فلومتر جرمی یا جریان سنج جرمی شدت جریان جرمی سیال عبوری از داخل لوله را اندازه گیری می کند. سایز لوله، میزان جریان و جنس سیال، 3 پارامتر اصلی در انتخاب فلومترها هستند. دقت اندازه گیری و سرعت اندازه گیری، در مرحله بعد قرار میگیرند. شدت جریان جرمی برابر است با جرمی از سیال که از یک نقطه ثابت در واحد زمان عبور می کند.در دنیا، تکنیکهای مختلفی برای اندازه گیری جریان گاز وجود دارند، روش های مختلف اندازه گیری جریان سیالات توسط فلومترهای گوناگون، زیرمجموعه ای از تجهیزات ابزار دقیق، در ادامه آورده شده است:
- فلومتر لامینار – Laminar Differential Pressure
در این فلومتر، ابتدا جریان اصلی سیال، در میان لایه های جداگانه تقسیم میشود و سپس اختلاف فشار سیال در طول مسیری کوتاه، اندازه گیری میشود. اختلاف فشار، با توجه به اندازه های هندسی و نوع سیال، معیاری از جرم جابجا شده آن است. مقدار این جرم جابجا شده در طول زمان، همان فلو یا جریان سیال است. از نظر معادلات سیالات، افت فشار متناسب با جریان حجمی است و از معادله poiseuille میشود میزان افت فشار را به جریان حجمی تبدیل کرد. مقدار جریان حجمی نیز می تواند با استفاده از ضریب چگالی در دما و فشار داده شده، به جریان جرمی تبدیل شود.
شماتیک کلی یک فلومتر لامینار یا چندلایه ای
- فلومتر کوریولیس – Coriolis
در فلومتر کوریولیس از اثر کوریولیس برای محاسبه جریان جرمی سیال استفاده می شود. در این روش سیال از یک یا دو تیوب منحنی شکل عبورمی کند. یک ارتعاش به تیوب(ها) اعمال می شود. نیروی کوریولیس، بصورت عمودی بر جهت لرزش و جهت جریان عمل می کند. در حالی که تیوب به سمت بالا ارتعاش داشته باشد جریان ورودی سیال به سمت پایین نیرو وارد می کند و جریان خروجی سیال به سمت بالا نیرو وارد می کند. این باعث ایجاد گشتاور تیوب می شود و معکوس این فرایند زمانی اتفاق می افتد که لرزش تیوب به سمت پایین باشد. این نیروهای مخالف باعث ایجاد انحراف در تیوب می شود که دامنه آن متناسب با جریان جرمی عبوری از تیوب می باشد.
نحوه تاثیر نیروی کوریولیس بر روی فلومتر کوریولیس
- فلومتر آلتراسونیک – Ultrasonic
با توجه به قانون دوپلر، فرکانسی که از یه منبع تولید می شود از طرف دیگر یک گیرنده این فرکانس را دریافت می کند. اگر شما به یک جسم امواج صوتی ارسال کنید، فرکانس بازگشت، نشان دهنده سرعت آن جسم نسبت به شما خواهد بود. یعنی اختلاف فرکانس موج ارسالی و دریافتی، نمادی از سرعت جسم نسبت به شما است. بنابراین با ارسال اموج صوتی به یک سیال، در صورتی که جریان سیال دچار تغییر شود این فرکانس رفت و برگشت به خاطر سرعت سیال تغییر محسوسی خواهد داشت. اندازه گیری و کالیبره این تغییرات بر حسب فلو به شما امکان اندازه گیری فلو به روش آلتراسونیک را خواهد داد.
نحوه عملکرد یک فلومتر آلتراسونیک
- فلومتر رتامتر – Variable Area
در فلومتر Variable Area یا رُتامتر از یک لوله و یک شناور داخل آن، برای محاسبه جریان سیال استفاده می شود. با حرکت سیال در لوله، شناور نیز بالا می رود. شناور تا جایی بالا می رود که نیروی مقاوم سیال، نیروی ارشمیدس و وزن سیال، یکدیگر را خنثی نمایند و سیستم به حالت تعادل برسد. در اینصورت ارتفاع شناور در لوله معیاری از جریان سیال است. هر چه دبی جریان عبوری از روتامتر بیشتر باشد، محل شناور بالاتر خواهد بود.
اصول کارکرد یک فلومتر رتامتر
- فلومترحرارتی – Thermal Flow Meter
فلومتر حرارتی دارای یک لوله بسیار نازک به موازات با مسیر عبور سیال، می باشد و بخش بسیار کمی از سیال را همزمان از خود عبور میدهد. روش عملکرد این سنسورها این است که با المنتی که در دور خود دارند، بدنه لوله را گرم میکنند. هنگامی که سیال با عبور از داخل لوله، گرما را از قسمت ورودی خود به قسمت خروجی، منتقل میکند. این انتقال گرما در لوله، باعث ایجاد اختلاف دما می شود. اختلاف دما در برد الکترونیکی، متناسب با سرعت جرم عبوری سیال است، و بدین طریق جریان جرمی سیال اندازه گیری می شود.
جزئیات داخلی یک دستگاه فلومتر حرارتی – Thermal Flowmeter
اگه در زمینه فلومتر و فلوکنترلر جرمی سوالی دارین میتونین پایین صفحه بپرسین. سعی من اینه که در این مقاله به سوالات شما در این زمینه جواب بدم.
کالیبراسیون در فلومترها
در تمامی روشهای اندازه گیری جریان، یک نکته خیلی مهم وجود دارد. همه این روشها، در نهایت به ارایه یک پارامتر خاص منجر میشوند که نمادی از جریان سیال است. این که این عدد، دقیقا معادل با چه مقدار از جریان بر حسب مثلا CC/Min یا Lit/Min و … است را باید با یک دستگاه مرجع تعیین کرد.