معرفی جامع انواع فلومتر اولتراسونیک

امروزه یکی از اساسی‌ترین پارامترهای اندازه‌گیری در صنایع، اندازه‌گیری جریان سیال است. به طوری که عده زیادی از کارشناسان صنایع دومین کمیت مهم در صنعت را فلو می‌دانند. برای اندازه‌گیری این پارامتر ابزارها و تجهیزات متنوعی تحت عنوان فلومتر تولید شده است. با وجود اینکه تمامی فلومترها قابلیت اندازه‌گیری جریان سیال را دارند اما فلومتر اولتراسونیک یکی از رایج‌ترین ابزارهای استفاده شده در این زمینه است. در ادامه قصد داریم شما را با انواع فلومتر اولتراسونیک، مکانیزم هرکدام و کاربرد آن در صنایع آشنا کنیم؛ همراه ما باشید!

فلومتر اولتراسونیک چیست؟

می‌دانیم که فلومترها سنسورهایی هستند که قابلیت اندازه‌گیری جریان حجمی آب را دارند. این سنسور‌ها در بازار با نام‌های متفاوتی شناخته می‌شوند که هر کدام از آنها بسته به کاربردشان در صنایع متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. فلومتر اولتراسونیک یکی از رایج‌ترین انواع فلومترهای صنعتی است که به وسیله‌ امواج صوتی میزان جریان سیال مایع را محاسبه و تعیین می‌کند. مکانیزم این فلومتر به گونه‌ای است که اگر سیال سریع‌تر حرکت کند، فرکانس نیز به صورت خطی افزایش پیدا خواهدکرد. در این هنگام، فرستنده، سیگنال‌ها را به وسیله امواج فرستاده شده و بازتاب آن به جریان درآورده و  از این طریق می‌تواند سرعت جریان را تعیین کند. لازم به توضیح است که این دستگاه امواج را در بین مبدل‌ها به بالا و پایین می‌فرستد و  اگر در بخشی جریان وجود نداشته باشد حرکت جریان بالا و پایین یکسان خواهدشد.

مشخصات فنی فلومترهای اولتراسونیک

فلومتر اولتراسونیک از خصوصیات صوتی سیال مایع تاثیر گرفته و بسته به دبی می‌تواند تحت تاثیر دما، چگالی، گرانروی و ذرات معلق نیز قرار بگیرد. هزینه خرید فلومتر اولتراسونیک به بسیاری از فاکتورها بستگی دارد و هر چه قدر که دستگاه قوی‌تر باشد قیمت آن نیز بالاتر می‌رود؛  اما می‌توان گفت که هزینه نگهداری و تعمیر آن نسبت به بقیه فلومترها ارزان‌تر است؛ زیرا برخلاف دیگر فلومتر‌ها، مانند فلومتر نوع مکانیکی، قطعات متحرکی ندارد. یکی دیگر از جذابیت این دستگاه‌ها برای استفاده در صنایع بهرمندی از خروجی دیجیتالی آن‌هاست.

انواع فلومتر اولتراسونیک

همانطور که در ابتدای مقاله نیز گفته شد، فلومترهای اولتراسونیک انواع گوناگونی دارند که هرکدام دارای کاربرد و وظیفه خاصی هستند. در ادامه به معرفی انواع فلومتر اولتراسونیک و کاربرد آن‌ها خواهیم پرداخت. بدیهی است که هزینه خرید و عملکرد فلومترها براساس نوع آن‌ها متفاوت خواهدبود؛ بنابراین اگر قصد خرید فلومتر اولتراسونیک را دارید در ادامه ما را همراهی کنید!

فلومتر اولتراسونیک پرتابل

فلومتر اولتراسونیک پرتابل دستگاهی است که برای اندازه‌گیری جریان سیالات در لوله‌های تحت فشار طراحی شده‌است. برای استفاده از این دستگاه نیازی به برش دادن و باز کردن سیستم لوله نمی‌باشد. از جمله مزیت‌های فلومتر اولتراسونیک پرتابل امکان اندازه‌گیری در هر دو حالت ثابت و متحرک است؛ زیرا از این طریق می‌توانیم جریان ورودی و خروجی یک سیستم تحت فشار را اندازه‌گیری کنیم. دستگاه اولتراسونیک پرتابل محدودیتی برای استفاده ندارد اما به دلیل حمل آسان آن در صنایع پتروشیمی و زیر مجموعه‌های آن مانند نفت و گاز کاربرد بیشتری خواهدداشت. از طرف دیگر نمی‌توان از نقش بسیار مهم این فلومتر در شرکت آب و فاضلاب چشم‌پوشی کرد. بررسی جریان‌های ورودی و خروجی به سیستم‌های تصفیه فاضلاب، از مهم‌ترین وظایف این فلومترهاست.

فلومتر اولتراسونیک کانال باز

یکی‌دیگر از انواع فلومتر اولتراسونیک، فلومتر کانال باز نام دارد که برای اندازه‌گیری دبی آب و یا فاضلاب در داخل سازه‌ها و یا کانال‌های بدون سازه از آن استفاده می‌شود. در این دستگاه، سنسور‌های اولتراسونیک، ارتفاع آب در کانال باز را اندازه‌گیری کرده و به وسیله‌ هندسه کانال، جریان آب را تعیین می‌کنند. در فلومترهای اولتراسونیک کانال باز به دلیل این‌که صدا تحت تاثیر دمای هوا قرار می‌گیرد، وجود یک سنسور دما در آن ضروری است.

از جمله کاربرد‌های فلومتر اولتراسونیک کانال باز عبارتند از:

• اندازه‌گیری جریان نهرهای طبیعی
• مطالعه در مورد آب‌های نفوذی
• جریان‌های فاضلاب
• ورودی و خروجی تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب
• اندازه‌گیری جریان‌های نفوذی
• اندازه‌گیری جریان داخل نهر‌ها و کانال‌های آبیاری کشاورزی
• قابل استفاده در مکان‌هایی که امکان نصب یا اجرای سازه پارشال وجود ندارد

فلومتر اولتراسونیک داپلر

یکی از انواع فلومتر اولتراسونیک که اغلب برای اندازه‌گیری جریان مافوق صوت از آن استفاده می‌شود، فلومتر اولتراسونیک داپلر است. انعکاس پرتوی اولتراسونیک از مواد منعکس کننده صوتی، مانند ذرات جامد یا حباب هوا در مایع، در حال جریان باعث کار فلومتر اولتراسونیک داپلر خواهدشد. به همین دلیل از این فلومتر‌ها غالبا برای اندازه‌گیری مایعات دارای حباب و گازهایی که منعکس کننده صدا هستند استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که روش داپلر برای سرویس‌های فاضلاب یا پساب‌ها قابل استفاده نیست.

یکی دیگر از کاربردهای رایج فلومتر داپلر، اندازه‌گیری سرعت جریان خون است. در این روش با عبور دادن پرتو اولتراسونیک از طریق بافت و تقویت آن، دبی جریان خون را می‌توان تخمین زد. فرکانس پرتوی انتقال یافته تحت تأثیر حرکت خون در رگ قرار دارد؛ این فرکانس از طریق رگ با مقایسه فرکانس پرتوی بالادستی در مقابل جریان پایین‌دستی اندازه‌گیری می‌شود. تفاوت بین دو فرکانس، نشانگر دبی واقعی خون است. همچنین برای اندازه‌گیری دبی مستقل از سطح مقطع رگ، می‌توان از یک سنسور دارای پرتوی پهن استفاده کرد. مایعاتی که در تکنولوژی فلومتر داپلر از آن استفاده می‌شود بهتر است دارای حداقل ۲۰۰ppm ذرات باشد.

فلومتر اولتراسونیک زمان‌گذر

یکی‌دیگر از کاربردی‌ترین انواع فلومترهای اولتراسونیک، زمان‌گذر نام دارد که نشانگر تفاوت بین زمان انتقال پالس‌های اولتراسونیک است. اختلاف زمانی اندازه‌گیری شده، متناسب با سرعت متوسط مایع در امتداد مسیر پرتو اولتراسونیک بوده و به وسیله آن مشخص می‌شود. اندازه‌گیری فلو در این نوع از فلومترها به دو دوش صورت می‌گیرد.

• فلومتر جابجایی زمانی نوع Z یا Z – factor
• فلومتر جابجایی زمانی نوع V یا V –factor  

فلومتر جابجایی زمانی نوع Z یا Z – factor  

این نوع از فلومترها برای سیالات تمیز و عاری از ذرات جامد و حباب به کار می‌رود. از طرف دیگر در خطوطی که سایز آن‌ها بین ۴ تا ۱۵۶ اینچ است فلومتر جابجایی زمانی نوع Z یا Z – factor  بهترین گزینه است. بدیهی است که در لوله‌های کوچکتر، زمان ارسال امواج کوتاه است و نمی‌توان آن‌ها را محاسبه کرد. به همین دلیل است که این دستگاه برای طول موج‌های کوتاه کاربردی ندارد.

فلومتر جابجایی زمانی نوع V یا V –factor  

این نوع از فلومترها هم مانند سایر انواع فلومتر اولتراسونیک، برای سیالات تمیز و عاری از هرگونه ذره جامد و حباب کاربرد دارد. فلومتر زمانی نوعV  در لوله‌هایی که سایز ۲ تا ۴ اینچ دارند استفاده می‌شود. در این روش، سنسورها در یک طرف لوله قرار می‌گیرند، سیگنال‌های ارسالی پس از برخورد به سمت دیگر پس فرستاده شده و توسط سنسور دیگر تحویل گرفته می‌شوند.

فلومتر‌های اولتراسونیک از لحاظ قرارگیری در خط لوله نیز به دو قسمت تقسیم‌بندی می‌شوند:

• فلومتر اولتراسونیک کمربندی  (Clamp On)
• فلومتر اولتراسونیک در خط  (In Line)

فلومتر کمربندی (Clamp On)

در این حالت فلومتر‌ها به صورت کمربندی در مسیر لوله قرار می‌گیرند و چون پس از گذشت مدتی دچار سایش و اتصال در سنسور به خط لوله می‌شود؛ هر چند یک بار از گریس و یا ژل در زیر سنسور استفاده خواهدشد.

فلومتر در خط (In Line)

فلومترها در این روش به صورت خطی در مسیر لوله بوده و به طور مستقیم با خط لوله در ارتباط قرار می‌گیرند؛ همچنین دقت اندازه‌گیری در این نوع از فلومترهای اولتراسونیک بسیار بالاتر از سایر انواع آن است.

همانطور که مشاهده کردید، انواع فلومتر اولتراسونیک متنوع بوده و برای انتخاب هر کدام از آن‌ها، باید ابتدا کاربرد و نحوه استفاده از آن را بدانید. دانستن جزئی‌ترین اطلاعات ممکن است، تاثیر بسیار زیادی روی هزینه‌ مصرفی شما برای خرید اولتراسونیک داشته باشد. برای کسب اطلاعات جزئی‌تر می‌توانید از طریق پل‌های ارتباطی موجود در وب‌سایت از مشاوره‌های تخصصی رایگان تیم ایفاصنعت بهرمند شوید.