مس فلومتر چیست؟

مس فلومتر (Mass Flow meter) یک ابزار نسبتاً ساده و کوچک است که در مسیر ورودی و خروجی یک سیستم نصب می شود و وظیفه آن اندازه گیری شدت جریان جرمی ورودی یا خروجی است. این دستگاه ها می توانند نقشی مهم و تعیین کننده در موازنه معادلات و واکنشهای شیمیایی در پالایشگاهها و در راکتورها داشته باشند. در هر صورت باید قبول کنیم که فعالیت یک سیستم تا حدود بسیار زیادی تحت تأثیر جریان ورودی و خروجی قرار می گیرد و بازدهی آن را هم باید با توجه به این فاکتور ها محاسبه کنیم.
در ابزار مس فلومتر قطعاتی به کار گرفته شده که به صورت لحظه ای مقدار جریان عبوری از یک مقطع خاص را اندازه‌گیری می‌کنند و به صورت داده های دیجیتال در اختیار تکنسین قرار می دهند. در سیستم‌های قبلی با توجه به اطلاعاتی که در مورد چگالی مواد عبوری وجود داشت اپراتور به راحتی می‌توانست محاسبات مختلفی را انجام دهد و جرم عبوری را به دست بیاورد. اگر چه این روش آسان بود اما با خطاهای زیادی همراه می‌شد که در نتیجه مهندسین به سراغ دستگاه های پیشرفته تر بر مبنای تکنولوژی و تکنیک کوریالیس شدند. این شیوه بدون اینکه نیازی به چگالی مواد اولیه داشته باشد امکان اندازه‌گیری مقدار جرم عبوری را به ما می‌دهند و امروزه در ابزارهایی مانند مس فلومتر اندرس هاوزر از آنها استفاده شده است.

جریان سنج های جرمی حرارتی : 

نوع دیگری از فلومترها که دبی جرمی را اندازه‌گیری می‌کند، فلومتر حرارتی است. این تجهیز بیشتر به منظور پایش و کنترل مصرف گازهایی مانند هوای فشرده، کربن‌دی‌اکسید و گاز طبیعی و همچنین تشخیص نشتی به کار می‌رود. نمونه‌ای از این فلومتر در شکل زیر نشان داده شده است. این دبی‌سنج، دامنه مصرف گسترده و دقت معقولی دارد ولی کاربرد آن با محدودیت‌هایی نیز روبروست. از جمله این محدودیت‌ها می‌توان به وجود رطوبت در گازهای اشباع اشاره کرد. وجود مخلوط دو فازی در این فلومتر موجب بروز خطا در اندازه‌گیری و خوردگی سنسور دما می‌شود. دبی سنج جرمی حرارتی اغلب برای تنظیم جریانهای کم گاز استفاده می شوند. آنها یا با وارد کردن مقدار مشخصی از گرما در جریان روان و اندازه گیری تغییرات دمای مرتبط با آن کار می کنند یا با نگه داشتن پروب در دمای ثابت و اندازه گیری انرژی لازم برای انجام این کار عمل می کنند. اجزای یک جریان سنج جرم حرارتی شامل دو سنسور دما و یک هیتر برقی بین آنها است. هیتر می تواند وارد جریان سیال شود یا می تواند خارج از لوله باشد در جریان سنج های حرارتی  جریان سیال با استفاده از خصوصیات حرارتی آن و مستقا از پارامترهای همچون چسبندگی چگالی و فشار اندازه گیری می شود سیال بوسیله یک گرم کن گرم می شود به کمک دو عدد سنسور دما دمای سیال درون لوله قبل و بعد از گرم کن اندازه گیری می شود با محسابات اختلاف دمای (∆T)  ایجادشده در سیال عبوری میزان جریان آن اندازه گیری می شود در حقیقیت هر چه جریان سیال افزایش یابد اختلاف دمای اندازه گیری شده مقدار جریان را محاسبه می کند سنسورهای دما می توانند از نوع RTDو یا (T/C )باشند .

جریان سنج های حرارتی به 2 دسته تقسیم می شوند یک نمونه جریان سنج های هستند که با گرم کردن سیال دمای ایجاد شده در ان را قیل و بعد از گرم کن اندازه گیری می کنند.نوع دوم جریان سنج های هستند که سیال را به درون یک لوله گرم منتقل می کنند و اختلاف دمای حاصل از جریان سیال را  اندازه گیری  می کنندسنسور دما در داخل بدنه دبی سنج قرار دارد. بخش مشخصی ازدبی گاز عبوری از بدنه دبی سنج از طریق مسیر کاری عبور کرده و به وسیله ان دبی گاز محاسبه میشود. یک دبی سنج که در ان سنسور دبی رایج شامل تیوبی نازک و دوسنسور دما است. بسته به سازنده دستگاه هیتر میتواند باهریک از سنسورهای دما ترکیب شود یا به صورت مجزا در وسط سنسور دبی قرار گیرد یعنی بین سنسور دمای بالادست T1و سنسور پایین دست T2قرار گیرد یک منبع تغذیه قوی گرمای ثابتی را به سنسور دبی سنج انتقال می دهد. در حالتی که حرکت در سیال وجود ندارد هر دو سنسور دمای مشابهی را اندازه گیری میکند. هنگامیکه نرخ دبی افزایش میابد گرما از سمت سنسور بالادستT1دور شده و به سنسور پایین دست T2 انتقال میابد.مدار پل این اختلاف دما را تفسیر میکند و به کمک تقویت کننده ای سیگنال خروجی دبی تولید میشود. اختلاف دمای اندازه گیری شده بین سنسورها با نرخ دبی جرمی است.

کاربرد جریان سنج ها حرارتی :

جریان سنج های حرارتی بیشتر برای اندازه گیری جریان گازهای تمیز مانند هوا نیتروژن هیدروژن و سایر گازهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند استفاده از انها برای گازهای مخلوط نیز در صورتی که ترکیب گاز و ظرفیت گرمایی آنها مشخص باشد امکان پذیر است این روش برای سیالات ساینده به دلیل اسیب دیدن سنسور های دما قابل استفاده نیست .  جریان سنج های حرارتی به 2 شکل ساخته و نصب می شود. یک روش وارد نمودن سنسورهای دما و گرم کن در مسیر سیال می باشد . باید محلی برای ورود سنسورهای و گرم کن در خط لوله تعبیه شود در این حالت دمای سیال مستقیما و بدون هیج واسطه ای اندازه گیری دمی شود و جریان جرمی که رابطه خطی با دمای دما دارد نیز مستقیما اندازه گیری می شود امانصب جریان به این روش مشکلات زیادی دارد تماس دایمی تجهیزات اندازه گیری با سیال سرعت خوردگی و سایش را  افزایش می دهد همچنین احتمال وقوع نشتی از محل اتصالات نیز وجود دارد .برای رفع این مشکل نوع دیگری از این جریان سنج ها ساخته شدند که سنسورهای دما در بیرون محفظه جریان سنج نصب می شوند در این حالت هیچ نوع تماسی بین تجهیزات اندازه گیری و سیال عبوری وجود ندارد اما با توجه به این که دمای سیال به صورت غیر مستقیمم اندازه گیری می شود ارتباط جریان با گرما بصورت غیرخطی خواهد بود که در این نتجیه دقت اندازه گیری کاهش می یاد . در جریان سنج نوع دوم  یک مسر انحرافی برای سیال تعبیه شده  و سیال ذپس از ورود به این مسیر مجددا به خط لوله باز برمی گردد جریان عبورب از این مسیر متناسب با جریان کل عبوری .از خط لوله اصلی تغییر می کنند قطر لوله های این مسیر بسیار متناسب با جریان کل عبوری  از خط لوله اصلی تغییر می کند قطر لوله های این مسیر بسیار کوچک انتخاب می شود این کار باعث کاهش انرژی مورد نیاز جهت گرم کردن سیال شدخ و سرعت پتسخ گویی را افزاییش موی دهد البته بهتر است یک فیلتر در ورودی مسیر قرار بگیرمد تا از ورود ذرات معلق همراه سیال و مسدود شدن مسیر جلوگیری شود در این حالت به دلیل کاهش سرعت سیال عبوری در مسیر کنار گذر سرعت سایش و خوردگی قطعات کاهش میابد.

 
جریان سنج های حرارتی به 2 شکل ساخته و نصب می شوند:

یک روش وارد نمودن سنسورهای دما و گرم کن در مسیر سیال می باشد . باید محلی برای ورود سنسورهای و گرم کن در خط لوله تعبیه شود در این حالت دمای سیال مستقیما و بدون هیج واسطه ای اندازه گیری دمی شود و جریان جرمی که رابطه خطی با دمای دما دارد نیز مستقیما اندازه گیری می شود امانصب جریان به این روش مشکلات زیادی دارد تماس دایمی تجهیزات اندازه گیری با سیال سرعت خوردگی و سایش را  افزایش می دهد همچنین احتمال وقوع نشتی از محل اتصالات نیز وجود دارد .برای رفع این مشکل نوع دیگری از این جریان سنج ها ساخته شدند که سنسورهای دما در بیرون محفظه جریان سنج نصب می شوند در این حالت هیچ نوع تماسی بین تجهیزات اندازه گیری و سیال عبوری وجود ندارد اما با توجه به این که دمای سیال به صورت غیر مستقیمم اندازه گیری می شود ارتباط جریان با گرما بصورت غیرخطی خواهد بود که در این نتجیه دقت اندازه گیری کاهش می یاد .
در جریان سنج نوع دوم  یک مسر انحرافی برای سیال تعبیه شده  و سیال ذپس از ورود به این مسیر مجددا به خط لوله باز برمی گردد جریان عبورب از این مسیر متناسب با جریان کل عبوری .از خط لوله اصلی تغییر می کنند قطر لوله های این مسیر بسیار متناسب با جریان کل عبوری  از خط لوله اصلی تغییر می کند قطر لوله های این مسیر بسیار کوچک انتخاب می شود این کار باعث کاهش انرژی مورد نیاز جهت گرم کردن سیال شدخ و سرعت پتسخ گویی را افزاییش موی دهد البته بهتر است یک فیلتر در ورودی مسیر قرار بگیرمد تا از ورود ذرات معلق همراه سیال و مسدود شدن مسیر جلوگیری شود در این حالت به دلیل کاهش سرعت سیال عبوری در مسیر کنار گذر سرعت سایش و خوردگی قطعات کاهش میابد.

نکات قابل توجه در انتخاب فلومتر های حرارتی :

فلومتر های حرارتی معمولا برای اندازه گیری گاز های تمیز مانند هوا ٬نیتروژن ٬ هیدروژن و سایر گاز های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.استفاده از انها برای گاز های مخلوط ٬در صورتی که ترکیب گاز و در نتیجه ظرفیت گرمایی ان شناخته شده باشد امکان پذیر است.
مزیت مهم این روش عدم وابستگی ان به چگالی گاز و در نتیجه عدم نیاز به جبران سازی تغییرات دما و فشار می باشد.این روش برای سیالات ساینده به دلیل صدمه رساندن به سنسور قابل استفاده نیست. همچنین سیالاتی که بروی سنسور ها فلومتر پوشش ایجاد می کند موجب کاهش دقت ان می شود.به دلیل اینکه کالیبراسیون این سنسور ها بر اساس خصوصیات حرارتی اجزای ان مانند سنسور ها و هیتر انجام شده٬ تعمیر و تعویض ان موجب کاهش در دقت ان می شود.گاز هایی که احتمال میعان و تولید قطرات مایع در ان ها وجود دارد موجب اندازه گیری های نامعتبر در این نوع فلومتر می شود زیرا قطرات مایع ٬مقدار گرمایی زیادی که از هیتر جذب می کند.

تاثیرات دما:

تغییرات دما در رفتار دبی سنج تاثیرگذار است. تخمین این تاثیرات عموما در ترانسمیتر گنجانده میشود. تغییرات دما ممکن است باعث افست در خروجی تجهیز در دبی صفر شود. بنابراین خروجی تجهیز باید در دمای عملی فرایند صفر شود.تاثیرات دما عموما به صورتدرصد یا درجه سیلسیوس مشخص میشود.علاوه براین تغییرات دما ممکن است در مقدار گرمای ویژه ای که دبی سنج در ان کالیبره میشود تاثیر بگذارد.

تاثیرات فشار:

تغیییرات فشار ممکن است در گرمای ویژه گاز یا نرخ دبی بین سنسور و المان خطیی دبی تاثیر بگذارد.بعضی از سازندگان برای کم کردن این تجهیز را در شرایط فشار تعیین شده کالیبره میکند

مزایا :

غیرتماسی بدون سنسور واردشونده
بدون مانع در مسیر سیال
نیازهای نگهداری کمتر

معایب : 

فقط برای گازهای با دبی پایین مناسب است
در معرض خوردگی و فرسودگی است.

شرکت آی اف ام (IFM)

ifm electronic gmbh توماسیون ساخت آلمان. کیفیت ، نوآوری ، خدمات استثنایی و بیش از 40 سال نزدیک به کار

ifm electronic از نظر اتوماسیون انتخاب درستی است. از حسگرهای موقعیت و فرایند ، تشخیص اشیا ، سیستم های تشخیص و شناسایی تا سیستم های شبکه و کنترل - مجموعه محصولات IFM متناسب با نیازهای خاص شما طراحی شده است.

کیفیت برای این شرکت یک اصطلاح بسیار فراتر از محصول واقعی است. تمام فرایندها بر خدمات مشتری و کیفیت محصول متمرکز است. آی اف ام از بازخورد مشتریان خود برای بهبود مستمر کیفیت محصولات خود استفاده می کند. در روشهای آزمایشی ویژه ، سنسورهای خود را بسیار فراتر از محدوده خود تحت فشار قرار می دهیم تا اطمینان حاصل شود که آنها در فرایندهای مشتریان وعده می دهند.