اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو

Forced Balance Meters

این فناوری که بسیار ساده اما پرکاربرد از تماس مستقیم سیال در حال حرکت به بخش متحرک دستگاه نیروی وارد شده و اجزای مکانیکی و سازوکار تعبیه شده در دستگاه می توان مرد از شدت میزان نیروی وارد شده جریان سیال را تخمین بزند. اغلب نمایش مقدار جریان به صورت محلی بوده ولی در بعضی از دستگاهها و با کاربردهای ویژه در کنترل امکان تبدیل رقم تخمین زده شده پی یک سیگنال الکترونیک نیز فراهم می باشد. چون دقت بسیار بالایی از این گونه دستگاه ها انتظار نداریم لذا فناوری ساخت این دستگاه نیز ساده بوده و در نتیجه قیمت آن نیز بسیار کم خواهد بود معمول ترین دستگاه هایی که از این فناوری استفاده می کنند عبارتند از:( اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو Forced Balance Meters )

• Target Meter
• Rotameter

Target Meter

همانطور که در چه کسی نشان می دهد سریال به طور مستقیم به صفحه متصل به مقر دستگاه که در مسیر جریان قرار دارد که ثابت کرده سپس نیروی وارده را به بخش الکترونیک منتقل و امکان تبدیل نیروی اندازه گیری شده به سیگنال الکترونیک فراهم می باشد هرچه میزان جریان بیشتر باشد نیروی منتقل شده نیز بیشتر خواهد بود. ( اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو Forced Balance Meters )

اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو

Forced Balance Meters

همان گونه که می شود حرف زد از مهمترین ویژگی های این دستگاه امکان استفاده از آن در اندازه گیری جریان مایعات کثیف و دوغابی است. همچنین با انتخاب جنس مناسب برای سطحی تارگت می توان دستگاه را برای اندازه گیری جریان مواد خورنده نیز استفاده نمود. در زمان با توجه به اینکه در دست از فتح های متحرک نیز استفاده نشده است برای مقابله با نشتی نیاز به تمهیدات خاصی وجود ندارد.

Rotameter

این دستگاه که به Variable Area Flowmeter  نیز معروف است ست دارای ساختمان و فناوری یا اصول ساده اندازه گیری می باشد. شکل زیر اجزای نمونه از این دستگاه را نمایش می دهد.

اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو

Forced Balance Meters

 رایج ترین و پرکاربردترین این نوع دست با از یک لوله شیشه ای مدرج و یک شناور تشکیل می شود. به دلیل شیشه ای بودن بدنه دستگاه تحمل فشار در آن پایین بوده و برای خطوط جریان با فشار بالا کاربردی ندارد. اما در مقایسه کاربردی که بین لوله های شیشه ای انجام شده است می توان پذیرفت که هرچه اندازه قطر لوله شیشه بیشتر باشد تحمل فشار آن نیز کمتر خواهد بود. از دستگاه های با اندازه بالاتر برای فرآیندهای با فشار پایین تر کاربرد دارد. برای مثال دستگاه با اندازه ۱.۴ اینچ تحمل فشار فرایند تا ۴۵۰psi را دارد در حالی که دستگاه ۴ اینچ فقط تحمل فشار فرایند تا ۴۰psi را دارد. اما برای آزمایش تحمل فشار دستگاه طبق  رویه های معمول آزمون تا ۱.۵ برابر فشار نامی آزمایش خواهد شد.

 بیشترین مورد استفاده دستگاه برای نمایش میزان جریان در سایت یا حصول اطمینان بهره بردار از عبور جریان در لوله است. از ویژگی های دیگر این دستگاه به لحاظ ساختمان آن ضرورت نصب دستگاه به صورت عمودی است. لذا این نمونه های خاص روی خطوط افقی کاربردی ندارد. حامی تر از نوع شیشه به لحاظ شفاف بودن فقط در سیالات تمیز کاربرد دارد و اصولاً این دست را برای مایعات با گرانروی بالا کاربردی ندارد چون احتمال شکستن شیشه دست با به هر دلیل وجود دارد استفاده از خون در اندازه گیری جریان سیالات سمی و احتراق آمیز توصیه نمی شود.

 تغییر چگالی سیال باعث تغییر تنظیمات دستگاه و غیر معتبر شدن مقیاس آن خواهد شد که در این حالت و در صورت لازم بایستی مقیاس دستگاه جابجا شود. از طرفی هرچه اندازه دستگاه کوچکتر باشد تاثیر پذیری آن از تغییرات چگالی بیشتر خواهد بود. خود چگالی نیز متناسب با تغییر در شرایط فرایندی و یا تغییر دما و فشار جریان متفاوت خواهد بود. در انتخاب شناور نیز باید دقت نمود برای مثال شناور هایی که دارای نوک تیز باشد نسبت به تغییرات چگالی کمتر حساس خواهند بود.

اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو

Forced Balance Meters

 اصول اندازه گیری. شکل زیر اجزای دستگاه روتامتر را نشان میدهد.  اما با توجه به شکل زیر ملاحظه می‌شود که نیروهای امنیتی شده به شناور شامل سه نیروی متمایز زیر می باشد.

•  وزن شناور
•  نیروی رانش و شناوری مطابق با اصل ارشمیدس
•  نیروی متناسب با میزان جریان سیال

اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو

Forced Balance Meters

جام جم بریس نیرو باعث متعادل شدن شناور و تثبیت آن به طور شناور در یک وضعیت می شود. با توجه به صفحه مدرج مقابل شناور رقمی که نشانگر آن را نشان می دهد معادل میزان جریان عبوری از دستگاه است. کاربرد عمده این گونه از دستگاهها برای نمایش محلی میزان جریان سیال است.  اما چنانچه حرکت شناور را توسط عنصری به بیرون دستگاه منتقل کنیم می توانیم توسط بخش الکترونیک یا آشکارساز میزان جریان سیال را به سیگنال الکتریکی تبدیل نماییم.

 نصب این دستگاه خاص روی لوله های افقی امکان پذیر نیست. چرا که شناور مطابق با وزنی که دارد و با توجه به جاذبه زمین همواره تمایل به نشستن در پایین ترین نقطه از لوله دستگاه اندازه گیری را دارد. از جانبی در کاربردهای عمومی هم که به طور عمودی نصب می شود در نصب دستگاه و تراز کردن آن بایستی دقت کافی داشت. همچنین نصب این دستگاه در محیط هایی که لرزش وجود دارد توصیه نمی شود.

 یکی از کاربردهای بسیار معمول این دستگاه روی خروجی سیلندر های اکسیژن و مصارف بیمارستانی است.

 شکل زیر انواع مختلف شناور ها را نمایش می دهد.

اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو

Forced Balance Meters

 شکل زیر حالت های مختلف شناور درسه وضعیت جریان سفر جریان حداکثر و جریان در حد متوسط را نشان میدهد.  ملاحظه می‌شود که در زمانی که جریان در حد صفر می باشد شناور کاملاً بر دیواره لوله مسیر جریان مماس بوده و  و این امر بیانگر  جریان صفر می باشد.

اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو

Forced Balance Meters

 دستگاه روتامتر با قابلیت نصب به صورت افقی

  تاکنون هرگز صحبت از روتامتر شد دستگاهی با فناوری خاص و توضیحات ارائه شده تاکنون مورد نظر به طوری که دستگاه زمان بایستید حالت عمودی نصب شود سازندگان دستگاه با فناوری ویژه‌ای را تولید و به بازار ارائه نمودند که ضمن پیروی از اصول فناوری مبتنی بر شاخص نیرو و شکل ظاهری همچون روتامتر امکان نصب آن به صورت افقی هم فراهم می باشد

اندازه گیری جریان به کمک شاخص نیرو

Forced Balance Meters

 گرچه اصول و مبانی حاکم بر این دستگاه و ساز و کار مربوطه با روتامتر به روش گذشته و فناوری محمول آن مطابقت ندارد اما از لحاظ کاربردی و شرایط اندازه گیری این دستگاه تفاوت خاصی با روتامتر ندارد. شایان ذکر است دستگاه فوق دارای قابلیت نصب در لوله افقی و همچنین دارای قابلیت نصب در مسیر جریان لوله های عمودی میباشد و هیچ گونه محدودیتی از لحاظ جهت نصب ندارد و همچنین از نوع سیگنال خروجی و یا نوع نمایش مقدار جریان اندازه گیری نیز تفاوت خاصی با نوع سنتی روتامتر ندارد.

برای مطالعه در مورد اندازه گیری جریان به روش حجمی یا پیمانه ای کلیک کنید