فلومتر

چرا باید فلومتر را بشناسیم؟

فلومتر (Flow Meter) از مهمترین و پرمصرف ترین تجهیزات اندازه گیری جریان می باشد که برای نظارت و کنترل جریان جرمی و حجمی سیالات مختلف طراحی شده است. این تجهیزات ضروری به عنوان جریان سنج، کنتور، دبی سنج و سنسور جریان نیز شناخته می شوند.

اندازه‌ گیری و کنترل جریان در صنایع مختلف فرآیندی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا داشتن اطلاعات دقیق از سرعت و نرخ جریان سیالات در خطوط لوله، به افزایش ایمنی، کاهش حوادث، بهبود کنترل و افزایش بهره‌ وری فرآیند کمک می‌ کند.

در همین راستا تجهیـزات کنترلـی گوناگونـی بـا انـواع عملکرد و تکنولـوژی هـای مختلـف بـرای انـدازه گیـری جریـان انـواع سـیالات مایـع، گاز و بخـار طراحی و تولید می شوند. فلومترها نیز به عنوان پرکاربردترین تجهیز اندازه گیری جریان در صنایع مختلف به کار می روند و داده‌های حیاتی را برای کنترل فرآیند، مدیریت موجودی و تضمین کیفیت ارائه می‌ دهند. هدف نگارش این این مقاله، راهنمای کامل انتخاب و خرید انواع فلومتر صنعتی است و در ادامه به بررسی عملکرد، مزایا، معایب، نکات کلیدی خرید، قیمت و برندهای سازنده فلومتر می پردازیم.

فلومتر چیست؟

فلومتر یا دبی سنج به عنوان یکی از تجهیزات اساسی ابزار دقیق در تمامی واحدهای صنعتی که با سیالات سر و کار دارند مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از فلومترها در مکان‌هایی که اندازه‌گیری دقیق  جریان سیالی که هر لحظه از خطوط لوله عبور می‌ کند اهمیت دارد از جنبه‌های مالی و اقتصادی تا کنترل فنی فرآیندها، ضروری است.

در دنیای صنعتی امروز، برای کنترل فرآیندهایی که شامل سیالات مختلف هستند، لازم است دبی عبوری از سیالاتی که از درون لوله‌ ها و مخازن عبور می‌ کنند به دقت اندازه‌ گیری و کنترل شود. این سیالات می‌ توانند شامل انواع مختلفی از جمله روغن‌ های با ویسکوزیته بالا تا گازهای سبک با ویسکوزیته بسیار پایین باشند.

هنگام خرید و انتخاب فلومتر باید به چندین پارامتر مهم از جمله نوع سیال، نصب صحیح، تغییرات آب و هوایی، جنس لوله‌ ها، میزان خورندگی سیال و به‌ویژه نوع کاربری تجهیز در نظر گرفته شود. این عوامل به طور مستقیم بر دقت و کارایی فلومتر تأثیر می‌ گذارند و باید هنگام خرید مورد بررسی قرار گیرند.

پادکست آشنایی با فلومتر 

فلومتر چگونه کار می کند؟

فلومترها جهت اندازه گیری جریان سیال مایع، گازو بخار با تکنولوژی های مختلفی تولید می شوند و از اصول اندازه گیری متفاوتی استفاده می کنند. این تجهیزات قابلیت اندازه گیری جریان حجمی (m­³/h) و جرمی (kg/h) را دارند. در فلومترهای جرمی، میزان جریان جرمی سیال که در واحد زمان از خط لوله عبور می کند اندازه گیری می شود. فلومترهای جرمی مستقل از تغییرات فشار، دما، ویسکوزیته و چگالی عمل می کنند و دقت بسیار بالایی را ارائه می دهند.

فلومترهای حجمی، میزان جریان حجمی سیال را بر اساس اختلاف فشار یا سرعت محاسبه می کنند. این تجهیزات در صورتی که چگالی سیال ثابت باشد، دقت مناسبی دارند. میتوان با استفاده از روابط فیزیکی میزان حجم اندازه‌گیری شده را به مقدار فلوی جرمی عبوری تبدیل کرد.

برای اندازه‌گیری جریان جرمی، نیاز به دو ترانسمیتر فشار و دما وجود دارد که تغییرات دما و فشار را در هر لحظه محاسبه می‌ کنند. این تغییرات بر چگالی یا دانسیته تأثیر می‌ گذارد و با ضرب چگالی در جریان حجمی، میزان جریان جرمی سیال تعیین می شود. به طور خلاصه انواع عملکرد در فلومترها عبارتنداز:

• اندازه گیری جریان حجمی بر اساس اختلاف فشار سیال
• اندازه گیری جریان حجمی بر اساس سرعت سیال
• اندازه گیری جریان جرمی

جدول مقایسه فلومتر بر اساس روش اندازه گیری جریان

خرید فلومتر از فروشگاه اینترنتی پیکاتک

پیکاتک بزرگترین و معتبرترین فروشگاه آنلاین تجهیزات ابزار دقیق و شیرآلات صنعتی در ایران است. این فروشگاه آنلاین جامع و پیشرفته، مجموعه‌ای گسترده از تجهیزات اندازه‌ گیری و کنترل را ارائه می‌ دهد که شامل انواع ابزارهای اندازه‌گیری فشار، دما، سطح و جریان می‌ باشد.

فروشگاه اینترنتی پیکاتک با بهره‌گیری از تیمی مجرب و متخصص، به مشتریان خود مشاوره‌ های فنی و پشتیبانی حرفه‌ای ارائه می‌ دهد تا بهترین انتخاب را بر اساس نیازهای خاص هر پروژه داشته باشند. همچنین، این فروشگاه به دلیل تنوع محصولات و قیمت‌ های رقابتی، به بهترین گزینه برای خرید ابزار دقیق تبدیل شده است.

با انتخاب پیکاتک مشتریان می‌ توانند از کیفیت بالا و تحویل سریع محصولات بهره‌مند شوند. این فروشگاه با هدف ارتقاء سطح کیفی تجهیزات صنعتی در کشور، همواره در تلاش است تا جدیدترین فناوری‌ها و محصولات روز دنیا را به بازار ایران معرفی کند. در فروشگاه بزرگ ابزار دقیق پیکاتک انواع فلومتر (flowmeter) مایعات ، فلومتر آب ، فلومتر گاز در مدل های مس فلومتر ، ورتکس ، توربینی ، الکترو مغناطیسی از برندهای اندرس هاوزر، رزمونت، یوکوگاوا، زیمنس، ای بی بی، کرونه با قیمتی مناسب و بهترین کشور عرضه می شود.

شرکت پیکاتک با بیش از 400 نوع فلومتر در مکانیزم ها و برند های مختلف کامل ترین موجودی را برای انواع فلومتر دارا می باشد و مشتریان جهت خرید فلومتر به راحتی می توانند محصول مورد نظر خود را در سایت فروشگاهی پیکاتک جستجو کرده و سفارش دهند.  بازدید کنندکان محترم جهت کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خرید، فروش، بازدید از انبار و استعلام قیمت به روز فلومتر با کارشناسان فروش ما به شماره 88109770-021  تماس بگیرید.

عوامل موثر بر قیمت فلومتر صنعتی

قیمت فلومترها تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله نوع، برند تولیدکننده، سایز، محدوده اندازه‌گیری، متریال، دقت و تأییدیه‌های ضد انفجاری قرار دارد. هنگام خرید، مهم است که قیمت فلومتر و هزینه‌های مربوط به نصب و نگهداری آن را بررسی کرده و با بودجه موجود برای پروژه مقایسه کنید.

هزینه‌ های اولیه، هزینه‌های عملیاتی، هزینه نصب و نگهداری را در کنار مزایا و ویژگی‌هایی که برای کاربرد خاص مورد نیاز است، در نظر بگیرید. برای تعیین مناسب‌ ترین فلومتر، مشاوره با کارشناسان پیکاتک می‌ تواند بسیار مفید باشد. قیمت اولیه یک فلومتر بسته به نوع و ویژگی‌ ها و قابلیت‌ هایی که ارائه می‌ دهد، می‌ تواند متفاوت باشد.

بنابراین، هنگام انتخاب فلومتر، توجه به هزینه اولیه و تعادل آن با مزایا و ویژگی‌ های مورد نیاز برای کاربرد خاص بسیار حائز اهمیت است. علاوه بر هزینه اولیه، هزینه‌های عملیاتی فلومتر نیز می‌ تواند بر انتخاب تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، برخی فلومترها ممکن است نیاز به کالیبراسیون، تمیز کردن یا نگهداری مکرر داشته باشند که می‌ تواند هزینه‌ های عملیاتی کلی را افزایش دهد. بنابراین، هنگام انتخاب دبی‌ سنج، در نظر گرفتن هزینه‌ های عملیاتی در طول عمر مورد انتظار آن ضروری است.

هزینه نصب نیز می‌ تواند بر انتخاب دبی‌ سنج تأثیرگذار باشد. برخی فلومترها ممکن است برای نصب به ابزار یا تخصص خاصی نیاز داشته باشند که می‌ تواند هزینه کلی نصب را افزایش دهد. بنابراین، توجه به هزینه نصب و اطمینان از انجام صحیح آن برای دستیابی به اندازه‌ گیری‌ های دقیق و قابل اعتماد جریان، بسیار مهم است.

برند های مطرح تولید کننده فلومتر

• فلومتر ای بی بی ABB
• فلومتر بورکرتBURKERT
• فلومتر اندرس هاوزر ENDRESS+HAUSER
• فلومتر هانیول HONEYWELL
• فلومتر آی اف ام IFM electronic
• فلومتر کرونه KROHNE
• فلومتر کوبولد Kobold
• فلومتر میکروموشن MicroMotion
• فلومتر میکرونایس MICRONICS
• فلومتر مغناطیسی روزمونت ROSEMOUNT
• فلومتر زیمنس SIEMENS
• فلومتر یوکوگاوا YOKOGAWA

معرفی انواع فلومترها و عملکرد آنها

فلومترها نقش حیاتی در صنایع مختلف ایفا می کنند و در انواع مختلفی با عملکرد حجمی (سرعت یا اختلاف فشار) و جرمی ساخته می شوند. هر کدام از این فلومترها بر اساس عملکرد دارای مزایا و معایبی هستند و بر این اساس در صنایع انتخاب می شوند.

به عنوان مثال در مواقعی که دقت بالایی مورد نیاز نباشد و بودجه کم باشد از فلومترهای اختلاف فشاری استفاده می شود ولی فلومترهای مبنی بر سرعت با توجه به مکانیزم اندازه گیری دقت بیشتری را ارائه می دهند به همین دلیل در صنایع فرآیندی مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی و بسیاری موارد دیگر پر کاربرد می باشند. در ادامه این مقاله انواع فلومترها به همراه عملکرد، مزایا و معایب معرفی می شوند:

فلومتر اختلاف فشاری چیست؟

فلومتر اختلاف فشاری (Differential pressure flow meter) که به اختصار DP نامیده می‌ شود، یکی از رایج‌ ترین و پرکاربردترین تکنیک‌ های اندازه‌ گیری جریان است که برای اندازه‌گیری جریان حجمی مایعات، گازها و بخارها به کار می‌ رود. این روش اندازه‌گیری دبی سیالات با محاسبه اختلاف فشار ایجاد شده در سطح مقطع لوله، به عنوان یکی از پرکاربردترین روش‌های صنعتی شناخته می‌ شود.

در این روش، از ترانسمیترهای اختلاف فشار برای اندازه‌گیری فلوی سیالات استفاده می‌ شود. فلومترهای اختلاف فشاری به دلیل عملکرد ساده و عدم وجود قطعات مکانیکی خاص، به عنوان یکی از محبوب‌ ترین و ساده‌ ترین روش‌های اندازه‌گیری جریان سیالات محسوب می‌شوند و به همین دلیل استفاده از آن‌ ها بسیار رایج و متداول است.

فلومترهایی مانند اریفیس پلیت، فلو نازل و فلومترهای لوله ونچوری با ایجاد یک روزنه کوچک یا کاهش سطح مقطع لوله، موجب ایجاد اختلاف فشار در مسیر سیال می‌ شوند. این اختلاف فشار یا افت فشار به طور مستقیم با افزایش سرعت سیال ارتباط دارد.

به عبارت دیگر اختلاف فشار بین نقاط بالادست و پایین‌دست المان اولیه با میزان جریان ارتباط مستقیم دارد و ترانسمیتر اختلاف فشار، که المان ثانویه محسوب می‌ شود، وظیفه محاسبه و تبدیل این اختلاف فشار به فلوی عبوری از خط لوله را بر عهده دارد. همچنین توجه به این نکته ضروری است که در اعداد رینولدز کوچک و هنگامی که افت فشار بسیار ناچیز باشد، این تجهیزات دقت مناسبی نخواهند داشت.

بنابراین فلومترهایی مانند اوریفیس پلیت (Orifice Plate)، لوله ونچوری (Venturi Tube) یا فلونازل (Flow Nozzle) همگی با محاسبه اختلاف فشار بین دو نقطه در خط و به کارگیری ترانسمیترهای اختلاف فشار، فلوی حجمی سیال عبوری را محاسبه می‌کنند.

انواع فلومتر اختلاف فشاری

1.فلومتر اوریفیس (Orifice flow meter)

اوریفیس یا اوریفیس پلیت از ساده ترین انواع فلومترهای اختلاف فشاری است که از یک صفحه دایره ای شکل با سوراخی در مرکز آن و یک دسته تشکیل می شود. این فلومترها در اندازه‌ها و شکل‌های مختلفی اوریفیس هم مرکز (Concentric) ، اوریفیس مختلف المركز (Eccentric)، اوریفیس قطعه ای (Segmental) و چهارگوش (Quadrant)وجود دارند و هر یک برای کاربردهای خاصی استفاده می‌شوند.

این فلومترها برای ایجاد اختلاف فشار عمود بر جریان سیال نصب می شوند و به همین جهت قطر سوراخ اوریفیس از قطر لوله کمتر خواهد بود. توجه نمایید که ضخامت ورق اوریفیس با سایز خط لوله رابطه مستقیم دارد. اوریفیس همراه با فلنج‌ها خریداری می‌شود و برای نصب روی لوله به واحد پایپینگ تحویل داده می‌شود.

اوریفیس پلیت با ایجاد یک اختلاف فشار در لوله عمل می‌کند و سپس با اندازه‌گیری این اختلاف فشار و استفاده از رابطه مجذور اختلاف فشار و فلو، دبی جریان سیال تعیین می‌شود. تلاطم ایجاد شده در خط بعد از اوریفیس به علت شکل ظاهری به مراتب بیشتر از فلومتر ونچوری خواهد بود.

ضریب β در محاسبه قطر سوراخ اریفیس (bore) نشان‌دهنده نسبت قطر سوراخ اریفیس به قطر داخلی پایپ است. با استفاده از این ضریب، می‌توان اندازه‌گیری صحیح فلو را تضمین و از بروز مشکلاتی مانند گرفتگی خط choke و پدیده کاویتاسیون جلوگیری کرد.

ضریب بتا با استفاده از فرمول B=d/D محاسبه می شود و باید بین 0.2 تا 0.75 باشد. ضریب β برای انتخاب سوراخ اریفیس مناسب بسیار مهم است و باید در محدوده‌ای قرار گیرد که از گرفتگی و کاویتاسیون جلوگیری کند و همچنین افت فشار مناسب برای اندازه‌گیری فلو را ایجاد کند.

اوریفیس Meter Run:

اوریفیس متر ران یک تجهیز اندازه‌گیری جریان است که به‌طور خاص برای خطوط لوله با قطر کمتر از 2 اینچ طراحی شده است. این تجهیز به‌صورت یک مجموعه کامل خریداری می‌شود و به‌طور کلی به آن “مجموعه Straight Run” گفته می‌شود. در این تجهیز، محدوده‌های upstream و downstream به‌صورت داخلی و در طراحی مجموعه لحاظ شده‌اند.

اوریفیس Restriction:

اوریفیس Restriction یا به اختصار RO، نوعی تجهیز است که برای ایجاد اختلاف فشار در خطوط لوله استفاده می‌شود، اما برای اندازه‌گیری جریان به کار نمی‌رود. این تجهیز معمولاً در خطوطی که نیاز به ایجاد اختلاف فشار دارند، مانند خطوط فلر استفاده می‌ شود.

مزایای فلومتر اوریفیس

• ساختار ساده و عدم وجود قطعه متحرک
• پرکاربردترین فلومتر اختلاف فشاری
• ساختار ساده
• تعمیر و نگهداری کم
• عملکرد پایدار، قابل اعتماد و عمر طولانی

معایب فلومتر اوریفیس

• دقت متوسط
• ایجاد افت فشار زیاد در خط
• توجه به محدوده جریان بالا دست و پایین دست هنگام نصب
• عدم کاربرد با سیالات چسبناک (ویسکوز) و سیال با ذرات معلق

فلومتر ونچوری (Venturi flow meter)

فلومتر ونچوری یکی دیگر از انواع فلومترهای اختلاف فشاری است که بر اساس اصل برنولی و اختلاف فشار در داخل لوله عمل می‌کند. در واقع فلومترهای ونچوری مانند فلومتر اوریفیس یک محدودیت یا تنگی در مسیر عبوری جریان ایجاد می کنند.

فلومترهای ونچوری از یک گلوگاه، مخروطی همگرا و یک مخروطی واگرا تشکیل می شوند. با نصب ونچوری درون خط لوله سرعت سیال عبوری افزایش می یابد و این امر موجب افزایش سرعت و کاهش فشار استاتیک می شود. در نهایت با استفاده از یک ترانسمیتر اختلاف فشار و رابطه Q=K*√ ΔP جریان حجمی محاسبه می شود.

این فلومتر برای اندازه‌گیری جریان سیالات مختلف مانند گازها، مایعات و بخارها استفاده می‌شود و دارای دقت بالا و قابل اعتماد است. با این حال، باید توجه داشت که فلومتر ونچوری برای سیالاتی با ذرات جامد بزرگ و مواد متخلخل مناسب نیست و ممکن است در طول زمان مسدود شود.

فلومتر ونچوری با استفاده از ساختاری شبیه به ساعت شنی (Venturi) جریان حجمی را اندازه گیری می کند. پس از گلویی، تا یک فاصله (3D که هر D برابر با قطر لوله است) جریان نوسان حداقلی دارد و سپس سیال به حالت عادی باز می‌گردد. 

استفاده از اورفیس ها به مراتب بیشتر و متداول تر است و این به این دلیل است که ساخت فلو نازل ها و ونچوری سخت است و برای نصب فضای بیشتری می خواهد. مقایسه افت فشار در اوریفیس، ونچوری و فلونازل به صورت زیر است:

افت فشار Orifce > افت فشار Flow Nozzel >افت فشار Venturi

مزایای فلومتر ونچوری

• دیواره و گلوگاه کاملا صاف و صیقلی 
• بدون پیچ و خم ناگهانی
• جلوگیری از گیر کردن ذرات معلق در سیال
• ضریب تخلیه بسیار بالا
• عدم وجود قطعه متحرک
• احتمال گرفتگی کمتر از اوریفیس

معایب فلومتر ونچوری

• نیاز به تعمیر و نگهداری
• نیاز به فضای نصب بیشتری نسبت به اوریفیس
• احتمال گرفتگی و چوک شدن 
• فقط سیالات با جریان آرام (عدد رینولدز 150000) را می توان با استفاده از این ابزار اندازه گیری کرد.

فلومتر پیتوت تیوب (Pitot Tube flow meter)

فلومتر پیتوت تیوب نرخ جریان سیالات را  بر اساس اصل برنولی اندازه گیری می کند و از اختلاف فشار استاتیکی و فشار دینامیکی برای اندازه‌گیری جریان استفاده می‌کند. این تجهیز نرخ جریان سیال را با مقایسه فشار کل و فشار استاتیک اندازه‌گیری می‌ کند.

فشار کل شامل فشار استاتیک و فشار دینامیکی است و فشار استاتیک به فشار سیال در حال سکون اشاره دارد. تفاوت بین این دو فشار به‌وسیله ترانسمیتر اختلاف فشار اندازه‌گیری می‌شود و برای تعیین جریان حجمی مورد استفاده قرار می گیرد.

فلومتر آنوبار (Annubar) از نظر ساختاری مشابه فلومتر پیتوت تیوب است، با این تفاوت که در طراحی آن چندین سوراخ در طول لوله وجود دارد. این سوراخ‌ها به فلومتر این امکان را می‌دهند که چندین بار نرخ جریان سیال را اندازه‌گیری کند. در نهایت، با محاسبه میانگین آنها جریان حجمی نهایی تعیین می‌ شود. این روش اندازه‌گیری به افزایش دقت و قابلیت اطمینان در نتایج کمک می‌ کند و به ویژه در کاربردهای صنعتی که نیاز به اندازه‌گیری دقیق جریان دارند، بسیار موثر است.

مزایای فلومتر پیتوت تیوب

• افت فشار کم و حداقل انسداد
• نصب سریع و آسان
• امکان اندازه گیری جریان دو طرفه
• مناسب برای طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله لوله های با قطر بزرگ و انواع مختلف سیالات
• قیمت مقرون به صرفه

معایب فلومتر پیتوت تیوب

• شکننده بودن لوله پیتوت
• سیگنال DP پایین
• حساسیت به اختلالات جریان مانند خم یا زانویی

فلومتر توربینی (Turbine flow meter)

 فلومتر توربینی یکی از دقیق‌ترین انواع فلومترهای مبتنی بر سرعت است که برای اندازه‌گیری جریان حجمی انواع سیالات مایع و گاز مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع فلومتر بر اساس حرکت مکانیکی و چرخش پره‌هایی که به توربین نیز شناخته می‌شوند، جریان سیال را اندازه‌گیری می‌ کند.

در فلومترهای توربینی، سیال با برخورد به سطح تیغه‌های توربین، باعث حرکت و چرخش یک شافت دوار (روتور) می‌شود. معمولاً تیغه‌های این فلومترها مغناطیسی هستند و در قسمت بالای توربین، یک سنسور اثر هال برای آشکارسازی و تولید پالس‌های الکتریکی وجود دارد. به این ترتیب، با جریان سیال، توربین و روتور آن شروع به چرخش می‌کنند که این چرخش منجر به تولید پالس‌های الکتریکی در فلومتر می‌شود.

سرعت جریان سیال عبوری در فلومترهای توربینی به‌طور مستقیم با تعداد پالس‌های الکتریکی تولید شده ارتباط دارد. این فلومترها برای سیالات تمیز و عاری از هرگونه ذرات جامد و همچنین سیالات با ویسکوزیته کم مناسب هستند. نوع دیگری از فلومترهای توربینی که برای سیالات با ویسکوزیته بالا طراحی می شود فلومتر توربینی Dual bladed helical می باشد. در این حالت از دو پره توربین استفاده می شود که در راستای مخالف قرار دارند و دقت اندازه گیری بسیار بالایی را ارائه می دهند.

عملکرد فلومترهای توربینی به ویسکوزیته سیال وابسته است و تغییرات در ویسکوزیته می‌تواند دقت اندازه‌گیری را تحت تأثیر قرار دهد. افت فشاری که فلومتر توربینی ایجاد می‌کند، معمولاً در حدود 0.3 تا 0.4 میلی بار است که می‌توان آن را نادیده گرفت. همچنین هنگام نصب این فلومترها، توجه به حداقل جریان بالا دست (UPSTREAM) برابر با 20D و حداقل پایین دست (DOWNSTREAM) برابر با 5D ضروری است.

مزایای فلومتر توربینی

• ساختاری ساده و قابل اعتماد
• دقت بسیار بالا در اندازه گیری جریان حجمی
• خروجی سیگنال فرکانسی

معایب فلومتر توربینی

• عدم کاربرد با سیالات کثیف و فرسایشی، ویسکوز و خورنده
• استفاده از استریتنر قبل و بعد از فلومتر توربینی الزامی است.
• به دلیل وجود قطعه متحرک و امکان فرسایش آن نیاز به تعمیر و نگهداری دارد.
• در حالتی که سرعت سیال بسیار بالا است این فلومترها به کار نمی روند.
• حتما برای محاسبه دقیق فلومتر کل خط لوله باید پر باشد.

فروشگاه تخصصی پیکاتک | خرید فلومتر توربینی | جهت مشاوره و خرید تلفنی با شماره : 87700142-021  تماس بگیرید

فلومتر مغناطیسی (Magnetic flow meter)

فلومتر الکترومغناطیسی یکی از پرکاربردترین و محبوب‌ ترین نوع فلومترها در بازار است که به‌ویژه برای اندازه‌گیری جریان حجمی مایعات رسانا مناسب می‌ باشد. این نوع فلومترها بر اساس قانون القای فارادی عمل می‌ کنند. طبق این قانون، هرگاه یک میله فلزی که رسانای جریان الکتریسیته است از درون یک میدان مغناطیسی حرکت کند، ولتاژ الکتریکی القا می‌ شود.

زمانی که مایعات رسانای الکتریسیته از داخل میدان مغناطیسی فلومتر که توسط سیم پیچ ها ایجاد شده است عبور می‌کنند، ولتاژ القایی تولید می‌ شود که به‌طور مستقیم با سرعت جریان مایع متناسب است. ولتاژ تولید شده توسط فلومتر الکترومغناطیسی متناسب با سرعت جریان سیال V، عرض لوله D و میدان مغناطیسی B است  و با فرمول E=K*B*D*Vمحاسبه می شود.

فلومترهای مغناطیسی برای اندازه‌گیری جریان مایعاتی مانند آب آشامیدنی، فاضلاب، دوغاب و سیالات اسیدی بسیار مناسب هستند و در صنایع آب و فاضلاب، معدنی و شیمیایی کاربرد گسترده‌ای دارند.

یکی از مزیت های این فلومترها این است که به دلیل عدم وجود قطعات مکانیکی در مسیر جریان سیال، هیچ افت فشاری ایجاد نمی‌ کنند. برای جلوگیری از اتصال کوتاه الکتریکی در فلومترهای مغناطیسی، از یک لاینر یا آستری در بخش داخلی لوله اندازه‌گیری استفاده می‌ شود. این لاینر معمولاً از مواد تفلون، الاستیک و سایر مواد عایق ساخته می‌ شود و با توجه به دمای سیال و خواص شیمیایی آن انتخاب می‌ گردد.

مزایای فلومتر مغناطیسی

• قابلیت استفاده در سیالات خورنده و دوغاب‌ها
• عدم ایجاد افت فشار در مسیر سیال
• عدم وجود قسمت متحرک
• سرویس و تعمیر اغلب بدون نیاز به متوقف کردن فرآیند
• مصرف برق پایین و مصرف جویی در مصرف انرژی
• مقاومت بالا در برابر فرسایش
• اندازه گیری جریان مستقل از فشار، چگالی، دما و ویسکوزیته سیال
• دقت بالا و محدوده اندازه گیری گسترده

معایب فلومترمغناطیسی

• قیمت گران
• در نظر گرفتن فاصله مناسب فلومتر با تجهیزاتی که شار مغناطیسی تولید می کنند مانند پمپ و موتورها (حدود یک متر)
• محدودیت مصرف صرفاً برای مایعاتی که دارای هدایت الکتریکی هستند.

فلومتر ورتکس (Vortex flow meter)

فلومتر ورتکس یا گردابی، بر اساس ایجاد جریان‌های گردابی یا ورتکس توسط مانع (Bluff Body) برای اندازه‌گیری مقدار جریان عبوری عمل می‌کند. مکانیزم این فلومتر بر مبنای اصل فیزیکی به نام فون کارمان (von Kármán) است. هنگامی که سرعت سیال افزایش می‌ یابد، سیال به مانع برخورد کرده و گردابه‌ هایی در پایین‌ دست آن تشکیل می‌ شود. فرکانس تشکیل این گردابه‌ ها ارتباط مستقیمی با سرعت سیال، اندازه و شکل مانع دارد.

فرکانس ریزش گرداب متناسب با سرعت جریان سیال است. این رابطه را می توان به صورت ریاضی با عدد استروهال (St) بیان کرد، که یک عدد بی بعد است و فرکانس ریزش گرداب (f) را به سرعت جریان (V) و طول لوله (D) مرتبط می کند. (f = St * (V / d) )

پس از جدا شدن گردابه‌ها، اختلاف فشاری بین دو سمت مانع ایجاد می‌شود که منجر به نوساناتی در یک سنسور خازنی یا پیزوالکتریکی می‌ گردد. سنسور پس از شناسایی هر نوسانی که به علت ایجاد اختلال فشار ناشی از گردابه‌ها رخ می‌دهد، یک سیگنال خروجی ارسال می‌ کند.

این سیگنال با فرکانس تشکیل گردابه یا به عبارت دیگر با سرعت سیال ارتباط مستقیم دارد. سنسور و مانع در این فلومترها از مواد مختلفی با توجه به نوع سیال و شرایط فرآیندی ساخته می‌ شوند. فلومترهای ورتکس در بسیاری از صنایع برای اندازه‌گیری جریان عبوری انواع سیالات به‌ویژه بخار همراه با سنسور دما و فشار برای جبرانسازی مورد استفاده قرار می‌ گیرند. این فلومترها معمولاً مجهز به سنسورهای دمایی RTDهستند تا تغییرات چگالی ناشی از تغییرات دما را در محاسبات جریان لحاظ کنند و در نهایت جریان اندازه‌گیری‌شده با کمترین خطای اندازه‌گیری محاسبه گردد.

مزایای فلومتر ورتکس

• قابل اعتماد و دقیق در اندازه‌گیری جریان
• هزینه راه‌اندازی نسبتاً پایین
• مناسب برای سیالات گاز، مایعات و بخار
• نیاز کمتر به نگهداری برای سیالات تمیز
• طول عمر بالا بدلیل عدم وجود قطعات متحرک
• افت فشار کم در خطوط لوله و پایداری طولانی مدت
• عدم تأثیر پذیری از تغییرات فشار، چگالی، دما و ویسکوزیته سیال

معایب فلومتر ورتکس

• نامناسب برای جریان‌ های ضربه‌ای و چند فازی
• دقت پایین برای سیالات خورنده و سرعت بالا
• نامناسب برای خطوط با ارتعاش و لرزش بالا
• پربودن خط لوله برای اندازه گیری دقیق (عدم اندازه گیری نرخ فلو پایین)
• نیاز به صافی و فیلتر قبل از فلومتر در برخی موارد
• نامناسب برای سیالات دوغاب با ویسکوزیته بالا

فلومتر التراسونیک (Ultrasonic Flow Meter)

فلومترهای التراسونیک با استفاده از امواج فراصوتی، قادر به اندازه‌گیری دبی حجمی طیف وسیعی از گازها و مایعات هستند. این دستگاه‌ ها معمولاً از دو یا چند سنسور پیزوالکتریک تشکیل شده‌اند که در کنار یا روبروی یکدیگر نصب می‌ شوند. این سنسورها به صورت متناوب به عنوان فرستنده و گیرنده عمل می‌کنند. مدت زمانی که طول می‌ کشد تا سنسور گیرنده امواج التراسونیک را از فرستنده دریافت کند، به عنوان معیاری برای دبی یا فلو سیال درون لوله استفاده می‌ شود.

برای عملکرد بهینه فلومترهای التراسونیک، سیال باید آرام، بدون تلاطم و تمیز باشد تا امواج به درستی منتقل شوند. به همین دلیل، نصب این فلومترها معمولاً در نواحی Upstream (قبل از تجهیزات و موانع) و Downstream (بعد از تجهیزات) انجام می‌شود. این شرایط به کاهش اثرات تلاطم و افزایش دقت اندازه‌گیری کمک می‌کند.فلومترهای التراسونیک بر اساس دو اصل اصلی عمل می‌کنند:

1. اثر داپلر (Doppler Effect): این نوع فلومترها برای سیالات کثیف و دارای ناخالصی یا ذرات جامد مناسب هستند. در این روش، امواج التراسونیک به صورت مورب نسبت به لوله ارسال می‌شوند و پس از برخورد به ذرات موجود در سیال، فرکانس امواج تغییر می‌کند. این تغییر فرکانس به دقت دبی سیال کمک می‌کند.
2. اختلاف زمان (Transit-Time): این فلومترها شامل یک فرستنده و یک گیرنده هستند. فرستنده پالس‌های امواج فراصوتی را در عرض لوله ارسال می‌کند و با محاسبه مدت زمانی که سنسور گیرنده این پالس‌ها را دریافت می‌کند، می‌توان دبی حجمی عبوری سیال را محاسبه کرد.

این فلومترها به دو روش کمربندی و داخل خطی نصب می‌ شوند. فلومترهای کمربندی (Clamp on) به صورت غیرمستقیم روی لوله نصب می‌شود و فلومترهای التراسونیک داخلی (In line) به صورت مستقیم در خط لوله نصب می‌شود و معمولاً برای کاربردهای خاص و نیاز به دقت بالا استفاده می‌ شود. فلومترهای التراسونیک به عنوان ابزارهایی کارآمد و دقیق در اندازه‌گیری دبی سیالات، در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، آب و فاضلاب، و صنایع شیمیایی کاربرد دارند.

مزایای فلومتر التراسونیک

• فاقد قطعه مکانیکی یا متحرک
• دقت و طول عمر بالا
• افت فشار ناچیز
• کاربرد گسترده
• قابلیت نصب در لوله‌های با قطر بالا
• پاسخ دهی سریع
• سیال کثیف و فرسایشی مناسب با نصب کمربندی
• اندازه گیری التراسونیک کمربندی بدون تماس با سیال (Non-contact) و عملکرد سریع تر

معایب فلومتر التراسونیک

• سیال خورنده نامناسب برای فلومتر التراسونیک با نصب درون خطی inline
• قیمت گران
• روش اختلاف زمانی فقط برای مایعات و گازهای تمیز قابل استفاده است.
• روش داپلر فقط می تواند برای اندازه گیری مایعات حاوی مقدار معینی از ذرات معلق و حباب استفاده شود.
• دقت اندازه گیری روش داپلر زیاد نیست.

فلومتر جابه جایی مثبت (Positive Displacement Flow Meter)

فلومتر جابه جایی مثبت یکی از انواع فلومترهای بسیار دقیق مکانیکی است که جریان حجمی سیالات را بر اساس پر و خالی شدن دائمی محفظه داخلی خود اندازه گیری می کند. فلومترهای جابجایی مثبت بر اساس به دام انداختن حجم ثابتی از سیال و شمارش تعداد دفعات پر شدن و خالی شدن آن حجم عمل می کنند و سپس حجم کل برای محاسبه نرخ جریان استفاده می کنند.

وجود هر گونه گاز در مایع فرآیندی میتواند باعث بروز مشکلاتی شود. زیرا ماهیت عملکرد این نوع از فلومترها باعث می شود که حجم گاز را به جای حجم مایع اندازه گیری می کند. یکی از روش های رایج برای حل این مشکل قرار دادن تله هوا (Air trap) در بالادست فلومتر می باشد. همچنین فلومترهای جابه جایی مثبت برای سیالات دارای ذرات معلق و رسوب مناسب نمی باشد زیرا موجب آسیب دیدن چرخ دنده های تجهیز می باشد و  در این موارد استفاده ار صافی الزامی است.

مزایای فلومتر جابه جایی مثبت

• دقت اندازه گیری بسیار بالا و محدوده اندازه گیری وسیع
• ایده آل برای اندازه گیری نرخ های کم فلو
• عدم نیاز به منبع تغذیه خارجی و برق
• مناسب مایعات و سیالات ویسکوز
• تحت تأثیر ویسکوزیته مایع، چگالی یا تلاطم در لوله قرار نمی گیرد.

معایب فلومتر جابه جایی مثبت

• وجود قطعه متحرک و امکان فرسایش
• فقط برای اندازه گیری فلو مایعات و گازهای تمیز
• ذرات ساینده موجب فرسایش و کاهش دقت می شود.
• امکان مسدود شدن به دلیل مواد جامد موجود در سیال
• عدم استفاده با سیالات خورنده و فرسایشی
• برای سیالات بخار مناسب نیست.
• استفاده از فیلتر قبل تجهیز الزامی است.

معرفی انواع فلومتر جرمی یا مس فلومتر

فلومترهای جرمی (Mass Flow Meters) ابزارهایی هستند که برای اندازه‌گیری مستقیم جریان جرمی سیالات (مایعات یا گازها) استفاده می‌ شوند. این تجهیزات برخلاف فلومترهای حجمی، تحت تأثیر تغییرات دما، فشار یا چگالی قرار نمی‌ گیرند و دقت بالاتری دارند. انواع فلومتر جرمی عبارتنداز:

فلومتر جرمی کوریولیس (Coriolis flow meter)

فلومتر کوریولیس از انواع فلومتر جرمی است که با اندازه‌گیری مستقیم جرم سیال عبوری بر اساس اثر شتاب کوریولیس یا نیروی گریز از مرکز، قادر به اندازه‌گیری نرخ جریان سیال در خطوط لوله می‌باشد. این تجهیز شامل دو لوله خمیده U شکل و دو سنسور است که تغییرات نوسان ناشی از اختلاف فاز را ثبت می‌ کنند. فلومترهای کوریولیس به دلیل اندازه‌گیری مستقیم جرم و همچنین محاسبه چگالی سیال، دقت بسیار بالایی در اندازه‌ گیری نرخ جریان جرمی سیال ارائه می‌ دهند.

این فلومترها با تحریک لوله‌ها به یک فرکانس ثابت نوسان می‌ کنند. هنگام عبور سیال از داخل این لوله‌ ها، به دلیل وجود نیروی اینرسی، یک حرکت پیچشی به نوسان لوله‌ ها اضافه می‌ شود که باعث ایجاد یک اختلاف فاز بین حالت اولیه (که جریان سیالی از لوله‌ها عبور نکرده است) و حالت جاری می‌ شود. این اختلاف فاز به طور مستقیم با نرخ جریان عبوری از خط لوله مرتبط است. لوله‌ های اندازه‌گیری این فلومترها بسته به فشار و نوع سیال فرآیندی، از متریال‌های مختلفی نظیر استیل، هسـتلوی و اینکونل ساخته می‌ شوند.

مزایای فلومتر کوریولیس

• اندازه گیری با دقت بسیار بالا
• کاربرد در سرویس های Metering وCustody
• قابلیت اندازه گیری جریان جرمی و چگالی سیال
• مناسب سیالات خورنده، کثیف و فرسایشی
• اندازه گیری جریان مستقل از تغییرات دما، فشار و ویسکوزیته سیال
• تلاطم و عدد رینولدز تاثیری بر اندازه گیری ندارد.
• بدون نیاز به جبرانساز دما و فشار Flow compensation
• اندازه گیری جریان جرمی تمامی سیالات در انتها و ابتدای خط لوله
• بدون نیاز به ایجاد فضا برای جریان بالادست (upstream) و پایین دست (downstream) و straight run
• عدم وجود قطعه متحرک و نیاز به تعمیر یا نگهداری کم

معایب فلومتر کوریولیس

• محدودیت سایز
• قیمت بالا
• عدم استفاده برای اندازه گیری  گاز با دبی کم 
• حجیم بودن نسبت به سایر فلومترها
• ایجاد افت فشار بالا
• عدم به كارگيری آنها برای سيالات دوفازی

فلومتر جرمی حرارتی یا ترمال (Thermal mass flow meter)

فلومتر جرمـی حرارتـی یـا ترمـال مـس یکـی از فلومترهـای پرمصـرف و رایج بـرای انـدازه گیـری فلـوی عبـوری گازهـا است. این فلومترها برای اندازه گیری دبی جرمی یک سیال معمولا گازها با استفاده از اصول انتقال حرارت استفاده می شوند و به دلیل دقت، قابلیت اطمینان بالا، محدوده اندازه گیری گسترده و قابلیت اندازه گیری دبی کم در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند.

فلومترهـای ترمـال مـس بـا انـدازه گیـری نـرخ جـرم گاز عبـوری از خـط لولـه، جهـت انـدازه گیـری و کنتـرل مصـرف گازهایـی ماننـد هـوای فشـرده، کربـن دی اکسـید و نشـتی گاز در سـرویس هـای مختلـف مـورد اسـتفاده قـرار می گیـرند. توجه داشته باشید که وجـود مخلـوط دو فـازی در ایـن فلومتـر موجـب بـروز خطـا در انـدازه گیـری و خوردگـی سنسـور دمـا می شود.

توانایی آنها در ارائه اندازه گیری های دقیق بدون اینکه تحت تأثیر تغییرات دما و فشار قرار گیرند، فلومترهای ترمال مس را در کنترل فرآیند و نظارت بر ایمنی بسیار متنوع و ارزشمند می کند. در واقع یک فلومتر جرمی حرارتی، دبی جرمی گاز را با تعیین مقدار گرمای خارج شده از عنصر گرم شده توسط گاز جاری اندازه گیری می کند.

 فلومتر ترمـال مـس از دو سنسـور دمایـی کـه یکـی بـه عنـوان سنسـور مرجـع  RTDبـرای انـدازه گیـری دمـای گاز اسـتفاده میشـود و یـک سنسـور بـه عنـوان هیتـر Heater تشـکیل شـده اسـت. سنسـور دوم (هیتـر) گـرم میشـود و اختـاف دمـای ثابتـی بـا سنسـور دمـای اول دارد.

بـا عبـور جریـان گاز از خـط لولـه و فلومتـر هیتر مقـداری از حـرارت خـود را از دسـت خواهـد داد و خنـک می شـود. بنابراین هرچه میزان جریان عبوری بیشتر شود انتقال دمایی بیشتری صورت می گیرد و هیتر خنک می شود و نیاز به اعمال انرژی بیشتری به هیتر می شود. در ایـن حالـت مقـدار انرژی کـه بایـد مصـرف شـود تـا دمـای از دسـت رفتـه هیتر را جبـران کنـد نسـبت مسـتقیمی بـا جـرم گاز عبـوری از خـط لولـه خواهـد داشـت.

مزایای فلومتر ترمال مس

• دقت بالا
• فاقد قطعه متحرک
• تعمیر و نگهداری کم
• محدوده اندازه گیری وسیع
• مستقل از تغییرات دما و فشار، ویسکوزیته و چگالی سیال
• حداقل افت فشار
• طول عمر بالا
• محدودیت سایز ندارد.

معایب فلومتر ترمال مس

• برای سیالات مایع و بخار کاربرد ندارد و تنها برای اندازه گیری جریان جرمی گاز به کار می رود.
• حساسیت به ترکیب گاز و سیال دو فازی
• قیمت بالا

راهنمای جامع خرید فلومتر

هنگام خرید فلومترها به عنوان مهمترین تجهیزات اندازه گیری جریان پارامترهای مختلفی باید در نظر گرفته شود که در ادامه به طور کامل پارامترهای مهم شرح می شوند. به عنوان مثال فلو توتالایزر در سیستم های میترینگ وجود سنسورهای Flow totalizer که مجموع فلوی عبوری را در یک واحد زمانی مشخص نمایش می دهند الزامی است.

مهم‌ ترین پارامتر هنگام خرید فلومتر، جبرانسازی فلو (Flow Compensation) است. همان‌طور که اشاره شد، برای تعیین فلو جرمی، فلو حجمی باید در چگالی ثابت ضرب شود. اصل جبران دما و فشار فلومتر به تغییرات پارامترهای فیزیکی مانند چگالی و ویسکوزیته سیال در دماها و فشارهای مختلف بستگی دارد که بر دقت اندازه‌گیری فلومتر تأثیر می‌گذارد.

از آنجا که چگالی گاز و بخار تابع تغییرات دما و فشار است و در شرایط مختلف ثابت نیست، برای اندازه‌گیری جریان جرمی همراه با فلومترهای حجمی نیاز به دو ترانسمیتر فشار و دما وجود دارد. این ترانسمیترها تغییرات دما و فشار را در هر لحظه محاسبه کرده و این تغییرات بر چگالی اعمال می‌شود و در فلو حجمی لحظه‌ای ضرب می‌شود. برخی دیگر از نکات مهم خرید در زیر ذکر می شوند:

نوع سیال فرآیندی

نوع سیال فرآیندی تأثیر قابل توجهی بر انتخاب فلومتر دارد، زیرا ویژگی‌های مختلف سیالات می‌تواند بر دقت اندازه‌گیری جریان تأثیر بگذارد. به عنوان مثال سیالات با ویسکوزیته بالا یا محتوای جامد زیاد ممکن است نیاز به نوع خاصی از فلومترها داشته باشند، در حالی که سیالات با ویسکوزیته پایین با فلومترهای متفاوتی اندازه‌ گیری شوند.

یکی از نکات کلیدی در انتخاب یک فلومتر، سازگاری شیمیایی مواد سازنده آن با سیال مورد اندازه‌گیری است. برخی از سیالات ممکن است خورنده یا ساینده باشند و اگر فلومتر برای کار با این نوع سیالات طراحی نشده باشد، می‌ تواند منجر به قرائت نادرست یا آسیب به تجهیز شود.

علاوه بر این، دما و فشار سیال نیز از عوامل مهم در انتخاب دبی‌ سنج هستند. برخی از فلومترها ممکن است نتوانند دما یا فشارهای بالا را تحمل کنند، که این موضوع می‌تواند استفاده از آن‌ ها را در برخی کاربردها محدود کند. ویژگی‌ های سیال مانند ویسکوزیته، رسانایی، خورندگی و چگالی نیز می‌ تواند بر دقت و قابلیت اطمینان اندازه‌گیری جریان تأثیر بگذارد. همچنین، وجود حباب‌ها یا ذرات جامد در سیال نیز می‌ تواند دقت اندازه‌گیری برخی از دبی‌ سنج‌ ها را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین، انتخاب فلومتر مناسب برای سیال خاصی که قرار است اندازه‌گیری شود، برای اطمینان از دقت و قابلیت اطمینان اندازه‌گیری جریان بسیار مهم است.

محدوده اندازه گیری جریان

محدوده نرخ جریان یکی از عوامل کلیدی در انتخاب یک فلومتر است، زیرا فلومترهای مختلف دارای محدوده عملکرد متفاوتی هستند و برای دبی‌های مختلف طراحی شده‌اند. انتخاب نادرست فلومتر برای یک محدوده نرخ جریان مشخص می‌ تواند منجر به قرائت نادرست، کاهش دقت و افزایش هزینه‌های نگهداری و عملیاتی شود. به عنوان مثال، اگر محدوده دبی نسبتاً کم باشد، فلومترهای جابجایی مثبت یا توربینی می‌توانند گزینه‌های مناسبی باشند. این نوع فلومترها در دبی‌های کم بسیار دقیق عمل می‌کنند و برای اندازه‌گیری و کنترل کاربردهای کم‌جریان ایده‌آل هستند.

نوع فلومتر

فلومترها با عملکرد و ویژگی های مختلفی ساخته می شوند. فلومترهای جرمی (kg/h) با توجه به مزایایی مانند مستقل بودن از ویژگی های سیال، عدم نیاز به جبرانسازی دما و فشار و دقت بسیار بالا قیمت بالاتری نسبت به فلومترهای حجمی (m3/h) دارند. فلومتر کوریولیس گرانترین و فلومتر مکانیکی روتامتر ارزانترین فلومتر موجود در بازار است.

در جدول زیر به طور خلاصه به مشخصات انواع فلومتر و تکنولوژی اندازه گیری آنها و همچنین نوع سیال مناسب هر نوع فلومتر و تولیدکنندگان آنها اشاره می شود تا با آشنایی مختصری از این تجهیز اندازه گیری، مطالب عنوان شده مفید فایده واقع شود.

جدول مقایسه فلومترها

دقت فلومتر

دقت و سطح کالیبراسیون مورد نیاز برای فلومترهای مختلف بسته به نوع خاص فلومتر و کاربردی که در آن استفاده می‌شود متفاوت است. همچنین سطح کالیبراسیون لازم برای فلومترها به کاربرد خاصی که در آن به کار می‌ روند بستگی دارد. به عنوان مثال، در کاربردهای حیاتی که به دقت بالایی نیاز دارند، ممکن است نیاز به کالیبره شدن مکرر برای اطمینان از خوانش دقیق وجود داشته باشد.

علاوه بر این، عواملی مانند تغییرات دما یا فشار نیز می‌ توانند بر دقت فلومترها تأثیر بگذارند و ممکن است نیاز به کالیبراسیون مجدد داشته باشند. فلومترهای کوریولیس دقت فوق العاده بالایی را در مقایسه با سایر فلومترها ارائه می دهند. در اندازه‌گیری (Metering) مطابق با استانداردهای API و IPS-IN-E/M/C-240، از چهار نوع فلومتر با دقت بسیار بالا شامل فلومترهای کوریولیس، توربینی، التراسونیک و جابه جایی مثبت استفاده می‌شود.

محدوده دما و فشار فرآیندی

فلومترها برای استفاده در محدوده‌های دما و فشاری خاصی طراحی شده‌اند. فشار سیال می‌ تواند تأثیر قابل توجهی بر انتخاب فلومتر داشته باشد، زیرا برخی فلومترها ممکن است نتوانند در فشارهای بالا کار کنند یا نیاز به نصب تجهیزات کاهش فشار اضافی داشته باشند.

علاوه بر این دمای سیال نیز بر انتخاب دبی‌ سنج‌ها تأثیر می‌ گذارد. برخی فلومترها ممکن است قادر به عملکرد در دماهای بالا نباشند و ممکن است نیاز به عایق یا تجهیزات خنک‌ کننده اضافی داشته باشند. در برخی موارد، محدودیت‌ های دمایی فلومتر می‌تواند یک عامل کلیدی در فرآیند انتخاب باشد.

متریال فلومتر نیز بر اساس شرایط دما و فشار فرآیند انتخاب می‌شود، زیرا برای تحمل این شرایط ممکن است به مواد خاصی نیاز باشد. به عنوان مثال، برخی سیالات ممکن است نیاز به فلومترهایی با متریال‌ هایی مانند استنلس استیل، اینکونل یا مونل داشته باشند که در برابر خوردگی و فرسایش ناشی از سیال مقاوم هستند. بنابراین، در نظر گرفتن محدودیت‌ های فشار و دما هنگام انتخاب یک فلومتر بسیار مهم است تا اطمینان حاصل شود که فلومتر برای نیازهای خاص نصب مناسب است و می‌ تواند اندازه‌گیری‌ های دقیق و قابل اعتمادی از جریان ارائه دهد.

سیگنال خروجی

برای تعیین سیگنال خروجی مورد نیاز، مانند آنالوگ یا دیجیتال، و اینکه آیا فلومتر نیاز به ارتباط با سایر تجهیزات یا سیستم‌های کنترل دارد، باید به چندین نکته توجه کرد. خروجی سیگنال یک فلومتر می‌ تواند به روش‌های مختلفی بر فرآیند انتخاب تأثیر بگذارد و در نظر گرفتن الزامات کاربرد برای تعیین مناسب‌ترین خروجی سیگنال اهمیت دارد. در ادامه، برخی از خروجی ها آورده شده است:

• خروجی آنالوگ یا دیجیتال: فلومترها می‌ توانند خروجی‌های آنالوگ (4 تا 20 میلی‌آمپر) یا دیجیتال ارائه دهند. سیگنال‌های آنالوگ معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به اندازه‌گیری‌ های پیوسته جریان دارند، مناسب هستند، در حالی که سیگنال‌ های دیجیتال برای کاربردهایی که نیاز به ثبت و تجزیه و تحلیل داده‌ های پیشرفته دارند، بهتر عمل می‌کنند.

• خروجی پالس: بسیاری از فلومترها خروجی‌های پالسی ارائه می‌ دهند که می‌ توانند برای محاسبه نرخ جریان بر اساس تعداد پالس‌های دریافتی در یک بازه زمانی مشخص استفاده شوند.

• پروتکل‌ های ارتباطی: برخی فلومترها از پروتکل‌های ارتباطی مانند Modbus، HART یا Profibus پشتیبانی می‌ کنند که برای اتصال فلومتر به یک سیستم یا شبکه کنترل استفاده می‌ شود. انتخاب فلومتر با پروتکل ارتباطی مناسب بستگی به الزامات کاربردی و سازگاری با سیستم یا شبکه کنترل موجود دارد.

الزامات تعمیر و نگهداری فلومتر

الزامات تعمیر و نگهداری یکی از جنبه‌های حیاتی در انتخاب یک فلومتر است و می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر قیمت کلی و قابلیت اطمینان آن در طول زمان داشته باشد. در ادامه، چند روش خاص که الزامات نگهداری می‌ تواند بر انتخاب فلومترها تأثیر بگذارد عبارتنداز:

• دسترسی برای تعمیر و نگهداری: برخی دبی‌ سنج‌ ها نیاز به کالیبراسیون یا تمیز کردن دوره‌ای دارند. بنابراین، مهم است که دسترسی به فلومتر برای انجام تعمیرات و نگهداری به‌ راحتی فراهم باشد. به عنوان مثال، اگر فلومتر در مکانی دشوار برای دسترسی نصب شود، ممکن است زمان و هزینه بیشتری برای انجام تعمیرات و نگهداری لازم باشد که این امر می‌ تواند هزینه کلی را افزایش دهد.

• سهولت تعمیر و نگهداری: برخی فلومترها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که نگهداری آن‌ها آسان باشد و دارای اجزای قابل تعویض توسط کاربر و روش‌ های کالیبراسیون ساده‌ای هستند. هنگام انتخاب توجه به سهولت تعمیر و نگهداری بسیار مهم است، زیرا این عامل می‌ تواند بر هزینه‌های کلی و قابلیت اطمینان دبی‌سنج در طول زمان تأثیر بگذارد.

• در دسترس بودن قطعات یدکی: در دسترس بودن قطعات یدکی نیز می‌ تواند بر نیازهای تعمیر و نگهداری فلومتر تأثیر بگذارد. انتخاب یک فلومتر با قطعات یدکی که به راحتی در دسترس هستند، اهمیت دارد تا تعمیر و نگهداری به سرعت و آسانی انجام شود.

انتخاب صحیح سایز فلومتر (سایزینگ فلومتر)

انتخاب صحیح سایز فلومتر (Flow Meter Sizing) نقش حیاتی در دقت اندازه‌گیری جریان سیالات دارد. سایزینگ نادرست می‌ تواند منجر به خطاهای اندازه‌گیری، کاهش بهره‌ وری و افزایش هزینه‌ های عملیاتی شود. برای تعیین سایز مناسب فلومتر، باید به عوامل زیر توجه کرد:

• نوع سیال: مایع، گاز یا بخار
• ویژگی‌ های سیال: ویسکوزیته، دما، فشار، چگالی و هدایت الکتریکی
• محدوده دبی: حداقل، حداکثر و دبی نرمال
• شرایط فرآیندی: فشار و دمای کاری

استفاده از نرم‌ افزارهای سایزینگ به مهندسان کمک می‌ کند تا با وارد کردن این پارامترها، سایز بهینه فلومتر را بر اساس استانداردهای بین‌ المللی تعیین کنند. در ادامه، به معرفی نرم‌ افزارهای معتبر در زمینه سایزینگ فلومتر می‌ پردازیم:

نرم افزار سایزینگ کانوال CONVAL

کانوال یک نرم‌ افزار جامع برای محاسبات مهندسی در صنایع فرآیندی است. این نرم‌ افزار قابلیت‌ های گسترده‌ای برای سایزینگ تجهیزات مختلف از جمله فلومترها، شیرهای کنترلی، مبدل‌ های حرارتی و سیستم‌ های لوله‌ کشی دارد. CONVAL® از استانداردهای بین‌ المللی مانند DIN، VDI، VDMA EN/ISO، ISA، ASME و API پشتیبانی می‌ کند و به مهندسان امکان می‌ دهد تا محاسبات دقیق و حرفه‌ای انجام دهند.

نرم افزار سایزینگ InstruCalc

InstruCalc یک نرم‌ افزار تخصصی برای سایزینگ تجهیزات ابزار دقیق است. این نرم‌افزار بیش از 70 برنامه مختلف برای سایزینگ شیرهای کنترلی، فلومترها، شیرهای اطمینان و سایر تجهیزات دارد. InstruCalc از استانداردهای معتبر مانند ISO 5167 و دستورالعمل‌ های کتاب «Flow Measurement Engineering Handbook» اثر R. W. Miller پیروی می‌ کند و به مهندسان امکان می‌ دهد تا محاسبات دقیق و مستندی انجام دهند.

نرم‌ افزارهای تحت وب تولیدکنندگان فلومتر

بسیاری از تولیدکنندگان فلومتر، ابزارهای سایزینگ آنلاین را در وب‌ سایت‌ های خود ارائه می‌ دهند. این ابزارها به کاربران امکان می‌ دهند تا با وارد کردن پارامترهای فرآیندی، فلومتر مناسب را انتخاب کنند برخی از این ابزارها عبارتند از:

• اندرس هاوزر Endress+Hauser: ابزار Applicator برای انتخاب و سایزینگ تجهیزات
• زیمنس Siemens: ابزار PDM برای پیکربندی و سایزینگ فلومترها
• امرسون Emerson (Rosemount): ابزار Flow Sizing Tool برای انتخاب فلومترهای مختلف

سایزینگ نادرست فلومتر می‌ تواند منجر به پیامدهایی شود. به عنوان مثال فلومترهای بزرگ‌ تر یا کوچک‌ تر از حد نیاز ممکن است دقت اندازه‌گیری را کاهش دهند یا فلومترهای بزرگ‌ تر معمولاً هزینه‌ های نصب و نگهداری بالاتری دارند. همچنین سایزینگ نادرست فلومتر می‌ تواند باعث فشار اضافی بر فلومتر و کاهش عمر مفید آن شود. بنابراین برای اطمینان از انتخاب صحیح سایز فلومتر، توصیه می‌ شود از نرم‌افزارهای معتبر سایزینگ استفاده کرده و در صورت نیاز با متخصصان ابزار دقیق پیکاتک مشورت کنید.

نکات مهم نصب فلومتر

نصب فلومتر در خطوط لوله صنعتی با محدودیت‌ هایی همراه است که باید برای حفظ دقت اندازه‌گیری، ایمنی و کاهش هزینه‌های عملیاتی در نظر گرفته شوند. در ادامه، به مهم‌ ترین این محدودیت‌ ها و راهکارهای مرتبط اشاره می‌ شود:

ممنوعیت سوراخ‌ کاری یا برش لوله:  

در برخی تأسیسات، به‌ ویژه خطوط تحت فشار یا سیستم‌ هایی که امکان توقف فرآیند وجود ندارد، سوراخ‌ کاری یا برش لوله مجاز نیست. در چنین شرایطی، استفاده از فلومترهای کمربندی التراسونیک (Clamp-On) که بدون نیاز به نفوذ در لوله نصب می‌ شوند، گزینه‌ ای مناسب است. این فلومترها بدون ایجاد وقفه در فرآیند و بدون تماس با سیال، جریان را اندازه‌ گیری می‌ کنند.

نیاز به فضای مستقیم کافی:

بسیاری از فلومترها برای عملکرد صحیح نیاز به طول مشخصی از لوله مستقیم در بالا‌دست و پایین‌ دست دارند. به‌ عنوان مثال، فلومترهای گردابی (Vortex) معمولاً به 35 برابر قطر لوله در بالا‌دست و 5 برابر در پایین‌ دست نیاز دارند. در صورت محدودیت فضا، فلومترهای التراسونیک کمربندی که به فضای مستقیم کمتری نیاز دارند، می‌ توانند گزینه مناسبی باشند.

محدودیت در استفاده از ردیوسرها:

استفاده از ردیوسرها (کاهنده‌ها) در نزدیکی فلومتر می‌ تواند پروفایل جریان را مختل کرده و دقت اندازه‌گیری را کاهش دهد. توصیه می‌ شود ردیوسرها حداقل در فاصله 10 برابر قطر لوله در بالا‌دست و 5 برابر در پایین‌ دست فلومتر نصب شوند.

شرایط خاص نصب فلومترهای درون‌ خطی:

برخی فلومترها مانند اوریفیس نیاز به برش لوله و نصب درون‌ خطی دارند. در صورت عدم امکان برش لوله یا توقف فرآیند، این نوع فلومترها مناسب نیستند. در این موارد، فلومترهای کمربندی التراسونیک که بدون نیاز به تغییر در ساختار لوله نصب می‌ شوند، گزینه‌ ای بهتر هستند.

سوالات مهم درباره مهمترین نکات خرید فلومتر

۱. چه اطلاعات فرآیندی برای انتخاب فلومتر مناسب لازم است؟

پاسخ: اطلاع از نوع سیال (مایع، گاز یا بخار)، دما، فشار، دبی جریان، ویسکوزیته و وجود ذرات جامد یا گاز در سیال برای انتخاب دقیق فلومتر ضروری است.

۲. چرا باید به جنس بدنه و متریال فلومتر توجه کرد؟

پاسخ: متریال بدنه باید با جنس سیال، فشار کاری، دما و شرایط محیطی سازگاری داشته باشد تا از خوردگی، نشتی یا آسیب به دستگاه جلوگیری شود.

۳. کدام نوع سیگنال خروجی و واسط ارتباطی برای فلومتر مهم است؟

پاسخ: انتخاب خروجی مناسب (مانند 4-20 میلی‌آمپر، پالس، HART یا Modbus) با توجه به سیستم کنترلی سایت اهمیت دارد تا یکپارچگی و انتقال اطلاعات به‌درستی انجام شود.