امروزه فلومترهای اولتراسونیک به ابزارهایی بسیار کارآمد و حیاتی در صنایع مختلف برای اندازه گیری سرعت و دبی سیالات تبدیل شده‌اند. این دستگاه‌ها به منظور اندازه‌گیری دقیق جریان سیالات مایع یا گازی در خطوط تولید، انتقال، و مصرف به‌کار می‌روند و از امواج التراسونیک برای اندازه‌گیری سرعت و حجم جریان استفاده می کنند که این امر آن ها را به یک راهکار عالی در زمینه اندازه‌گیری فلو مبدل کرده است. در حال انواع مختلفی از جریان سنج های اولتراسونیک وجود دارند که هم از نظر روش کارکرد و هم از نظر نحوه نصب بر روی خطوط لوله با هم تفاوت هایی دارند. یکی از جدیدترین انواع این دبی سنج‌ها، فلومتر اولتراسونیک اینلاین است که در مقایسه با سایر فناوری‌های دبی سنجی اولتراسونیک، دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند دقت بالا و عدم وجود اجزاء متحرک می‌باشد. این ویژگی‌ها، دبی سنج اینلاین را به یک انتخاب ایده‌آل برای برنامه‌های صنعتی و کنترل فرآیند تبدیل کرده است. در این مقاله، به بررسی عملکرد، مزایا، و کاربردهای گسترده فلومترهای آلتراسونیک اینلاین خواهیم پرداخت.
اصول اندازه گیری جریان با دبی سنج های آلتراسونیک
سه نوع مختلف از جریان سنج های اولتراسونیک وجود دارد:
- فلومترهای انتقالی (یا زمان انتقال متقابل، Transmission یا contrapropagating transit-time) را می توان به انواع برخط (اینلاین) و گیره ای (کلمپ آن) تقسیم کرد.
- فلومترهای التراسونیکی که از شیفت داپلر (Doppler shift) استفاده می کنند، جریان سنج بازتابی یا داپلر نامیده می شوند.
- نوع سوم نیز جریان سنج کانال باز (open-channel flow meter) است.
فلومتر اولتراسونیک اینلاین چیست؟
قبل از اینکه به بررسی فلومتر اولتراسونیک اینلاین بپردازیم، بیایید ببینیم که اصلا منظور از کلمه اینلاین چیست؟ در مجموع دو پیکربندی اولیه برای نصب دبی‌سنج‌ها بر روی خط لوله وجود دارد: نصب به صورت اینلاین (برخط) و نصب به صورت کلمپ آن (گیره‌ای). فلومترهای اینلاین دارای یک بدنه‌ی دارای لوله هستند که از طریق دو فلنج که در ابتدا و انتهای آن قرار دارد (یا روش های اتصالی دیگر) به خط لوله وصل می شوند و بنابراین فلومتر دقیقا در مسیر جریان سیال قرار گرفته، خط را کامل می کند و به عنوان قسمتی از مسیر عبور جریان عمل می نماید. به همین دلیل است که به آن ها فلومترهای اینلاین می گویند. در سمت دیگر، فلومترهای کلمپ آن عموما دارای دو سنسور هستند که در جهات مختلف از بیرون بر روی یک لوله نصب می شوند و سپس اطلاعات پالس های ارسالی از آن ها توسط یک کابل به سیستم فلومتر انتقال یافته و در آنجا محاسبات مربوطه انجام می شود.
فلومترهای اولتراسونیک اینلاین عموما با فلنج بر روی خط لوله نصب می شوند. روش کارکرد این فلومترها نیز عموما transit-time است و درون بدنه این فلومترها دو سنسور اولتراسونیکی برای ارسال و دریافت امواج صوتی نصب شده است. این سنسورها معمولا با زاویه 45 درجه نسبت به خط جریان سیال نصب می شوند. فلومترهای اولتراسونیک transit-time تفاوت بین زمان انتقال پالس های اولتراسونیکی که در جهت جریان و خلاف جهت جریان منتشر می شوند را اندازه گیری می کنند. این اختلاف زمانی معیاری برای اندازه گیری میانگین سرعت سیال در طول مسیر پرتو اولتراسونیک است.
مزایای فلومتر اولتراسونیک اینلاین
به طور کلی، فلومترهای اولتراسونیک اینلاین به دلیل دقت بالا، نصب استاندارد و نسبتا آسان، سازگاری با شرایط محیطی مختلف، بدنه‌ی بسیار مستحکم و امکان اندازه‌گیری در طیف وسیعی از مایعات، در صنایع مختلف برای کنترل و نظارت بر جریان سیال به کار می‌روند. یکی از بزرگترین مزایای استفاده از این نوع فلومترها نسبت به فلومترهای آلتراسونیک کلمپ آن، به عدم رسوب مایعات در فلومترهای اینلاین بر می گردد. به طور دقیق‌تر، از آنجایی که سنسورهای فلومتر کلمپ آن از بیرون بر روی لوله نصب می شود و سپس پارامترهای ورودی مانند ضخامت دقیق لوله در حافظه دستگاه تنظیم می شوند، اگر در طول زمان رسوبات در لوله جمع شوند، ضخامت لوله به تدریج افزایش می یابد که این موضوع تاثیری منفی بر روی دقت اندازه گیری فلومتر می گذارد. این موضوع به ویژه درباره خطوط انتقال آب آهنی به شدت صدق می کند و بنابراین دستگاه نیازمند کالیبراسیون دوره ای خواهد بود. با این حال فلومترهای اینلاین آولتراسونیک عموما به شکلی تولید می شوند که بر روی سنسورهای آن ها هیچگونه رسوبی ننشیند و در نتیجه نیاز خیلی کمی به تعمیر و نگهداری خواهند داشت. به همین دلیل است که در گذر زمان، فلومترهای اولتراسونیکی اینلاین نسبت به برادران کلمپ آن خود معمولا دقت بالاتری را در اندازه گیری جریان سیال ارائه می دهند!
محدودیت های فلومتر اولتراسونیک اینلاین
از آنجایی که این فلومترها از روش اندازه‌گیری “اختلاف زمانی” استفاده می کنند، اصولا دقت بالاتری نسبت به فلومترهای آلتراسونیکی دارند که روش اندازه گیری آن ها داپلر است. با این وجود، فلومترهای اولتراسونیک اینلاین تنها امکان اندازه‌گیری در سیالات تک فاز دارای حداکثر 2 درصد فاز جامد و 1 درصد فاز گازی را دارند و بنابراین عموما برای اندازه گیری مایعات تقریبا خالص (آب، گازوئیل، الکل و…) از آن ها استفاده می شود.
در زیر، به سایر تفاوت های فلومتر اولتراسونیک اینلاین نسبت به فلومتر اولتراسونیک کلمپ آن پرداخته خواهد شد:
نصب و نگهداری آسان
فلومتر اولتراسونیک کلمپ آن به‌صورت مستقیم در خطوط جریان مایع یا گاز نصب می‌شود و نیازی به تخلیه لوله یا توقف فرآیند برای نصب ندارد. این امر نصب و نگهداری آن را سریع و آسان می‌کند. فلومتر اولتراسونیک اینلاین برخلاف فلومتر کلمپ آن، نیاز به باز کردن خطوط یا قطع جریان برای نصب دارد که ممکن است زمان‌بر و پیچیده باشد.
کارکرد در شرایط مختلف
فلومتر اولتراسونیک اینلاین قابلیت عمل در شرایط مختلف دما و فشار را دارد و به‌راحتی با محیط‌های صنعتی مختلف سازگار است. اما برخی از فلومترهای کلمپ آن برای کار در شرایط دمایی یا فشاری خاص محدودیت دارند و ممکن است نتوانند با تمامی شرایط صنعتی سازگاری داشته باشند.
دقت بالا
فلومتر اولتراسونیک اینلاین از امواج التراسونیک برای اندازه‌گیری دقیق جریان استفاده می‌کند و دقت بالایی در اندازه‌گیری فلو ارائه می‌دهد. فلومترهای اولتراسونیک کلمپ آن هم هرچند دقت بالایی دارند، اما ممکن است در مقایسه با فلومترهای اینلاین، دقت کمتری داشته باشند.
با این تفاسیر، انتخاب بین این دو نوع فلومتر بستگی به نیازها و شرایط خاص هر کاربرد دارد.
سخن نهایی
به‌طور کلی، فلومتر اولتراسونیک اینلاین با ترکیبی از دقت، کاربری ساده، مصرف پایین و سازگاری با محیط، در جهت بهبود عملکرد و بهره‌وری فرآیندهای صنعتی تأثیرگذار می‌باشد. این ابزار نه تنها به مدیران و مهندسان صنعتی این امکان را می‌دهد تا جریان فرآیندها را به‌طور دقیق نظارت کنند، بلکه در بهینه‌سازی مصرف انرژی و منابع نیز نقش کلیدی دارد. در این راستا، شرکت فراسنج ابزار مفتخر است اعلام کند که برای اولین بار در ایران توانسته تا این فلومترها را با کیفیت فوق العاده بالا و به صورت صد در صد بومی تولید نماید. شما برای دریافت مشاوره تخصصی و خرید فلومتر اولتراسونیک اینلاین (ساخت فراسنج ابزار) با بهترین دقت و رقابتی ترین قیمت، می توانید از طریق راه های ارتباطی زیر با کارشناسان ما صحبت کنید.