرا تابش بیشتری به آشکارساز می‌رسد. با افزایش میزان شمارش، آشکارساز یک کاهش را در فرآیند گزارش می‌کند. این اتفاق می‌تواند نگرانی‌های ناخواسته‌ای را ایجاد کند؛ این، یک واکنش از پیش تعیین‌شده در اتاق کنترل است برای زمانی که پر کردن مخزن با افت روبرو می‌شود. هشدار اشعه ایکس می‌تواند از این اشتباه پرهزینه جلوگیری کند؛ این مشکل از دو طریق می‌تواند برطرف شود.

برخی از تولیدکنندگان تجهیزات ابزار دقیق مانند شرکت VEGA ، سیستم هشدار اشعه ایکس را در آشکارسازهای خود ارائه می‌دهند تا هشدار به موقع را به اپراتورها ارسال کنند. این هشدارها با تنظیم حداکثر میزان شمارش، نقطه‌ای که شرایط فرآیند در کمترین حد خود است – یعنی سطح پایین یا تراکم – کار می‌کنند. نرخ شمارش می‌تواند در طول یک رویداد تداخل اشعه X بیشتر از مقدار حداکثر، افزایش یابد و بر اساس این میزان شمارش، برای دستگاه‌های الکترونیکی آشکارساز، امکان اعلام هشدار در اتاق کنترل وجود دارد. سپس اتاق کنترل می‌تواند به صورت دستی، سیستم را کنترل کند، یا حداقل، خروجی ردیاب را با احتیاط تفسیر کند.

وقتی اشعه ایکس باعث تداخل بیش از حد شود، اولین نوع سیستم هشدار به خوبی کار می‌کند، اما مواردی وجود دارد که تداخل به مقدار متوسط تغییر پیدا می‌کند؛ این در شرایطی است که نوع تداخل، کوچک تر است یا منابع آن متفاوت هستند و یا فاصله بیشتر از آشکارساز دارند.

منبع

انکودر مغناطیسی آلمانی VS-Sensorik میتواند یک دنده را به صورت مغناطیسی یعنی به روش غیر تماسی حس وسیگنال خروجی شبیه انکدرهای افزایشی تحویل بدهد.

کاربردهای انکودر VS-Sensorik

ماشین ابزار (اسپیندل) و ماشین آلات صنعتی و دستگاههای تست و آزمایشگاهی و HSE

مزایا انکودر مغناطیسی

وضوح بالا
انکودر بسیار قدرتمند
مقاوم دربرابر آلودگی ها
برای اندازه گیری دقیق زاویه و سرعت
مقاومت بالا در برابر تداخلات مکانیکی مانند لرزش – شوک – تاثیرات میدانهای مغناطیسی خارجی
خروجی آنالوگ سینوسی و کسینوسی – TTL ,HTL
تثبیت خودکار دامنه ها
اندازه گیری سرعت های بالا با وضوح بسیار بالا تا 100000دور در دقیقه
تشخیص جهت چرخش
اندازه گیری پایدار در دماهای تا 100 درجه
مقاومت بالای EMC,ESD حداکثر 30 کیلو ولت
رابط I2C برای تنظیم پارامترهای سیگنال در صورت لزوم
بدنه ای بسیار محکم ومقاوم
از دیگر محصولات شرکت VS-SENSORIK میتوان:

سوئیچ های مجاورتی یا پراکسی که میتوانند با فرکانس بالا و پایداری بسیار بالا در درجه حرارت های بالا.

سنسورهای پالسی برای برنامه های کاربردی در سخت ترین محیط های صنعتی طراحی شده اند و میتوانند بدون تماس چرخ دنده ها یا میله های دندانه دار ، دیسک های شکاف دار یا نوارهای شیاردار ، سرهای پیچ را حس کنند.

منبع

فلومتر Flowmeter از تجهیزات ابزار دقیق است که برای اندازه‌گیری میزان فلوی مایع یا گاز کاربرد دارد. در کنترل فرایند‌ها برای تعیین دبی خطی، غیر خطی، حجمی و جرمی از فلومتر استفاده می‌شود. نام‌های دیگر فلومتر عبارتند از: دبی سنج، کنتور، مسی فلومتر، جریان سنج، سنسور جریان و جرم سنج.

دبی سنج ها در چندین نوع ساخته شده‌اند که هر کدام از، فناوریهای مختلفی برای تشخیص گردش سیال استفاده می‌کند. دقت اندازه‌گیری هر نوع نسبت به انواع دیگر فرق می‌کند. حتی می‌توان گفت کاربرد صحیح این تجهیزات نیز در دقت آن موثر است. از این رو بیشترین کاربرد‌های یک دبی سنج می‌توان به اندازه گیری جرم و حجم (بخارات – مایعات – گازها) از یک لوله در واحد زمان است.

فلو چیست؟
به مقدار معین یک ماده از نظر جرم یا حجم که در واحد زمان از لوله‌ای عبور می‌کند را فلو می‌نامند.

لیست انواع فلومتر
جرمی کوریولیس
الکترومغناطیسی
جابجایی مثبت
دیفرانسیلی البو
لوله پیتوت
ونتوری
اوریفیس
مکانیکی
التراسونیک
ورتکس (گردابی)
حرارتی
کانال باز

همه این تجهیزات در اصل کار یکسانی را انجام می‌دهند، این تجهیزات با ردیابی مقدار سیال عبوری، در یک بازه زمانی مشخص دبی را تشخیص داده و بر روی نمایشگر خود نشان می‌دهند. حتی قادرند با انتقال سیگنال استاندارد جریانی 4 الی 20 میلی آمپر به اتاق کنترل فلوی خطوط را به اصطلاح مانیتورینگ کنند.

فلومتر چگونه کار می‌کند؟
این دستگاه‌ها از دو روش (جرم یا حجم) برای اندازه گیری دبی استفاده می‌کنند.

روش جرمی: جرم را می‌توان با واحد t/h تن بر ساعت، kg/h کیلوگرم بر ساعت و g/min گرم بر دقیقه بیان کرد.
روش حجمی: حجم را می‌توان بصورت m3/h متر مکعب بر ساعت، L/h لیتر بر ساعت و ml/min میلی لیتر بر دقیقه بدست آورد.

در ادامه پرکاربرد ترین فلومترها را بصورت مجزا بررسی می‌کنیم. اما بخاطر اینکه هر کدام از این تجهیزات از لحاظ کاربرد، تکنولوژی و نحوه نصب تفاوت دارند و در یک مقاله نمی‌توان همه آنها را بررسی کرد. از این رو برای آشنایی بیشتر لینک مقاله کامل گذاشته شده است.

دقت در فلومتر چیست؟
دقت رایج ترین اصطلاح در صنعت ابزار دقیق و اندازه‌گیری است و گاهی اوقات به اشتباه مورد استفاده قرار می‌گیرد. دقت یعنی مقدار اندازه گیری شده‌ای که، به مقدار واقعی فرایند نزدیک باشد. معمولاً دقت بصورت یک مقدار درصدی در بالا یا پایین نمایشگر تجهیز نشان داده می‌شود.

مثلا، فرض کنید که فلومتر مغناطیسی شما نتیجه 1GPM را با دقت 10% نشان می‌دهد. بدلیل انحراف ذاتی، شناسایی مقدار دقیق در فلومتر به احتمال زیاد دقیقاً 1GPM نیست. قطعا نرخ واقعی چیزی بین 0.9GPM و 1.1GPM است. این یعنی دقت!

تکرارپذیری فلومتر چیست؟
تکرارپذیری یعنی نتایج همه اندازه‌گیری ها نزدیک بهم باشد و پس از اندازه گیری هیچ تغییری در شرایط همه نتایج ایجاد نشود. اما یک تجهیز ابزار دقیق بسیار تکرارپذیر لزوماً به معنای دقت بالای آن نیست.

دبی سنج ها چقدر دقیق هستند؟
فلومترهای با دقت فوق العاده بالا، مانند فلومترهای Coriolis، معمولاً گرانتر از سایر دبی سنج ها هستند. یک فلومتر با دقت 5 درصد که هزینه آن بطور قابل توجهی کمتر از فلومتر دیگر با 0.2 درصد است، ممکن است نتایج مناسبی را برای اجرای صحیح فرآیند شما و هزینه بسیار کمتر ارائه دهد. دقت در مقابل محدودیت های بودجه و درک دقیق نیازهای سیستم و برنامه شما گاهی مقداری گیج کننده باشد.

مقایسه دقت و تکرارپذیری در فلومتر

هنگامی که صحبت از دقیق بودن نتایج ابزاردقیق می‌شود، اصطلاحات زیادی وجود دارد که بجای یکدیگر و به اشتباه مطرح می‌شوند. برخی از آنها دقت، تکرارپذیری و وضوح هستند. بیایید هر کدام را با جزئیات ببینیم و معنای منحصر بفرد هر اصطلاح را روشن کنیم.

رزولوشن فلومتر چیست؟
وضوح یا رزولوشن حداقل مقداری است که می‌توانیم با یک وسیله اندازه گیری، تشخیص دهیم. تصور کنید که فرآیندی دارید که نیاز به دانستن تا 0.1 بار برای عملکرد صحیح را دارد. اگر ابزاری را نصب کنید که فقط می‌تواند با نزدیک‌ترین وضوح مقدار 1بار به شما خوانش بدهد، آن‌ وقت آن ابزار وضوح کافی را برای شما ارائه نمی‌کند.

چگونه دقت یک فلومتر را اندازه گیری کنیم؟
هنگامی که یک فلومتر خریداری می‌کنید، معمولاً دقت دستگاه بر روی پلاک و کاتالوگ محصول نوشته شده است. برای اینکه مطمئن باشید تجهیز مطابق با مشخصات کارخانه ای کار می‌کند، می‌توانید موارد زیر را انجام دهید.

برای تأیید صحت تجهیز آن را به آزمایشگاه کالیبراسیون ارسال کنید.
از دبی متری با دقت قابل توجهی بهتر از آنچه دارید استفاده کنید و سپس خوانش های دبی متر بسیار دقیق تر را نسب به دبی سنج خریداری شده مقایسه کنید. البته فلومترهای التراسونیک گیره دار برای این کاربرد ایده آل هستند زیرا آنها به سادگی به خط لوله بسته می‌شوند و نیاز به خاموش کردن سیستم یا برش لوله ها وجود ندارد.
کلاس دقتی فلومتر 
دقت فلومتر را می‌توان بروش‌های مختلفی بیان کرد و گاهی اوقات نحوه بیان کلاس دقت یک ابزار به منطقه جغرافیایی که در آن تولید شده و در آنجا مرسوم است طبقه‌بندی می‌شود.

دقت مقیاس پذیری برای فلومترها
کلاس های دقت VDE/VDI تنها راه برای بیان دقت فلومتر نیستند. همانطور که می‌دانید، “درصد مقیاس کامل” یا به اختصار %FS، روشی است که اغلب برای بیان دقت بسیاری از دبی سنج ها استفاده می شود.

چه عواملی بر پایداری قرائت فلومتر تاثیر می‌گذارند؟
پایداری فلومتر به علت مسائل مختلف در سخت افزار، نحوه نصب، پیکربندی، کالیبراسیون یا شرایط فرآیند تحت تأثیر قرار می‌گیرد. در ادامه فهرستی از عواملی که می‌توانند باعث قرائت‌های ناپایدار دبی سنج شوند آورده شده است:

ویژگی های سیال: تغییرات در خواص سیال مانند ویسکوزیته یا چگالی می تواند منجر به خوانش ناپایدار شود. دبی سنج های مختلف بویژگی های مختلف سیال حساس هستند.
حباب های هوا: هوا یا گاز حباب شده در سیال می تواند باعث نوسان خواندن شود.
لرزش لوله: ارتعاشات مکانیکی در لوله می تواند با عناصر حسگر کنتور تداخل داشته باشد و باعث قرائت نامنظم شود.
جریان ضربانی: در برخی از پیکربندی‌های پمپاژ، مخصوصا با پمپ‌های دیافراگمی یا پیستونی،گردش سیال را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
نصب نادرست: نصب نادرست مانند خیلی نزدیک به خم، پمپ یا شیر، می تواند منجر به جریان آشفته شود و بر خوانش تأثیر بگذارد.
نوسانات دما: تغییرات سریع در دمای سیال می تواند باعث تغییرات گذرا در قرائت دبی سنج شود.
تداخل الکتریکی: نویز الکتریکی یا تداخل تجهیزات مجاور می تواند سیگنال را خراب کند.
سایش و پارگی: سایش مکانیکی در طول زمان می تواند منجر به تخریب اجزای داخلی کنتور شود و بر دقت و پایداری آن تأثیر بگذارد.
کالیبراسیون: یک متر کالیبره نادرست قرائت های ناپایدار یا نادرست ارائه می‌دهد.
نوسانات فشار: تغییر در فشار خط نیز می تواند باعث ناپایدار شدن قرائت شود.
انسداد: انسداد جزئی یا رسوب می‌تواند باعث ایجاد گرداب‌های غیرقابل پیش‌بینی شود و بر قرائت‌های کنتور تأثیر بگذارد.
اشکالات نرم افزاری: اگر فلومتر مبتنی بر نرم افزار باشد، مشکلات سیستم عامل یا نرم افزار می تواند منجر به خواندن ناپایدار شود.
جرم و رسوب در داخل فلومتر: تجمع مواد در قسمت داخلی دبی سنج می تواند منجر به خوانش ناپایدار در طول زمان شود.
تداخل دستی: گاهی اوقات دستکاری تنظیمات یا تنظیمات دستی می تواند باعث خوانش ناپایدار شود.
مشکلات ابزار دقیق: در نهایت، مشکلات پردازش سیگنال، سیم کشی معیوب یا مشکلات در خود سیستم کنترلی می تواند به بی ثباتی کمک کند.
اگر خوانش‌های فلومتر ناپایدار را تجربه می‌کنید ، انجام یک تشخیص سیستماتیک برای شناسایی علت اصلی و انجام اقدامات اصلاحی مناسب ضروری است.

منبع

فلومتر التراسونیک (Ultrasonic Flowmeter) یکی از پیشرفته‌ترین دستگاه‌های اندازه‌گیری فلوی سیالات است که با بهره‌گیری از فناوری امواج فراصوت، بشکلی دقیق و غیرتماسی حرکت مایعات و گازها را در لوله‌ها اندازه‌گیری می‌کند. فلومتر التراسونیک نه تنها دقت بالایی دارد، بلکه بدلیل عدم تماس مستقیم با سیال، از سایش و خوردگی جلوگیری کرده و دوام طولانی‌تری نسبت به سایر دستگاه‌ها دارد.

در این دبی‌سنج هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد، بنابراین استهلاک مکانیکی نیز قطعا وجود نخواهد داشت. این مزیت طول عمر دستگاه را افزایش می‌دهد. برخی از مدل‌ها حتی بدون نیاز به برش یا دستکاری لوله‌ها، بصورت کلمپی (Clamp-on) روی لوله نصب می‌شوند. این ویژگی نصب آسان، دبی مترهای التراسونیک را به انتخابی ایده‌آل برای سیالات با فشار بالا، سیالات خورنده، و محیط‌هایی که محدودیت در نصب وجود دارد، تبدیل کرده است.

بدلیل عملکرد قابل اعتماد، دقت عالی و تطبیق‌پذیری با شرایط مختلف، فلومیترهای التراسونیک بعنوان ابزاری برتر در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، صنایع غذایی و بسیاری از کاربردهای صنعتی دیگر شناخته می‌شوند.

فلومتر اولتراسونیک | آداک فرایند سپهر
اساس و نحوه‌ی کار فلومتر التراسونیک
این دبی سنج از اصول فیزیکی امواج صوتی استفاده می‌کند تا سرعت و حجم عبوری سیالات را در لوله های انتقال اندازه‌گیری کنند. در ادامه نحوه کار این دستگاه را شرح می‌دهیم.تولید امواج التراسونیک: دستگاه دارای ترانسدیوسر مجهز به سنسور پیزوالکتریک است که قادر به تولید امواج التراسونیک هستند. این امواج با فرکانس بالا (معمولاً در محدوده 1 تا 5 مگاهرتز) توسط حسگرها ایجاد می‌شوند.

فلومتر اولتراسونیک-Ultrasonic flowmeters-کاربرد-انواع-اساس کار | آداک فرایند سپهر
امواج التراسونیک پس از انتشار، در مسیر حرکت سیال حرکت کرده و پس از برخورد با ذرات موجود در سیال، انعکاس پیدا می‌کنند. در این مرحله، حسگرهای گیرنده موجود در دستگاه، امواج بازتاب‌شده را دریافت می‌کنند. این فرآیند دقیقاً به شرایط سیال و سرعت حرکت آن وابسته است.

یکی از پارامترهای کلیدی در عملکرد فلومیتر، محاسبه زمان انتقال یا زمان تاخیر بین ارسال و دریافت امواج است. با توجه بمدت زمانی که طول می‌کشد تا امواج از حسگر فرستنده به حسگر گیرنده برسند، سرعت عبور سیال بدقت اندازه‌گیری می‌شود. زمان تاخیر بیشتر، نشان‌دهنده سرعت بالاتر سیال است و این ارتباط مستقیم بین سرعت و زمان انتقال، اساس محاسبات تجهیز را تشکیل می‌دهد.

پس از اندازه‌گیری دقیق سرعت مایع یا گاز، اطلاعات دبی بصورت عددی یا گرافیکی در نمایشگر دستگاه نمایش داده می‌شود. همچنین این داده‌ها به سیستم‌های کنترلی مانند PLC یا دیتا لاگرها ارسال می‌شوند تا امکان نظارت و کنترل دقیق‌تر فراهم شود.

منبع

فلومتر ورتکس (Vortex Flow Meters) نوعی جریان سنج حجمی است که بر اساس پدیده گردابی سیالات کار می‌کند. بعبارتی ورتکس متر با مکانیزمی بر اساس اندازه گیری نوسانات ایجاد شده در پشت یک مانع، کار می‌کند. این فلومتر ها بدون قطعات متحرک بوده و با بدنه هایی از جنس استیل، برنز و … بهترین گزینه برای کاربرد های صنعتی بشمار می‌آیند.

نمای برش داده شده از فلومتر ورتکس
بیشتر بدانید: فلومتر Flowmeter چیست و چه کاربردی دارد

فلو چیست: منظور از فلو (Flow) مقدار سرعت حرکت یک سیال داخل لوله در واحد زمان است. یک سیال می تواند: مایع یا گاز باشد.

انواع فلومتر: فلو حجمی و فلو جرمی

اندازه گیری فلو در فلومتر ورتکس به صورت حجمی بوده است. برای اندازه گیری به صورت جرمی در مواردی مانند بخار با استفاده ترانسمیتر فشار و همچنین سنسور دمای جداگانه و اتصال آنها به یک کامپیوتر به محاسبه جرم عبوری یا مقدار انرژی جابجا شده پرداخت.

کاربرد فلومتر ورتکس
فلومتر ورتکس برای اندازه گیری جریان گازها و مایعات به کار می‌رود. همانطور که برای اندازه گیری فشار از گیج فشار استفاده می‌شود. دبی نیز کمیت بسیار مهمی است که از دبی سنج برای سنجش آن استفاده می‌شود. ورتکس متر ها برای سیالاتی که دارای خواص لزجی و چگالی بالا هستند بهترین کارایی را از خود نشان می دهد.

فلومتر ورتکس کوبولد
فلومترهای ورتکس برای انواع کاربردها در طیف وسیعی از صنایع از جمله نفت و گاز، پالایشگاه، کارخانه تولید مواد شیمیایی، پتروشیمی، مواد غذایی و آشامیدنی کاربرد دارند. در ادامه لیست کاربردهای فلومترهای گردابی آورده شده است:

اندازه گیری جریان سوسپانسیون مایع، سیال با ویسکوزیته بالاتر، برای آب با دماهای مختلف (سرد و گرم)، مخلوط آب و گلیکول، اندازه گیری میعانات، حلال ها و اسیدها، آب با خلوص بالا، آب دی یونیزه، گاز طبیعی، هوا، نفت خام و هوای فشرده.

مزایای فلومتر ورتکس
قابل اعتماد و دقیق
هزینه راه اندازی نسبتا پایین
مناسب برای گاز، مایعات و بخار
حداقل نگهداری برای سیالات تمیز
طول عمر بالا، بدلیل نداشتن قطعات متحرک
افت فشار خطوط لوله در این فلومتر بسیار کم است
مانند فلومتر های تفاضلی DP به ردیابی حرارتی نیاز نیست
تحت تأثیر دما، فشار، چگالی یا ویسکوزیته محیط قرار نمی‌گیرد
در صورت غوطه ور شدن بدنه (بلوف) در هر زاویه ای قابل نصب است
معایب و محدودیت های فلومتر ورتکس
برای سیالات متبلور قابل استفاده نیست
برای جریان های ضربه‌ای مناسب نیست
دقت پایین برای سیالات با سرعت بسیار بالا
در برخی مواقع نیاز به صافی و فیلتر قبل از فلومتر است
برای رسانه ها یا دوغاب با ویسکوزیته بالا مناسب نیست
به طور کلی برای برنامه هایی که نیاز به قابلیت بچینگ دارند مناسب نیست
مراحل نصب فلومتر ورتکس Vortex Flow Meters
نصب فلومتر ورتکس Vortex Flow Meters به طور کلی شامل مراحل زیر است.

انتخاب محل نصب

باید محلی را برای نصب فلومتر انتخاب کنید که دارای جریان بهتری از مایع مورد نظر باشد. همچنین، باید به این نکته توجه کنید که فلومتر در محل انتخابی قابل دسترسی و سرویس دهی باشد.

آماده‌سازی لوله

در این مرحله، لوله باید به شکلی آماده شود که فلومتر بتواند به راحتی بر روی آن نصب و هرگونه نشتی و عیب فنی رفع شود. این شامل تمیز کردن لوله و برش کردن قسمتی از آن است که فلومتر روی آن نصب خواهد شد. پیش از نصب فلومتر، باید سیستم لوله‌کشی را بررسی کنید و مطمئن شوید که خالی از ذرات جامد و … است.

بررسی مشخصات فنی

باید مشخصات فنی فلومتر را با مشخصات سیستمی که قرار است اندازه گیری شود مطابقت داده و از این نظر برای نصب آن آماده شود.

نصب فلومتر

باید فلومتر را با رعایت دقیق دستورالعمل‌های تولید کننده، به صورت صحیح نصب کنید که شامل نصب صحیح و قرار دادن درست در محل نصب است.

اتصال کابل‌ها به سیستم

پس از نصب فلومتر، کابل‌های آن را به دستگاه خواندن داده‌های فلومتر متصل کنید. این دستگاه می‌تواند یک کنترلر یا یک کامپیوتر باشد.

تنظیمات پارامترهای فلومتر

در این مرحله، تنظیمات لازم برای فلومتر باید انجام شود. این شامل کالیبره کردن فلومتر و تنظیم دقت اندازه‌گیری آن است.

آزمایش و راه‌اندازی دستگاه

پس از نصب فلومتر، باید یک آزمایش عملکرد انجام داده و صحت اندازه گیری را بررسی کرد. این آزمایش باید با استفاده از تجهیزات مربوطه و با رعایت دقیق دستورالعمل‌های کمپانی سازنده انجام شود.

منبع

اثر کوریولیس تنها به پدیده‌های طبیعی محدود نمی‌شود، بلکه به عنوان مبنایی برای ابزارهای پیشرفته مهندسی نیز به کار گرفته شده است. یکی از کاربردهای چشمگیر این پدیده در صنعت، استفاده از آن در ساخت دبی‌سنج‌های مدرن است. در این مقاله، نگاهی جامع به این دستگاه‌ها خواهیم داشت تا با عملکرد و کاربردهای گوناگون این ابزارهای حیاتی آشنا شویم.

فلومتر کوریولیس چیست؟
فلومتر کوریولیس (Coriolis flowmeter) دستگاهی پیشرفته برای اندازه‌گیری دبی مایعات و گازهاست که بر اساس اصل مکانیک حرکت سیالات، یعنی اثر کوریولیس کار می‌کند. این فلومتر می‌تواند فلوی حجمی و جرمی، حتی چگالی سیال را با دقت بسیار بالایی اندازه‌گیری کند. شگفت انگیزترین ویژگی دبی سنج کوریولیس، توانایی اندازه‌گیری دقیق حتی کوچکترین سیالات است. این موضوع آن را به ابزاری ضروری در صنایعی مانند داروسازی، صنایع غذایی و نفت و گاز تبدیل کرده است.

این ابزار بر پدیده‌ای طبیعی دورانی زمین استوار است. وقتی مایع از لوله‌ای ارتعاشی عبور می‌کند، نیرویی به نام کوریولیس به وجود می‌آید که باعث ایجاد تغییرات جزئی در مسیر لوله می‌شود. با حس‌کردن این تغییرات کوچک، فلومتر قادر است مقدار دقیق جریان را محاسبه کند.

کاربرد فلومتر کوریولیس
کوریولیس مترها ابزار دقیق‌هایی قابل اعتماد هستند که می‌توانند دبی انواع سیالات، از مایعات گرفته تا گازها و حتی ترکیبات چندفازی را اندازه‌گیری کنند. ویژگی برجسته این فلومترها آن است که عملکردشان وابسته بویژگی‌های فیزیکی سیال مانند چگالی، ویسکوزیته یا دما نیست. بهمین دلیل می‌توانند در شرایط متنوعی و برای سیالات مختلف بطور دقیق کار کنند. این توانایی فلومترهای کوریولیس را به انتخابی محبوب برای صنایع مختلف تبدیل کرده و امکان نظارت و کنترل بهتر فرآیندها را فراهم می‌آورد.

فلومترهای کوریولیس در طیف گسترده‌ای از صنایع، از جمله علوم زیستی، تولید مواد شیمیایی، پتروشیمی، صنایع غذایی، نفت و گاز کاربرد دارند. این دستگاه‌ها برای اندازه‌گیری دقیق فلوی موادی مانند پاک‌کننده‌ها، حلال‌ها، سوخت‌ها، روغن خام، روغن‌های گیاهی، چربی‌های حیوانی، لاتکس، روغن‌های سیلیکونی، الکل، محلول‌های میوه، خمیردندان، سرکه، سس کچاپ، سس مایونز، انواع گازها و نیز گازهای مایع بکار می‌روند.

انواع فلومتر کوریولیس
فلومترهای کوریولیس برحسب کاربرد به دو نوع کلی تقسیم می‌شوند.

منحنی شکل Curved Tube Coriolis Flow Meter
کوریولیس مستقیم Straight Tube Coriolis Flow Meter
هریک از این انواع نیز در دو نوع جفت لوله طراحی و تک لوله (سری‌های اقتصادی و کم دقت) ساخته می‌شوند.

اساس کار فلومتر کوریولیس منحنی شکل
اساس کار این فلومتر اینگونه است که سیال از میان لوله‌ای که بشکل منحنی طراحی شده و با یک فرکانس مشخص در حال ارتعاش است عبور می‌کند. با عبور سیال از این لوله، نیروی کوریولیس بدلیل ترکیب ارتعاش لوله و حرکت سیال ایجاد می‌شود. این نیرو باعث ایجاد تغییر فازی بین نقاط ورودی و خروجی لوله می‌گردد که متناسب با دبی جرمی سیال است.

این نیرو باعث ایجاد تغییر فازی بین نقاط ورودی و خروجی لوله می‌گردد که متناسب با دبی جرمی سیال است. بعبارت دیگر، سنسورهای نصب‌شده در طول لوله ارتعاش‌کننده، اختلاف فاز ناشی از عبور سیال را اندازه‌گیری می‌کنند. این اختلاف فاز بطور مستقیم با مقدار دبی جرمی سیال در ارتباط است، بنحوی که هر چه مقدار جریان سیال بیشتر باشد، نیروی کوریولیس بزرگ‌تر و تغییر فاز بیشتر خواهد بود.

اساس کار فلومتر کوریولیس منحنی شکل
برای درک بهتر، تصور کنید یک لوله خمیده داریم که کمی به آن لرزش وارد می‌کنیم. حالا اگر آب یا گاز از این لوله عبور کند، نیرویی به لوله وارد می‌شود که شکل لرزش آن را تغییر می‌دهد. این تغییر در لرزش، همان چیزی است که ما از آن استفاده می‌کنیم تا بفهمیم چقدر مایع یا گاز در حال عبور است.

بعبارتی وقتی مایع در لوله جاری می‌شود و لوله هم در حال لرزش است، ترکیب حرکت سیال و لرزش لوله باعث می‌شود یک نیروی اضافی بوجود بیاید که به آن نیروی کوریولیس می‌گویند. این نیرو باعث تغییر حرکت لوله می‌شود و دستگاه با استفاده از سنسورهایی که روی لوله نصب شده‌اند، این تغییرات را اندازه‌گیری می‌کند. میزان این تغییرات به مقدار فلوی مایع یا گازی که از لوله عبور می‌کند بستگی دارد. بنابراین، با اندازه‌گیری این تغییرات، فلومتر می‌تواند دقیقاً بگوید چه مقدار مایع یا گاز در حال عبور است.

اساس کار فلومتر کوریولیس مستقیم
برای درک بهتر نحوه کار فلومتر لوله مستقیم تجسم کنید، شلنگی دارید که از یک طرف آب را از داخل آن عبور می‌دهید. در ادامه شلنگ را به جلو و عقب حرکت دهید. هنگامی که آب از داخل این لوله لرزان عبور می‌کند، نیرویی بنام نیروی کوریولیس باعث می‌شود که لوله کمی به طرفی خم شود. این خم شدن بدلیل ترکیب آب با حرکت شلنگ بوجود می‌آید. وقتی این دو حرکت با هم ترکیب می‌شوند، باعث می‌شوند لوله کمی به پیچش یا خمیدگی برسد. میزان این پیچش بستگی به مقدار سیالی دارد که از لوله عبور می‌کند.

منبع

آیا از کاربرد و مزایای دبی سنج ها که بیش از هر تجهیز دیگر ابزار دقیق در صنعت کاربرد دارند خبر دارید؟ آیا می‌دانید فلومترهای مغناطیسی دارای دقت اندازه‌گیری بالایی هستند؟ در این مقاله از آداک فرایند سپهر به معرفی کامل فلومترهای الکترومغناطیسی، اصول عملکرد، انواع، کاربردها و نحوه نصب آن‌ها می‌پردازیم تا با این دستگاه پرکاربرد و راه‌های بهینه‌سازی کارکرد آن بیشتر آشنا شوید.

فلومتر الکترومغناطیسی چیست؟
فلومتر الکترومغناطیسی (Magnetic Flowmeter) نوعی دبی سنج حجمی است که به کمک قانون القای مغناطیسی فارادی، فلوی سیالات رسانا را اندازه‌گیری می‌کند. این دستگاه‌ با ایجاد میدان مغناطیسی در مسیر حرکت سیال، می‌توانند سرعت و دبی سیال عبوری را بصورت دقیق شناسایی کنند. از فلومترهای الکترومغناطیسی عمدتاً در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، کشاورزی، آب و فاضلاب و صنایع غذایی استفاده می‌شود.

مگمترها فقط می‌توانند سیالات رسانا را تشخیص دهند. همچنین با اندازه‌گیری تغییرات شار مغناطیسی در اثر سرعت سیال جاری، می‌تواند مقدار فلو عبوری را با خطای بسیار پایین تشخیص و اندازه‌گیری کند.

اصول عملکرد فلومتر مغناطیسی
فلومترهای الکترومغناطیسی با استفاده از قانون فارادی (هنگامی که یک ماده رسانا درون میدان مغناطیسی حرکت کند، در آن ولتاژی القا خواهد شد) کار می‌کنند. این ولتاژ به سرعت عبور سیال کاملا وابسته است، که با استفاده از الکترودهایی که در دیواره فلومتر نصب شده‌اند اندازه‌گیری می‌شود.

بدلیل ثابت بودن شدت میدان مغناطیسی و زاویه برخورد سیال، ولتاژ القا شده متناسب با سرعت عبور سیال خواهد بود. این ولتاژ توسط ترانسمیتر به یک سیگنال استاندارد (مانند 4 تا 20 میلی‌آمپر) تبدیل شده و به سیستم کنترل منتقل می‌شود تا بصورت لحظه‌ای وضعیت دبی سیال را مانیتور کند.

بزبان تخصصی‌تر کیفیت اندازه‌گیری در این دستگاه‌ها به شدت میدان مغناطیسی، زاویه‌ی برخورد سیال هادی با میدان مغناطیسی و سرعت عبور سیال از درون میدان بستگی دارد. حال با توجه به ثابت بودن شدت میدان و زاویه برخورد، در عمل ولتاژ القا شده در الکترودها با سرعت حرکت سیال متناسب خواهد بود.

نحوه و اصول کار فلومتر الکترومغناطیسی | آداک فرایند سپهر
با توجه به تصویر بالا، اگر یک سیال رسانا از طریق لوله‌ای با قطر مشخص از طریق چگالی میدان مغناطیسی B که توسط سیم پیچ‌ها ایجادشده جریان یابد، مقدار ولتاژ UI در الکترودها، متناسب با سرعت V سیال است. از آنجایی که چگالی میدان مغناطیسی و قطر لوله مقادیر ثابتی هستند، می توان آنها را در یک ضریب کالیبراسیون K ترکیب کرد. در این صورت معادله ولتاژبرابر با E = KV خواهد بود.

ضریب K توسط سازندگان فلومتر مغناطیسی از طریق کالیبراسیون بوسیله آب تعیین می‌گردد. مقدار K بدست آمده برای هر مایع رسانای دیگری نیز معتبر است، از طرفی خروجی ولتاژ القا شده در فلومتر بصورت خطی است. مگمترها می‌توانند فلو را در هر دو جهت اندازه‌گیری کنند. چون جهت معکوس، قطب‌های الکترود را تغییر می‌دهد نه مقدار ولتاژ القا شده را.

ولتاژی که در الکترودها ایجاد می‌شود، یک سیگنال در حد میلی ولت است. این سیگنال معمولاً به یک سیگنال جریانی استاندارد (4 لی 20 میلی آمپر) یا خروجی فرکانس (0 الی 10000 هرتز) توسط ترانسمیتر داخل فلومتر تبدیل می‌شود.

سیم پیچ‌های نصب‌شده بر روی فلومتر مغناطیسی را می‌توان با ولتاژ متناوب و مستقیم راه‌اندازی کرد. هنگامی که از ولتاژ ac استفاده می‌کنید، ولتاژ خط به سیم پیچ‌های مغناطیسی اعمال می‌شود. در نتیجه، سیگنال القا شده ولتاژی به الکترودها بصورت سینوسی خواهد بود، در نتیجه دامنه موج با سرعت سیال عبوری از فلومتر متناسب است.

نویز پدیده‌ای مزاحم در تجهیزات الکترونیکی تلقی می‌شود و اغلب مدارت دارای نویز های ناخواسته بر روی خروجی‌شان هستند. از این رو در فلومتر مغناطیسی برای حذف نویز وارد شده به درون ولتاژ الکترودها بایستی حرکت سیال قطع گردیده و خروجی روی صفر (کالیبراسیون صفر) تنظیم شود. مشکل اصلی فلومتر الکترومغناطیسی با تغذیه ac این است که نویز می تواند متناسب با شرایط فرآیند متفاوت باشد و برای حفظ دقت، نیاز به صفر کردن مکرر فلومتر است.

منبع

کاربردهای اولیه فلومتر ونتوری در مهندسی سیالات و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی آغاز شد، اما پس از مدتی با بهبودهای فنی، به صورت گسترده در صنایع شیمیایی و فرآیندی به کار گرفته شد. مزیت کلیدی این دستگاه‌ها این است که به کاهش حداقلی افت فشار کمک می‌کنند، در حالی که دقت بالا و عملکرد بدون حرکت مکانیکی، آن‌ها را گزینه‌ای مناسب برای سیالات مختلف با خواص متنوع، از جمله سیالات کثیف یا حاوی ذرات معلق کرده است.

فلومتر ونتوری چیست؟
فلومتر ونتوری (Venturi Flowmeter) دستگاهی برای اندازه‌گیری جریان سیالات است که از اصل معادله برنولی برای سنجش دقیق نرخ جریان استفاده می‌کند. ساختار این تجهیز به‌نحوی است که از یک لوله مخروطی با گلوی باریک تشکیل شده است که باعث انقباض در سرعت عبور سیال می‌شود.

همانطور که سیال از طریق لوله ونتوری عبور می‌کند، سرعت آن افزایش می یابد و منجر به کاهش فشار می شود. این اختلاف فشار برای تعیین میزان جریان سیالات استفاده می شود.

لوله‌های ونتوری توانایی اندازه‌گیری دقیق، افت فشار کم و سازگاری با سیالات مختلف را دارند. فلومتر ونتوری در صنایعی مانند نفت و گاز، فرآوری شیمیایی و تصفیه آب به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اگر میخواهید درمورد فلومتر، انواع و کاربرد های آن بدانید بر روی مقاله زیر کلیک کنید

فلومتر flowmeter

اساس کار لوله ونتوری
فلومتر ونتوری و کاربرد‌های آن
اصول کار یک لوله ونچوری بر اساس معادله برنولی است، که با افزایش سرعت سیال، فشار آن کاهش می یابد. لوله ونتوری چیزی نیست جز یک لوله‌ که دربخشی از لوله انقباض وجود دارد. همچنین این تجهیز دارای یک بخش نازل همگرا در بالادست و یک بخش واگرا در سمت پایین دست است که وظیفه ایجاد اثر ونتوری در سیال را دارد.

دو انشعاب P1 و P2 از لوله ونچوری که اختصارا Tapping نام دارد، برای تشخیص مقدار فشار ورودی و فشار گلویی تعبیه شده است. یک ترانسمیتر اختلاف فشار (PDT) بین دو نقطه (بخش همگرا و واگرا) برای تعیین فشار دیفرانسیل سیال نصب می‌شود. سنسور DP فشار جریان سیال را در بالادست و پایین دست را اندازه گیری می‌کند. فشار دیفرانسیل (P1-P2) متناسب با سرعت جریان است و می تواند با معادلات ریاضی و کالیبراسیون مناسب همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، فلو را تعیین کرد.

اختلاف فشار بین ورودی فلومتر و گلوگاه به طور مستقیم با سرعت جریان سیال متناسب است. شما می توانید با اندازه گیری این افت فشار و با استفاده از معادله ونتوری که در عکس نشان داده شده است ، دبی را تعیین کنید. این معادله، چگالی سیال و اصل بقای انرژی را بیان می‌کند. در معادله نشان داده شده در تصویر، Q سرعت سیال و Cd ضریب تخلیه ونتوری، Ao مساحت گلویی، P1 فشار در ورودی، P2 فشار گلویی، ρ چگالی سیال و β نسبت قطر گلویی به قطر ورودی فلومتر است.

انواع فلومتر ونتوری از لحاظ کاربرد
به طور معمول سه نوع ونتوری متر موجود است:

ونتوری متر افقی
این نوع ونتوریمتر دارای بیشترین انرژی جنبشی و کمترین انرژی پتانسیل است.

ونتوری متر عمودی
این نوع دارای حداکثر انرژی پتانسیل و حداقل انرژی جنبشی است.

ونتوری متر شیبدار
در این مدل هر دو انرژی پتانسیل و جنبشی در حد بالا قرار دارند.

انواع فلومتر ونتوری از لحاظ ساخت
لوله ونتوری در وسط خطوط انتقال سیالات از طریق جوشکاری یا فلنج نصب می‌شود. تا اطمینان حاصل شود که خط لوله در حین کار کاملاً با یک مایع پر شده باشد.

فلنجی Flanged
جوشی Weld-In
دُرجی Insertion
در ادامه هر کدام از این فلومترها را مورد برسی قرار می‌دهیم.

ونتوری فلنجی
کاربرد های فلومتر ونتوری | لوله ونتوری | نفت، گاز و پتروشیمی، نیروگاه‌ها، فرآوری شیمیایی، تصفیه آب و سیستم های تهویه مطبوع HVAC | آداک فرایند سپهر
همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است، لوله های ونتوری از نوع فلنجی گونه ای تخصصی از لوله های ونتوری هستند که در ابتدا و انتهای دستگاه از فلنج برای نصب و اتصال راحت در یک سیستم خطوط لوله ساخته شده‌اند. بعبارتی فلنج ها باعث نصب ایمن ونتوری‌ها درخطوط لوله‌ می‌شوند از این رو این نوع ونتوری به اتصال قوی وبدون نشت معروف است و اندازه گیری جریان، به صورت قابل اعتماد و دقیق را تضمین می‌کند.

منبع