تجهیزات کنترل و اندازه گیری دبی

یکی از نیازهای اساسی در صنایع مختلف، اندازه گیری میزان یا دبی عبوری سیالات از لوله‌ها و مخازن است. دبی سنج یا فلومتر وسیله‌ای می‌باشد که میزان جریان عبور سیال مانند آب، روغن، اسید، گاز، بخار و دیگر موارد این چنینی را اندازه گیری می‌کند و از تجهیزات و لوازم کنترل و ایمنی ساختمان می باشد. اجزای تشکیل دهنده دبی سنج‌ها شامل سنسور، مبدل و ترانسمیتر نیز می‌باشند. برای اندازه گیری میزان جریان عبوری ابتدا سنسور، سیال را تشخیص داده و به مبدل می‌فرستد، مبدل این کمیت فیزیکی را به پالس الکتریکی یا کمیتی مکانیکی که قابل اندازه گیری باشد تبدیل کرده و در نهایت ترانسمیتر این کمیت را دریافت و به سیگنال متناسب با سیستم کنترل تبدیل می‌کند. بدین ترتیب اندازه گیری دبی صورت می‌پذیرد.

مشخصات لازم برای خرید دبی سنج یا فلومتر

برای اینکه توان انتخاب دبی سنج مناسب خود را داشته باشید می‌بایست از فاکتورهای زیر کسب اطلاع کنید.

• چگالی سیال
• فشار کاری سیال
• دمای کاری سیال
• چسبندگی سیال
• اسیدی بودن یا نبودن سیال
• میزان اصطکاک سیال

انواع دبی سنج یا فلومتر 

• دبی سنج سرعتی
• دبی سنج جرمی
• دبی سنج حجمی
• دبی سنج استنباطی

دبی سنج سرعتی

دبی سنج و یا به عبارتی دیگر جریان سنج‌های سرعتی در انواع زیر موجود است که در ادامه با آنها آشنا خواهید شد.

فلومتر مغناطیسی

یکی از کاربردی‌ترین انواع فلومتر یا همان دبی سنج‌، نوع مغناطیسی آن است که در این فلومتر با استفاده یک آهنربای الکتریکی که بر جریان اصلی عمود می‌گردد، اندازه گیری ولتاژ، متناسب با سرعت ایجاد شده در سیال‌های هادی، جریان حجمی را محاسبه می‌کنند. در این روش باید مینیمم رسانایی و همچنین سرعت سیال را مد نظر قرار داد.

فلومتر توربینی

فلومتر دیگری که بواسطه آن، جریان حجمی سیال را محاسبه می‌کنند، مربوط به فلومتر توربینی بوده که این کار را با اندازه گیری سرعت چرخش پره‌های توربین هنگام عبور جریان سیال و تناسب آن با سرعت سیال عبوری صورت می‌دهند.

فلومتر مافوق صوت

یکی از خاص‌ترین انواع فلومترهای سرعتی شامل فلومترهای مافوق صوت بوده که به آن فلومتر التراسونیک هم گفته می‌شود. در این روش فلومتر، امواج مافوق صوت را با فرکانس مشخص به سیال ارسال نموده و در برگشت با اندازه گیری میزان تغییر فرکانس امواج برگشتی، سرعت و در نهایت دبی عبوری سیال را محاسبه می‌نماید.

فلومتر گردابه‌ای

در فلومتر گردابه‌ای و یا به اصطلاحی دیگر فلومتر ورتکس با ایجاد مانعی بر سر راه سیال، سعی بر ایجاد اصطکاک نموده و با میزان فشار وارده با ایجاد پالس الکتریکی، شرایطی را برای محاسبات سرعت سیال و جریان حجمی به ارمغان می‌آورد.

دبی سنج جرمی

روش دیگری که برای اندازه گیری دبی وجود دارد، دبی سنج جرمی بوده که شرایط محاسباتی آن مبتنی بر جرم است. در ادامه با انواع دبی سنج جرمی آشنا خواهید شد.

فلومتر دمایی

فلومترهای دمایی که برای سیالات اسیدی مناسب نیستند، اساس کارشان بر مبنای پارامترهایی مانند فشار، چسبندگی و چگالی بوده و ترانسمیتر بر پایه انرژی حرارتی تأمین می‌شود. در اینجا با اندازه گیری اختلاف دمای دو سنسور دمایی داخل مخزن سیال، محاسبه جریان جرمی را انجام می‌دهند.

فلومتر کوریولیس

در این روش اندازه گیری دبی، یک تیوپ انعطاف‌پذیر در مسیر سیال قرار گرفته و با اندازه گیری نیروی کوریولیس حاصل از جریان عبوری که در اثر نوسان عمود بر جهت جریان سیال عبوری از این تیوپ، بوجود آمده است، میزان جریان جرمی سیال را اندازه گیری می‌کنند.

دبی سنج حجمی

سومین دسته‌بندی دبی سنج که مانند انواع دیگر بسیار پر استفاده است، از نوع حجمی می‌باشد. یعنی با استفاده از حجم، میزان دبی را اندازه گیری می‌کنند.

فلومتر تغییرات مثبت

این فلومترها خود دارای انواع مختلفی مانند فلومتر بازویی، فلومتر دیسکی، فلومتر چرخشی، فلومتر پیستونی و فلومتر پره‌ای هستند. اما به طور کلی در آنها یک محفظه با وظیفه تقسیم جریان به چند واحد کوچک‌تر وجود داشته که با شمارش تعداد واحدهای حجمی منتقل شده، جریان کل را محاسبه می‌کند.

دبی سنج استنباطی

برای اندازه گیری دبی یا همان جریان سیال می‌توانید از دبی سنج استنباطی هم استفاده نمایید که این روش اندازه گیری شامل چند مدل زیر می‌باشد.

فلومتر اختلاف فشاری

برای اندازه گیری دبی با فلومتر اختلاف فشار، روش کار به این شکل است که در این فلومتر با قرار گرفتن مانعی بر سر راه سیال، میزان اختلاف فشار و یا افت آن واسطه‌ای برای محاسبه جریان جرمی سیال می‌باشد.

فلومتر روتامتری

فلومتر روتامتری شامل یک تیوپ فلزی یا شیشه‌ای مخروطی شکل شامل یک شناور جهت حرکت متناسب با دبی سیال است که با حرکت این شناور، میزان جریان عبوری سیال محاسبه شده که در امتداد آن جریان جرمی سیال نیز محاسبه می‌گردد.

نحوه اندازه گیری جریان

برای اندازه گیری جریان در ساده‌ترین حالت می‌توان دبی سنجی را تهیه کرد، اما برای درک عمیق‌تر باید گفت که در اجرای این امر می‌توانید که از فرمول  Q = A x v استفاده نمایید. در این فرمول Q سرعت جریان، A ناحیه مقاطعی لوله و v میانگین سرعت مایع در لوله می‌باشد.

با به کار بردن این معادله، جریان سیالی که با سرعت متوسط ​​یک متر بر ثانیه از طریق لوله‌ای با سطح مقطع یک متر مربع حرکت می‌کند، یک متر مکعب بر ثانیه است. به این نکته توجه کنید که Q یک حجم در واحد زمان است، بنابراین Q معمولاً به عنوان دبی حجمی نشان داده می‌شود. حال باید معادله W = rho x Q  را در نظر بگیرید. در این معادله W سرعت جریان بوده و rho چگالی سیال است. با استفاده از این معادله، هنگامی که یک متر مکعب در ثانیه مایعی با تراکم یک کیلوگرم بر متر مکعب جریان دارد، سرعت جریان یک کیلوگرم بر ثانیه خواهد بود.

به طور کلی با انواع دبی سنج و به عبارتی دیگر فلومترها آشنا شدید که انواع آنها را می‌توانید از طریق سایت گرمگاه جست و جو کرده و پیدا کنید. باید توجه کنید که نوع دبی سنج و یا همان فلومتر انتخابی خود را به گونه‌ای انجام دهید که مناسب محل مورد استفاده‌تان باشد که در این امر باید دقت کافی را به خرج دهید.