فلومتر آلتراسونیک و انتخاب آن

فلومتر آلتراسونیک نوعی دبی سنج حجمی است که سرعت یک سیال را  با امواج صوتی برای محاسبه دبی اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از مبدل‌های آلتراسونیک، فلومتر می‌تواند سرعت متوسط در طول مسیر پرتوی ساطع شده توسط فرستنده را اندازه‌گیری کند. این کار با محاسبه‌ی میانگین اختلاف زمان انتقال اندازه‌گیری شده بین پالس‌های انتشار امواج داخل و در جهت جهت جریان یا با اندازه‌گیری تغییر فرکانس با کمک اثر داپلر صورت می‌گیرد. فلومترهای آلتراسونیک تحت تأثیر خواص صوتی مایع قرار گرفته و بسته به اندازه‌گیری دقیق دبی، می‌توانند تحت تأثیر دما، چگالی، ویسکوزیته و ذرات معلق قرار گیرند. خرید آنها بسیار متفاوت است اما اغلب استفاده و نگهداری آنها کم هزینه است زیرا برخلاف فلومترهای مکانیکی از قطعات متحرک استفاده نمی‌کنند.

انواع فلومتر های آلتراسونیک

سه نوع مختلف از فلومترهای مافوق صوت وجود دارد. فلومترهای انتقالی (یا زمان‌گذر) میتوانند به انواع درون خطی و یا خارجی(کلمپی) تقسیم شوند. فلومترهای آلتراسونیک که از قانون اثر داپلر استفاده می‌کنند که فلومترهای بازتابی یا داپلر نامیده می‌شوند. نوع سوم، فلومتر جریان کانال باز است.

فلومتر های زمان‌گذر

فلومتر آلتراسونیک تفاوت بین زمان انتقال پالس‌های آلتراسونیک را نشان می‌دهند که در جهت و در خلاف جهت جریان حرکت می‌کنند. این اختلاف زمانی، سرعت متوسط سیال در طول مسیر را مشخص می‌کند. با استفاده از مقادیر مطلق بالایی و پایینی زمان انتقال می‌توان سرعت متوسط سیال(v) و سرعت صوت(c) را محاسبه کرد. با استفاده از این دو زمان انتقال، فاصله‌ی ترانسدیوسرهای فرستنده و دریافت کننده(L) و زاویه α، اگر فرض کنیم که صدا هنگام انتشار در خلاف جهت جریان و هنگام بازگشت در امتداد جریان هنگام حرکت می‌کند، می توانید معادلات زیر را با توجه به تعریف سرعت بنویسید:

فلومتر آلتراسونیک زمان‌گذر

که با تفریق دو معادله نتیجه می‌شود:

فلومتر های داپلر

روش دیگر اندازه گیری فلومتر آلتراسونیک استفاده از انتقال داپلر است که حاصل انعکاس پرتو مافوق صوت از مواد منعکس کننده صوت، مانند ذرات جامد یا حباب‌های هوا در یک سیال جاری یا آشفتگی سیال در سیالات است. فلومتر آلتراسونیک داپلر برای دوغاب، مایعات دارای حباب، گازهایی با ذرات منعکس کننده صدا استفاده نیز می شود.

فلومتر-آلتراسونیک-داپلر

از این نوع فلومتر همپنین می‌توان برای اندازه‌گیری سرعت جریان خون استفاده کرد، با عبور دادن یک پرتوی آلتراسونیک از طریق بافت ها، تقویت آن با یک صفحه منعکس کننده، سپس معکوس جهت پرتو و تکرار اندازه گیری، دبی جریان خون را می‌توان تخمین زد. فرکانس پرتوی انتقال یافته تحت تأثیر حرکت خون در رگ قرار دارد و با مقایسه فرکانس پرتوی بالادستی در مقابل جریان پایین‌دست خون از طریق رگ اندازه‌گیری می‌شود. از تفاوت بین دو فرکانس اندازه‌گیری دبی واقعی خون ار می‌توان بدست آورد. برای اندازه‌گیری دبی مستقل از سطح مقطع رگ، می‌توان از یک سنسور دارای  پرتوی پهن استفاده کرد.

بهتر است مایعاتی که این تکنولوژی برای آن‌ها به کار برده می‌شود دارای حداقل ۱۰۰ppm ذرات باشند و اندازه‌ی ذرات بیش از ۱۰۰ میکرون باشد.

انتخاب فلومتر آلتراسونیک

برای انتخاب فلومتر آلتراسونیک باید به سؤالات زیر پاسخ دهید:

  • آیا مایع دارای ۱۰۰ppm از ذرات و ذرات با اندازه‌ی ۱۰۰ میکرون یا بیشتر است؟
  • آیا به مانیتورینگ فرآیند به صورت دستی نیاز است یا به صورت اتوماتیک؟
  • به خروجی آنالوگ نیاز دارید؟
  • حداقل و حداکثر دبی سیال چقدر است؟
  • کم‌ترین و بیشترین دمای فرایند چقدر است؟
  • حداقل و حداکثر فشار فرآیند چیست؟
  • سایز لوله چقدر است؟
  • آیا لوله همیشه پر است؟

شرکت فراسنج ابزار مفتخر است که فرایند طراحی و ساخت فلومترهای آلتراسونیک را به طور کامل در کشور بومی‌سازی کرده و با نصب حدود ۳۰۰۰ دستگاه در حال بهره‌برداری از این فلومترها، بهترین عملکرد را از خود نشان داده است.

گردآوری و تدوین: واحد تحقیق و توسعه شرکت فراسنج ابزار، مهدی سلیمانی، ۱۳۹۹/۱/۳۰

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Enter Captcha Here : *

Reload Image