اهمیت اندازهگیری جریان در صنایع فرآیندی مختلف به دلایلی چون کیفیت ثابت محصول، ایمنی، بهینهسازی فرآیند و حفاظت از محیط زیست به وضوح نمایان است. فلومتر اندرس هاوزر یکی از تجهیزات پرکاربرد و محبوب در زمینه ابزار دقیق است که برای اندازهگیری جریان حجمی یا جرمی سیالات مختلف از جمله مایعات، گازها و بخار طراحی شده است.
فلومترها با نام های دیگری مانند دبی سنج و جریان سنج نیز شناخته می شوند. سیالاتی نظیر آب، گاز طبیعی، بخار، روغن معدنی و مواد شیمیایی به طور روزانه نیاز به اندازه گیری دارند و هیچ فناوری واحد و عمومی برای تمامی این کاربردها مناسب نیست. به همین دلیل، اندرس هاوزر مجموعه ای گسترده از فلومترها را برای کاربردهای مختلف ارائه می دهد.
اندرس هاوزر (Endress+Hauser) از سازندگان مطرح تجهیزات اندازهگیری جریان است که طیف گستردهای از فلومترهای بسیار دقیق و قابل اعتماد را برای کاربردهای مختلف صنعتی تولید می کند. مجموعه گسترده فلومترهای اندرس هاوزر شامل پنج فناوری مختلف از جمله کوریولیس، جرمی حرارتی، الکترومغناطیسی، التراسونیک، ورتکس و اختلاف فشاری است.
این تجهیزات به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند به چالش های فرآیندهای صنعتی مدرن از جمله الزامات دقت بالا، شرایط محیطی سخت و ادغام یکپارچه در سیستمهای اتوماسیون پاسخ دهند. هدف از نگارش این مقاله آشنایی با انواع فلومترهای اندرس هاوزر جهت انتخاب و خرید بهترین گزینه بر اساس نیازهای فنی و ویژگی های آنها می باشد.
فلومترهای اندرس هاوزر با تکنولوژی ها و مشخصات فنی مختلفی تولید می شوند به همین قیمت های متفاوتی دارند. به عنوان مثال فلومترهای جرمی کوریولیس اندرس هاوزر در مقایسه با فلومترهای دیگر در سایز مشابه به دلیل دقت بسیار بالا، گرانتر هستند. از مهمترین عوامل تاثیرگذار بر قیمت فلومترهای اندرس هاوزر به موارد زیر میتوان اشاره کرد:
پیکاتک بزرگترین و معتبرترین فروشگاه تخصصی تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات صنعتی در ایران است. این فروشگاه جامع و پیشرفته، مجموعهای گسترده از تجهیزات اندازهگیری و کنترل جریان را ارائه می دهد که شامل انواع فلومترها و فلو سوئیچ ها می شود. همچنین، به دلیل تنوع محصولات و قیمتهای رقابتی، این فروشگاه به گزینهای ایدهآل برای خرید ابزار دقیق تبدیل شده است.
انواع فلومترهای مغناطیسی، کوریولیس، ورتکس، التراسونیک و ترمال اندرس هاوزر با بهترین کیفیت و قیمت مناسب در این فروشگاه موجود است. بازدیدکنندگان محترم توجه نمایید که قیمت فلومترهای اندرس هاوزر علاوه بر موارد ذکر شده تحت تأثیر نوسانات دلار قرار می گیرد؛ بنابراین، برای اطلاع از قیمت بهروز فلومتر اندرس هاوزر با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.
فلومترهای اندرس هاوزر در طیف وسیعی از صنایع نظیر نفت و گاز، پتروشیمی، تصفیه آب، شیمیایی، غذایی و بسیاری موارد دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. در حال حاضر برند اندرس هاوزر دارای تکنولوژی های مختلف و تعداد محصولات مرتبط با آنها به شرح زیر می باشد:
فلومتر جرمی کوریولیس اندرس هاوزر (Endress+Hauser Coriolis) که با نام PROMASS معروف است قابلیت اندازهگیری همزمان جریان جرمی، چگالی، دما و ویسکوزیته انواع سیالات مایع، گاز و بخار را دارد. این اندازهگیری همزمان چشم اندازهای جدیدی را برای کنترل فرآیند، تضمین کیفیت و ایمنی ایجاد می کند.
از سال 1986، بیش از یک میلیون فلومتر کوریولیس اندرس هاوزر با موفقیت نصب شده است. اصل اندازهگیری کوریولیس به دلیل دقت بسیار بالا، در صنایع مختلفی از جمله شیمیایی، پتروشیمی، نفت و گاز و همچنین در کاربردهای انتقال (custody transfer) به کار گرفته می شود.
فلومترهای کوریولیس قادر به اندازهگیری تقریباً تمام مایعات از جمله مواد پاککننده، حلالها، سوخت، روغن خام، روغن های گیاهی، لاتکس، روغن های سیلیکون، الکل، محلولهای میوه، خمیر دندان، سرکه، سس مایونز، همچنین گازها و گازهای مایع هستند. مقادیر زیر را نیز می توان از متغیرهای اولیه اندازه گیری شده توسط فلومتر کوریولیس محاسبه کرد:
فلومترهای جرمی کوریولیس به گونه ای طراحی شده اند که عملکرد بسیار دقیقی در اندازهگیری جریان جرمی سیالات ارائه دهند. هر فلومتر کوریولیس معمولاً شامل یک یا چند لوله اندازه گیری است که به وسیله یک تحریککننده به نوسان در میآید. این نوسان در فاز مشخصی ایجاد می شود و به محض اینکه سیال فرآیندی وارد لوله اندازهگیری شود، نیروی اینرسی سیال باعث ایجاد پیچش اضافی در نوسان می گردد.
این حرکت پیچش اضافی ناشی از جریان سیال، به دو سنسور موجود در فلومتر منتقل می شود. این سنسورها تغییرات نوسان لوله را در زمان و مکان مشخصی شناسایی می کنند و اختلاف فاز ایجاد شده بین نوسانات را اندازه گیری می کنند. این تفاوت در فاز به طور مستقیم به جریان جرمی سیال مربوط است و به همین دلیل، اندازهگیری جریان جرمی با دقت بسیار بالایی انجام می شود. علاوه بر این، چگالی سیال نیز می تواند از فرکانس نوسان لوله های اندازه گیری به دست آید به این صورت که با تغییر چگالی سیال، فرکانس نوسان تغییر میکند و این تغییر قابل اندازهگیری است.
فلومتر کوریولیس اندرس هاوزر مدل 83F شامل یک ترانسمیتر Promass 83 و یک سنسور F است که قابلیت اندازهگیری دما تا 200 درجه سانتیگراد را دارد. این فلومتر به دلیل دقت بالا، استحکام و عملکرد قابل اعتماد ترانسمیتر، بالاترین سطح عملکرد اندازهگیری را برای مایعات و گازها در شرایط فرآیندی سخت ارائه می دهد.
فلومتر اندرس هاوزر 83F قابلیت اندازه گیری چند متغیر جریان، چگالی و دما را دارد و بالاترین ایمنی فرآیند را در برابر نوسانات و شرایط سخت فرآیندی دارا می باشد. برخی از مهمترین مشخصات فنی این مدل فلومتر اندرس هاوزر به شرح زیر است.
فلومتر الکترومغناطیسی یکی دیگر از محصولات اندرس هاوزر است که برای اندازهگیری جریان حجمی مایعات رسانا مانند آب، اسیدها، قلیاها و دوغابها در صنایع مختلف به کار می رود. این نوع فلومترها همچنین با نامهای مگنتیک فلومتر و PROMAG شناخته می شوند.
این فلومترها بیش از 60 سال است که برای اندازهگیری مایعات رسانای الکتریکی با هدایت بالای 5 میکروزیمنس بر سانتیمتر (μS/cm) مانند آب، فاضلاب، لجن، دوغاب، خمیر، اسید و مواد قلیایی، همچنین آبمیوه و پوره میوه استفاده می شوند. از سال 1977، بیش از سه میلیون فلومتر مغناطیسی اندرس هاوزر به فروش رفته است که نیاز به تعمیر و نگهداری ندارند و سیستم یکپارچهای را در فرآیندهای صنعتی ارائه می دهند.
در کاربردهای صنعتی، فلومترهای الکترومغناطیسی عمدتاً در مدیریت آب و در صنایع فرآوری، علوم زیستی و صنایع غذایی به کار می روند. در ساخت و ساز تونل و استخراج معادن، این فلومترها اغلب به عنوان تنها گزینه برای اندازهگیری دوغاب سنگ معدنی بسیار ساینده با مواد جامد معلق، مخلوط ماسه و آب، و همچنین مواد پرکننده یا جامدات حجیم با دقت لازم شناخته می شوند.
عملکرد فلومتر الکترومغناطیسی بر اساس قانون القای فارادی است. این قانون بیان می کند که وقتی یک میله فلزی در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند، ولتاژ الکتریکی القا می شود. این اصل دینامیکی همچنین مبنای کار فلومترهای الکترومغناطیسی را تشکیل می دهد.
هنگامی که ذرات باردار الکتریکی موجود در یک سیال از میدان مغناطیسی مصنوعی ایجاد شده توسط دو سیمپیچ میدان عبور می کنند، ولتاژ الکتریکی القا می شود. این ولتاژ که توسط دو الکترود اندازهگیری شده و به طور مستقیم با سرعت جریان و در نتیجه با جریان حجمی متناسب است. میدان مغناطیسی توسط جریان مستقیم پالسی با قطبیت متناوب ایجاد می شود. این ویژگی باعث می شود که یک نقطه صفر پایدار تضمین شود و اندازهگیری جریان نسبت به مایعات چندفازی یا ناهمگن و همچنین مایعات با رسانایی کم حساس باشد.
فلومتر مدل Promag P به طور خاص برای کاربردهای شیمیایی و فرآیندی شامل مایعات خورنده و دماهای بالا طراحی شده است. این فلومتر با ترانسمیتر فشرده Promag P 300، انعطاف پذیری بالایی از نظر عملکرد و یکپارچگی سیستم را ارائه می دهد.
فناوری Heartbeat این امکان را فراهم می کند که انطباق و ایمنی فرآیند در هر زمان تضمین شود. همچنین، اصل اندازهگیری دو طرفه (bidirectional) این فلومتر به گونه ای طراحی شده است که عملاً مستقل از فشار، چگالی، دما و ویسکوزیته عمل می کند. به همین دلیل، Promag P برای کاربردهای شیمیایی و فرآیندی با مایعات خورنده و دماهای بالا ایدهآل است.
فلومترهای التراسونیک اندرس هاوزر با بهرهگیری از امواج اولتراسونیک، قادر به اندازهگیری جریان حجمی طیف وسیعی از گازها و مایعات بهطور دقیق و مستقل از عواملی مانند هدایت الکتریکی، فشار، دما یا ویسکوزیته سیال هستند. این فلومترها در دو نوع نصب بر روی دیواره خارجی لوله (Clamp on) و نصب مستقیم درون لوله (In line) ارائه می شوند و قابلیت اندازه گیری همه جانبه و اقتصادی برای گازها و مایعات تا سایز DN 4000 را فراهم می آورند.
در کاربردهایی که نیاز به دقت بالا و تضمین شده وجود دارد، فلومترهای درون خطی به ویژه در صنایع پتروشیمی و سایر فرآوردههای شیمیایی و همچنین در صنعت آب مورد استفاده قرار میگیرند. از سوی دیگر، فلومترهای التراسونیک کمربندی که بر روی دیواره خارجی لوله نصب می شوند، امکان اندازهگیری های موقت را فراهم کرده و می توانند در طیف وسیعی از کاربردها، از صنعت آب تا فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.
شنا کردن در خلاف جریان نیاز به قدرت و زمان بیشتری نسبت به شنا کردن در جهت جریان دارد. این واقعیت ساده مبنایی برای اندازهگیری جریان به روش التراسونیک بر اساس اختلاف زمان جابه جایی (transit time) است. در این روش، از دو سنسور که در مقابل یکدیگر در لوله اندازهگیری قرار دارند، استفاده میشود.
هر سنسور بهطور متناوب سیگنال های التراسونیک را ارسال و دریافت می کند و همزمان زمان انتقال سیگنال را اندازه گیری می نماید. زمانی که سیال در لوله شروع به جریان می کند، سیگنال ها در جهت جریان شتاب می گیرند، در حالی که در جهت مخالف با تأخیر مواجه می شوند. در نهایت اختلاف زمان جابه جایی (differential transit time) اندازه گیری شده توسط دو سنسور، مستقیما با نرخ جریان سیال متناسب است.
فلومتر التراسونیک کمربندی اندرس هاوزر Prosonic Flow W به طور خاص برای کاربردهای آب و فاضلاب طراحی شده است. این تجهیز به همراه ترانسمیتر مقرون به صرفه Prosonic Flow 91، که دارای دکمههای فشاری برای نظارت بر جریان در صنایع آب و فاضلاب است به کار می رود.
اصل اندازهگیری التراسونیک در این فلومتر مستقل از فشار، چگالی، دما، هدایت و ویسکوزیته عمل میکند و این فلومتر برای اندازهگیری جریان در آب فرآیند، آب نمک، آب غیر معدنی، آب آشامیدنی و فاضلاب کاربرد دارد.
فلومتر التراسونیک اندرس هاوزر 91W با قیمت مناسب، سیگنال پایدار و طولانیمدتی را ارائه می دهد و امکان نصب دائمی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری از بیرون با استفاده از پدهای اتصال را فراهم می کند. همچنین، این فلومتر دارای قابلیت راه اندازی سریع و مطمئن از طریق منوی راه اندازی سریع برای نصب و همچنین بازیابی خودکار دادهها برای سرویس است.
فلومتر ورتکس اندرس هاوزر Prowirl برای اندازهگیری جریان حجمی مایعات، گازها و بخار تا فشار 250 بار (3626 psi) و دمای 450 درجه سانتیگراد (842 درجه فارنهایت) طراحی شده است. این فلومترها در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، مهندسی برق و تأمین حرارت با طیف وسیعی از سیالات از جمله بخار اشباع، بخار فوق گرم، هوای فشرده، نیتروژن، گازهای مایع، گازهای دودکش، دی اکسید کربن، آب کاملاً غیر معدنی، حلالها، روغنهای انتقال حرارت، آب تغذیه دیگ بخار و میعانات مورد استفاده قرار می گیرند.
فلومترهای گردابی همچنین برای اندازهگیری دبی جرمی کاربرد گستردهای دارند. به همین دلیل، فلومترهای ورتکس مدرن مانند Prowirl 200 بهمنظور انجام کارهایی فراتر از اندازهگیری صرفاً جریان حجمی طراحی شدهاند و با سنسورهای فشار و دما و همچنین یک فلوکامپیوتر همراه هستند.
هر زمان که نیاز به اندازهگیری جریان جرمی گاز باشد، مقادیر فشار خارجی می توانند بهصورت دیجیتال و با دقت بالا از طریق پروتکلهای HART، PROFIBUS یا FOUNDATION Fieldbus خوانده شوند. Prowirl 200 به عنوان اولین فلومتر گردابی در جهان، قابلیت نظارت بر کیفیت بخار را دارد و می تواند بهطور فوری پیام هشدار در صورت وجود بخار مرطوب ارسال کند. علاوه بر این، این فلومتر می تواند در سیستم های نظارت بر جریان تا سطوح ایمنی SIL 2 و SIL 3 مورد استفاده قرار گیرد و بهطور مستقل توسط TÜV Rheinland مطابق با استاندارد IEC 61508 ارزیابی و تأیید شده است.
عملکرد فلومتر ورتکس بر اساس اصل اندازهگیری تلاطم هایی است که در پاییندست (downstream) توسط مانع در جریان ایجاد می شود. در هر فلومتر گردابی، یک مانع (bluff) در وسط لوله قرار دارد. زمانی که نرخ جریان به مقدار مشخصی می رسد، گرداب هایی در پشت این مانع ایجاد می شوند که از جریان جدا شده و به پاییندست منتقل می شوند. فرکانس این گردابها بهطور مستقیم با میانگین سرعت جریان و در نتیجه با جریان حجمی متناسب است.
گرداب های جدا شده در دو طرف بدنه مانع بهطور متناوب فشار موضعی مثبت یا منفی ایجاد می کنند. این تغییرات فشار توسط سنسور خازنی شناسایی شده و بهعنوان سیگنال دیجیتال اولیه و خطی به الکترونیک دستگاه منتقل می شود.
فلومتر ورتکس اندرس هاوزر Prowirl 72F برای اندازهگیری جریان حجمی گازها، بخار و مایعات کاربرد دارد. سنسور خازنی DSC اثباتشده، دقت بالای مقادیر اندازهگیری شده را حتی در سختترین شرایط فرآیند تضمین می کند. Prowirl 72F از فناوری دو سیمه مطابق با استانداردهای صنعتی بهرهمند است و امکان ادغام یکپارچه آن در زیرساخت ها و سیستم های کنترل موجود را فراهم می کند.
هرگاه افت فشار زیاد یا تلفات فشار کم در کاربردهای اندازهگیری گاز در صنایع مختلف اهمیت داشته باشد، فلومترهای جرمی به عنوان یک جایگزینی برای روش های اندازهگیری سنتی عمل می کنند. این فلومترها برای کنترل فرآیند، نظارت بر مصرف و عرضه، تشخیص نشتی و همچنین نظارت بر شبکه های توزیع بسیار مناسب هستند.
با استفاده از فلومتر جرمی حرارتی اندازهگیری جریان گاز در خطوط لوله با قطر بزرگ نیز امکان پذیر است. اصل اندازه گیری حرارتی در صنعت به طور گستردهای کاربرد دارد و در بسیاری از موارد با موفقیت برای اندازهگیری جریان گاز استفاده می شود. به عنوان مثال:
عملکرد فلومتر جرمی حرارتی بر اساس این اصل است که گرما از هیتر (Heater) زمانی که یک سیال از آن عبور می کند، گرفته می شود. این فلومتر شامل دو سنسور دمای PT100 است. یکی از سنسورها دمای جاری سیال را بهعنوان مرجع اندازهگیری می کند، در حالی که سنسور دوم گرم میشود و در حالت جریان صفر دارای اختلاف دمای ثابتی نسبت به سنسور اول است.
زمانی که سیال در لوله اندازهگیری شروع به جریان می کند، سنسور دمای گرم شده به دلیل عبور سیال خنک می شود. هرچه سرعت جریان بیشتر باشد، اثر خنک کنندگی نیز بیشتر خواهد بود. بنابراین، جریان الکتریکی مورد نیاز برای حفظ اختلاف دما به عنوان یک معیار مستقیم برای جریان جرمی عمل می کند.
انواع فلومتر اندرس هاوزر | فلومتر مغناطیسی | فلومتر جرمی کوریولیس | فلومتر ورتکس | فلومتر التراسونیک | فلومتر جرمی حرارتی | فلومتر اختلاف فشاری |
مزایا |
-حداقل نیاز به تعمیر و نگهداری -بدون قطعات متحرک -صرفه جویی در انرژی به دلیل عدم افت فشار -اندازه گیری قابل اعتماد مایعات رسانا عملاً مستقل از خواص فیزیکی -دارای متریال مختلف آسترها، الکترودها، DN و تاییدیه های خاص صنعتی |
-ایمنی فرآیند و تضمین کیفیت برجسته -بالاترین دقت و استحکام اندازه گیری -اندازه گیری همزمان و چند متغیره، به عنوان مثال جریان، چگالی و دما -مستقل از خواص فیزیکی سیال -هیچ ورودی یا خروجی اجرا نمی شود اندازه گیری تحت تأثیر مشخصات جریان قرار نمی گیرد
|
-مقاومت در برابر لرزش، شوک های دما و ضربه قوچ -ایمنی فرآیند طولانی مدت -کالیبراسیون مادام العمر با سنسور DSC |
-محدوده کاربرد وسیع -اندازه گیری جریان مایعات و گازها -بدون افت فشار -راه حل اقتصادی -تکرارپذیری عالی و چرخه عمر طولانی -حداقل تلاش تعمیر و نگهداری -نصب کمربندی برای مقاوم سازی و همچنین اندازه گیری موقت (Clamp-on) |
-راه حل مقرون به صرفه -نصب آسان -افت فشار ناچیز -تعمیر و نگهداری کم -اندازه گیری جریان قابل اعتماد و متغیره (به عنوان مثال جریان جرمی، دما)
|
-سایزهای بزرگ -امکان مقاوم سازی -افت فشار کم -بدون نیاز به کالیبراسیون مرطوب -تکرارپذیری عالی |
محدودیت ها |
-نسبت بالای مواد جامد در مایع -حداقل رسانایی ≥5µS/cm برای سیالات به طور کلی و -لوله پر مورد نیاز است |
-نسبت بالای گاز حباب شده در سیال -لوله پر مورد نیاز است |
-ویسکوزیته بالا -لوله پر مورد نیاز است -عدد رینولدز ≤4000 |
-کمربندی: مقدار گاز و جامد/ محتوای مایعات محدود است/ لوله پر مورد نیاز است. -درون خطی: لوله پر مورد نیاز است/ مایعات "غیر رسانا" از نظر صوتی/ عدد رینولدز <100 |
-حساس به اختلالات پروفیل جریان -حداقل نیاز در مورد ورودی و خروجی -کمتر برای کاربردهای مرطوب یا کثیف یا مخلوطهای گازی با ترکیبات مختلف کاربرد دارد |
-برای کاربردهای بهداشتی مناسب نیست |
نوع سیال | مایعات رسانا > 5µS | مایع، گاز و بخار | مایع، گاز و بخار | مایع، گاز و بخار | گازها / مخلوط های گازی | مایع، گاز و بخار |
اندازه گیری | جریان حجمی | جریان جرمی / چگالی / دما / غلظت / ویسکوزیته / جریان حجمی | جریان حجمی |
کمربندی: جریان حجمی / سرعت صوتی مایع درون خطی: |
جریان جرمی، جریان حجمی اصلاح شده، دما | جریان جرمی و حجمی |
دمای فرآیندی | 40- تا 180+ درجه سانتی گراد | 5- تا 200+ درجه سانتی گراد / آپشنال 350 درجه سانتی گراد | 200- تا 400+ درجه سانتی گراد / اپشنال 450 درجه سانتی گراد |
کمربندی: 40- تا 170+ درجه سانتی گراد
|
10- تا 100+ درجه سانتی گراد یا 130 درجه سانتی گراد بسته به نوع سنسور | 200- تا 1000+ درجه سانتیگراد |
فشار فرآیندی | 40 bar | 350 bar | 160 bar | Clamp-on: no upper limit In-line liquid: up to 40 barg |
Insertion: 20 barg In-line: 40 barg |
0...420 bar, (0...6000 psi) |
محدوده اندازه گیری جریان | 0...162000 m3/h up to 10 m/s bidirectional |
0...4100 t/h |
0.13...2360 m3/h
|
0...10 m/s | بستگی به اندازه خط و سیال دارد | > 10 l/h |
سایز | DN 2...2400 | DN1...350 | DN 15...300 |
Clamp-on: DN 15...DN 4000 In-line liquid: |
DN 15...1500 | DN 10 ... DN 6000 |
دقت | 0.2% | 0.05% (mass) و 0.1% (volume) | 0.75% (volume for liquids) ,1% (volume for gases/steam) |
0.5% | - | - |
شرکت اندرس هاوزرEndress+Hauser یک رهبر جهانی در اتوماسیون فرآیند و فناوری اندازه گیری است. این شرکت در سال 1953 تاسیس شد و دفتر مرکزی آن در سوئیس قرار دارد و در ارائه محصولات، راه حل ها و خدمات برای اندازه گیری و اتوماسیون فرآیندهای صنعتی تخصص دارد. محصولات آن به صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، مواد شیمیایی، مواد غذایی و آشامیدنی، داروسازی، آب و فاضلاب و تولید برق عرضه می شوند.
اندرس هاوزر تجهیزات باکیفیت برای اندازه گیری جریان، سطح، فشار، دما و آنالیز مایع تولید می کند. این تجهیزات به صنایع کمک می کنند تا ایمنی، بهبود کارایی و حفظ انطباق با مقررات را تضمین کنند. همچنین این شرکت راه حل های اتوماسیون را برای کنترل فرآیند، نظارت و یکپارچه سازی ارائه می دهد و نرم افزار و سیستم های دیجیتالی را برای تبادل یکپارچه داده ها و بهینه سازی فرآیند توسعه می دهد.