انواع فلومتر مکانیکی

فلومتر مکانیکی یکی از رایج ترین و کاربردی ترین و در عین حال مقرون به صرفه ترین نوع فلومتر است که اساس کار آن با آب می باشد. این نوع فلومتر دبی را به وسیله چرخش توربین یا شفت، چرخ پره ای یا پروانه اندازه گیری می کند.

فلومتر هایی که شامل فلومتر های مکانیکی می شوند .

فلومتر مکانیکی در مدل های مختلف طراحی و ساخته می شود. در این مدل از فلومتر ها میزان جریان سیال به وسیله توربین یا پروانه اندازه گیری می شود. همچنین درجه حرارت سیال و قطر لوله از جمله موارد مهمی هستند که جهت محاسبه حجم سیالات در دستگاه های مکانیکی مورد توجه قرار می گیرند. برخی از مهم ترین این فلومتر ها عبارتند از:

•  فلومتر توربینی
•  فلومتر ورتکس(گردابی)
•  فلومتر جابجایی مثبت

 عملکرد فلومتر مکانیکی 

نحوه عملکرد فلومتر مکانیکی به این شکل است، زمانی که سیال از درون لوله رد می شود روتور به وسیله سرعت حرکت آن شروع به چرخیدن می کند. البته سرعت سیال و میزان آن در چرخش روتور تاثیر گذار است. حال چرخش ناشی از چرخش روتور به وسیله سنسور یا روش های مکانیکی دیگر مشخص می شود. معمولا برای خواندن سنسور از آهنربا یا نیروی مغناطیسی استفاده می شود. از این رو آهن ربایی با قدرت بالا را به دیوار خارجی لوله متصل می کنند. به این طریق سنسورها و مبدل ها به وسیله انتقال سیگنال های مختلف حجم متریالی که لازم است درون لوله باشند را تعیین می کنند.

ساختار فلومتر مکانیکی

فلومتر مکانیکی برای اندازه گیری انواع سیالات از انرژی مکانیکی استفاده می کند. در ساختار این دستگاه پره هایی را بر روی روتور جهت تولید انرژی چرخشی به صورت زاویه دار نصب می کنند. زمانی که سیال با سرعت بیشتری حرکت کند سرعت چرخش پره ها بالا می رود. در نتیجه پالس های بیشتری تولید می شود. این پالس ها به صورت فرکانس هایی به رایانه یا PLC فرستاده می شود.

مزایای فلومتر مکانیکی 

استفاده از فلومتر مکانیکی فواید و مزایای بسیاری به دنبال دارد. مهم ترین مزیت این نوع فلومتر ها سایز و ابعاد کوچک آن است. اندازه مناسب این دستگاه باعث شده تا به راحتی بتوان آن را در محل مورد نظر نصب و راه اندازی کرد. همچنین هزینه تعمیرات و نگهداری آن بسیار پایین است و استفاده کنندگان این دستگاه برای نگهداری آن متحمل هزینه های هنگفت نخواهند شد.

قابلیت تکرار پذیری بالا، قیمت خرید پایین و مقرون به صرفه، دارای پالس دوگانه و قابلیت خطی از دیگر مزیت های استفاده از این دستگاه می باشند. علاوه بر موارد یاد شده عدم نیاز به تغذیه، تنوع از لحاظ جنس بدنه و قطعات مکانیکی درگیر شونده با سیال، رابط و سنسور، امکان استفاده در مایعات داغ و سرد و شیمیایی و قابلیت نصب در جهات مختلف مزیت های دیگری هستند که می توان برای فلومتر مدل مکانیکی برشمرد.

کاربرد فلومتر مکانیکی

فلومتر مکانیکی جهت اندازه گیری بخار، حجم گاز و مایع درون لوله استفاده می شود. با این حال بیشترین استفاده این نوع فلومتر در اندازه گیری گاز است. زیرا ساختار آن به نحوی است که اندازه گیری موادی که دارای پسماند نباشند را به خوبی و با دقت بالا انجام می دهد. همچنین این دستگاه برای اندازه گیری موادی که دارای سرعت و جریان کم باشند گزینه ای ایده آل و مناسب است.

علاوه بر آن از این وسیله جهت اندازه گیری مقدار مصرف آب و یا گاز ساختمان های تجاری و مسکونی استفاده می شود. لازم به ذکر است که مدل مکانیکی فلومتر ها بیشتر در لوله های ۱۰ اینچی و بزرگتر به کار برده می شود. به طور کلی فلومتر های مکانیکی در اندازه گیری جرم گازهایی که ناشناخته باشند و مشخصات شان نامعلوم باشد عملکرد بهتر و مناسب تری از خود نشان می دهند.

لازم به توضیح است که فلومتر مکانیکی در کنترل پمپ ها و جلوگیری از پر شدن بیش از اندازه مخازن نیز مورد استفاده قرار می گیرد.نکته مهمی که درباره فلومترمکانیکی وجود دارد این است که استفاده از آن در سیستم هایی که دارای جریان با نوسان های زیاد، یا غلظت و ویسکوزیته بالایی باشند امکان پذیر نیست. زیرا بخش ها و قطعات مکانیکی دستگاه در مدت زمان اندکی دچار فرسایش و خرابی می شوند. این قطعات باید فورا تعویض و یا تعمیر شود و این کار با صرف هزینه های بالایی همراه است.

بیشتر بدانید:

فلومتر خطی چیست و چه کاربردهایی را دارد؟

نکات و موارد ایمنی جهت استفاده از فلومتر مکانیکی

هر چند فلومتر مکانیکی یکی از بی خطر ترین و محبوب ترین فلومترهای موجود است با این حال برای استفاده آن چندین نکات ایمنی ارائه شده اند که عبارتند از:

•     این نوع فلومتر ها دارای قطعات متحرکی هستند که بعد از مدتی دچار تخریب، سائیدگی و خوردگی می شوند و نیاز به تعمیر و تعویض دارند. از این رو باید در جهت تعمیر و تعویض این قطعات کوتاهی نکرد و در اسرع وقت نسبت به تعویض، تعمیر و همچنین تمیز کردن آن ها اقدام کرد.
•    در زمان استفاده از این نوع فلومتر باید تا جای ممکن از انتقال ناگهانی جریان گاز به مایع خودداری کرد. زیرا این کار باعث ایجاد تنش های مکانیکی در دستگاه می شود. در نتیجه کاهش میزان دقت و همچنین آسیب به دستگاه را به دنبال دارد.
•     فلومتر مکانیکی در جریانهای بسیار کم سیالات دارای دقت کمتری است. بنابراین تا حد امکان از اندازه گیری سیالات با جریان کم به وسیله دستگاه باید خودداری کرد.
•    هرگز نباید از این نوع فلومتر در سرعت بسیار بالا استفاده کرد. زیرا سبب از کار افتادگی و خرابی آن می شود.
•     برای جلوگیری از خرابی و آسیب دیدگی دستگاه باید از استفاده مایعات کثیف و دارای ناخالصی خود داری کرد.
•     برای جلوگیری از خراب شدن دستگاه باید از اندازه گیری فلوی مایعات غلیظ و غیر روان با ویسکوزیته خیلی زیاد با آن پرهیز کرد.
•     در زمان کار با فلومتر مکانیکی باید از کارکرد آن در بالای ۵ درصد از کل جریان اطمینان حاصل کرد.
•     در برخی مواقع جهت استفاده بهینه از دستگاه باید بلبرینگ ها را جایگزین کرد.

بخش اصلی: انواع فلومتر مکانیکی

۱. فلومتر پره‌ای (توربینی)
فلومترهای توربینی یکی از رایج‌ترین انواع فلومتر مکانیکی هستند که از یک پروانه یا پره برای اندازه‌گیری جریان سیال استفاده می‌کنند. این پره‌ها با جریان سیال به حرکت درمی‌آیند و سرعت چرخش آنها مستقیماً به دبی جریان بستگی دارد. این نوع فلومتر به دلیل دقت بالا و سادگی ساختار، در صنایع مختلف به‌ویژه صنایع آب و فاضلاب و نفت و گاز استفاده می‌شود.

۲. فلومتر چرخ دنده‌ای
فلومترهای چرخ دنده‌ای از چرخ‌دنده‌هایی تشکیل شده‌اند که با حرکت سیال چرخانده می‌شوند. با توجه به سرعت چرخش چرخ‌دنده‌ها، مقدار جریان اندازه‌گیری می‌شود. این نوع از فلومتر مکانیکی به‌ویژه برای سیالات ویسکوز مثل روغن‌ها و مواد شیمیایی سنگین مناسب است. از مزایای انواع فلومتر مکانیکی چرخ دنده‌ای می‌توان به دقت بالا و مقاومت در برابر مواد شیمیایی اشاره کرد.

۳. فلومتر جابجایی مثبت
فلومتر جابجایی مثبت (Positive Displacement Flowmeter) به گونه‌ای طراحی شده است که هر واحد سیال را که از فلومتر عبور می‌کند، جداگانه اندازه‌گیری کند. این فلومترها برای سیالات با ویسکوزیته بالا مناسب هستند و اغلب در صنایع نفت، مواد شیمیایی و گاز کاربرد دارند. عملکرد این فلومترها به تغییرات جریان حساس نیست و از این رو یکی از پرطرفدارترین انواع فلومتر مکانیکی به شمار می‌رود.

۴. فلومتر پیستونی
فلومترهای پیستونی از یک پیستون برای اندازه‌گیری جریان استفاده می‌کنند. با عبور سیال از فلومتر، پیستون به حرکت در می‌آید و حجم سیال عبور کرده محاسبه می‌شود. این نوع فلومتر معمولاً برای اندازه‌گیری دقیق در صنایع پزشکی و دارویی و همچنین برای جریان‌های کم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۵. فلومتر دیافراگمی
فلومترهای دیافراگمی با استفاده از یک دیافراگم قابل انعطاف و تغییر شکل برای اندازه‌گیری جریان به کار می‌روند. این فلومترها در صنایع بهداشتی و دارویی بسیار کاربرد دارند زیرا طراحی آنها به گونه‌ای است که از تجمع آلودگی‌ها جلوگیری می‌شود. با توجه به ساختار و عملکرد، فلومتر دیافراگمی یکی از گزینه‌های مناسب در میان انواع فلومتر مکانیکی محسوب می‌شود.

۶. فلومتر چرخشی (Rotary)
فلومترهای چرخشی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با استفاده از چرخش یک قطعه در داخل فلومتر، جریان سیال را اندازه‌گیری می‌کنند. این نوع فلومتر در صنایع غذایی و نوشیدنی و همچنین در صنعت دارویی بسیار محبوب است. چرخش قطعه به صورت مستقیم به میزان جریان ارتباط دارد و امکان اندازه‌گیری دقیق را فراهم می‌کند.

نحوه نگهداری و افزایش عمر فلومترهای مکانیکی

نگهداری صحیح فلومترهای مکانیکی باعث افزایش عمر و دقت آنها می‌شود. بازرسی دوره‌ای، تمیزکاری منظم و تعویض قطعات فرسوده می‌تواند به حفظ عملکرد فلومتر کمک کند. همچنین توجه به دستورالعمل‌های تولیدکننده و رعایت استانداردها برای اطمینان از کارایی بهینه فلومتر ضروری است.