پیش‌نویس:حسگر جریان

اندازه گیری جریان عبارت است از کمی سازی حرکت سیالات. جریان می تواند با استفاده از دستگاه هایی به نام فلومترها به روش های مختلف اندازه گیری شود. انواع متداول فلومترها با کاربردهای صنعتی عبارتند از:

نوع مسدودکننده (فشار تفاضلی یا متغیر)
استنتاجی (نوع توربین)
الکترومغناطیسی
فلومترهای نوع جابجایی مثبت، که حجم ثابتی از سیال را جمع آوری کرده و سپس تعداد دفعات پر شدن حجم را برای اندازه گیری جریان می شمارند.
دینامیک سیال (پرتاب ورتکس)
آنمومتر
فلومتر اولتراسونیک
فلومتر جرم (نیروی کریولیس)

روش‌های اندازه‌گیری جریان به غیر از فلومترهای نوع جابجایی مثبت، به نیروهای تولید شده توسط جریان عبوری هنگام غلبه بر یک محدودیت شناخته شده، برای محاسبه غیرمستقیم جریان اتکا می‌کنند. جریان ممکن است با اندازه‌گیری سرعت سیال در یک مساحت شناخته شده اندازه‌گیری شود. برای جریان‌های بسیار بزرگ، ممکن است از روش‌های ردیاب برای استنباط نرخ جریان از تغییر در غلظت یک رنگ یا رادیوایزوتوپ استفاده شود.

انواع و واحدهای اندازه گیری[ویرایش]

جریان گاز و مایع هر دو می‌توانند با کمیت‌های فیزیکی نرخ جریان حجمی یا نرخ جریان جرمی، به ترتیب با واحدهای SI مانند متر مکعب بر ثانیه یا کیلوگرم بر ثانیه اندازه‌گیری شوند. این اندازه‌گیری‌ها با چگالی ماده مرتبط هستند. چگالی یک مایع تقریباً مستقل از شرایط است. این موضوع در مورد گازها صادق نیست، چگالی آنها به شدت به فشار، دما و تا حدی کمتری به ترکیب بستگی دارد.

زمانی که گازها یا مایعات برای محتوای انرژی خود منتقل می‌شوند، مانند فروش گاز طبیعی، نرخ جریان همچنین ممکن است بر حسب نرخ جریان انرژی مانند گیگاژول بر ساعت یا BTU بر روز بیان شود. نرخ جریان انرژی، نرخ جریان حجمی ضربدر محتوای انرژی بر واحد حجم یا نرخ جریان جرمی ضربدر محتوای انرژی بر واحد جرم است. نرخ جریان انرژی معمولاً از نرخ جریان جرمی یا حجمی با استفاده از یک کامپیوتر جریان مشتق می‌شود.

در بافت‌های مهندسی، نرخ جریان حجمی معمولاً با نماد $Q$ و نرخ جریان جرمی با نماد https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ad59b9876301e8fb75b9ddbf08de594b87251d3b نشان داده می‌شود.

برای یک سیال با چگالی $\rho$ ، نرخ جریان جرمی و حجمی می توانند از رابطه

https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ad04564c50dd90622df6d3d16cd16817b14110af مرتبط باشند.

گاز[ویرایش]

گازها قابل فشرده شدن هستند و زمانی که تحت فشار قرار می‌گیرند، گرم می‌شوند یا سرد می‌شوند حجم آنها تغییر می‌کند. یک حجم از گاز تحت یک مجموعه از شرایط فشار و دما، معادل همان گاز تحت شرایط متفاوت نیست. به "جریان واقعی" از طریق یک متر و "استاندارد" یا "پایه" جریان از طریق یک متر با واحدهایی مانند acm/h (مترمکعب واقعی در ساعت)، sm3/sec (مترمکعب استاندارد در ثانیه)، kscm/h (هزار مترمکعب استاندارد در ساعت)، LFM (فوت خطی در دقیقه) یا MMSCFD (میلیون فوت مکعب استاندارد در روز) اشاره خواهد شد.

نرخ جریان جرمی گاز می‌تواند به طور مستقیم، مستقل از اثرات فشار و دما، با فلومترهای اولتراسونیک، فلومترهای جرمی حرارتی، فلومترهای جرمی کوریولیس یا کنترل‌کننده‌های جریان جرمی اندازه‌گیری شود.

مایع[ویرایش]

برای مایعات، واحدهای مختلفی بسته به کاربرد و صنعت استفاده می‌شود که ممکن است شامل گالن (آمریکایی یا امپراتوری) در دقیقه، لیتر در ثانیه، لیتر در مترمربع در ساعت، بوشل در دقیقه یا هنگام توصیف جریان رودخانه، کیومکس (مترمکعب در ثانیه) یا فوت-اکر در روز باشد. در اقیانوس‌شناسی یک واحد رایج برای اندازه‌گیری حمل حجم (حجم آب حمل شده توسط یک جریان مثلاً) یک سوردروپ (Sv) معادل 106 مترمکعب در ثانیه است.

عنصر جریان اولیه[ویرایش]

عنصر جریان اولیه دستگاهی است که در جریان سیال قرار می‌گیرد و خاصیت فیزیکی تولید می‌کند که به طور دقیق با جریان مرتبط است. به عنوان مثال، یک صفحه سوراخ‌دار افت فشاری ایجاد می‌کند که تابعی از مجذور نرخ جریان حجمی عبوری از سوراخ است. عنصر جریان اولیه در فلومتر ورتکس‌ای، مجموعه‌ای از نوسانات فشار تولید می‌کند. به طور کلی، خاصیت فیزیکی تولید شده توسط عنصر جریان اولیه قابل اندازه‌گیری تر از خود جریان است. ویژگی‌های عنصر جریان اولیه و دقت نصب عملی آن با فرضیات انجام شده در کالیبراسیون، عوامل بحرانی در دقت اندازه‌گیری جریان هستند.

فلومتر های مکانیکی[ویرایش]

یک فلومتر جابجایی مثبت می‌تواند با یک سطل و کرنومتر مقایسه شود. کرنومتر زمانی که جریان شروع می‌شود روشن و زمانی که سطل به حد خود می‌رسد خاموش می‌شود. حجم تقسیم بر زمان، نرخ جریان را می‌دهد. برای اندازه‌گیری‌های پیوسته، نیاز به یک سیستم پر کردن و خالی کردن مداوم سطل‌ها برای تقسیم جریان بدون اینکه از لوله خارج شود، داریم. این جابجایی‌های حجمی که به طور مداوم شکل می‌گیرند و فرو می‌پاشند ممکن است به صورت پیستون‌های رفت و برگشتی درون سیلندر، دندانه‌های چرخ‌دنده جفت شده با دیواره داخلی یک فلومتر یا از طریق حفره‌های پیش‌رونده‌ای که توسط چرخ‌دنده‌های بیضوی چرخان یا یک پیچ حلزونی ایجاد می‌شوند، باشد.

فلومتر پیستونی / پیستون چرخان[ویرایش]

، رایج ترین دستگاه های اندازه گیری جریان در بریتانیا هستند و برای تقریبا تمام اندازه های متر تا 40 میلی متر استفاده می شوند. فلومتر پیستونی بر اساس اصل چرخش یک پیستون درون یک محفظه با حجم شناخته شده عمل می کند. برای هر دور چرخش، مقداری آب از محفظه پیستون عبور می کند. از طریق یک مکانیسم دنده و گاهی اوقات یک محرک مغناطیسی، یک صفحه نمایش عقربه ای و نوع شمارنده کیلومتر پیشرفت می کند.

فلومتر چرخدنده بیضوی[ویرایش]

فلومتر چرخ‌دنده بیضوی نوعی فلومتر جاب‌جایی مثبت است که از دو یا چند چرخ‌دنده بیضوی شکل تشکیل شده است که به گونه‌ای پیکربندی شده‌اند که نسبت به یکدیگر در زوایای راست چرخش کنند و شکل T را تشکیل دهند. چنین فلومتری دو طرف به نام‌های A و B دارد. هیچ سیالی از مرکز فلومتر که دندانه‌های دو چرخ‌دنده همیشه درگیر هم هستند، عبور نمی‌کند. در یک طرف فلومتر (A)، دندانه‌های چرخ‌دنده‌ها جریان سیال را به دلیل برآمدگی چرخ‌دنده بیضوی طویل شده به درون محفظه اندازه‌گیری، مسدود می‌کنند. در حالی که در طرف دیگر فلومتر (B)، حفره‌ای حجم ثابتی از سیال را در محفظه اندازه‌گیری نگه می‌دارد. همزمان که سیال چرخ‌دنده‌ها را می‌چرخاند، سیال درون محفظه اندازه‌گیری طرف B آزاد می‌شود و از طریق درگاه خروجی خارج می‌گردد. در همین حال، سیال ورودی از درگاه ورودی به درون محفظه اندازه‌گیری طرف A که اکنون باز است، هدایت می‌شود. سپس دندانه‌های طرف B جریان ورودی به طرف B را مسدود می‌کنند. این چرخه با چرخش چرخ‌دنده‌ها و عبور سیال از محفظه‌های اندازه‌گیری متناوب ادامه می‌یابد. آهن‌رباهای دائمی در چرخ‌دنده‌های چرخان می‌توانند سیگنالی را به یک سوئیچ نی یا ترانسدیوسر جریان برای اندازه‌گیری جریان ارسال کنند. اگرچه ادعاهایی در مورد عملکرد بالای آن وجود دارد، اما به طور کلی به اندازه طراحی لغزشی دقیق نیست.

دنده متر[ویرایش]

دنده‌مترها با دنده‌سنج‌های بیضی تفاوت دارند زیرا محفظه‌های اندازه‌گیری از شکاف‌های بین دندانه‌های چرخ دنده‌ها تشکیل شده‌اند. این دهانه‌ها جریان سیال را تقسیم می‌کنند و با دور شدن چرخ دنده‌ها از ورودی ورودی، دیواره داخلی کنتور از محفظه بسته می‌شود تا مقدار ثابتی از سیال را نگه دارد. درگاه خروجی در ناحیه ای قرار دارد که چرخ دنده ها به هم برمی گردند. سیال با فشار از متر خارج می شود زیرا دندانه های چرخ دنده مشبک می شوند و جیب های موجود را به حجم تقریباً صفر کاهش می دهند.

دنده مارپیچ[ویرایش]

فلومترهای چرخ دنده حلزونی نام خود را از شکل چرخ دنده ها یا روتورهایشان گرفته اند. این روتورها شبیه به شکل یک مارپیچ است که ساختاری مارپیچی شکل است. هنگامی که سیال در کنتور جریان می یابد، وارد محفظه های روتور می شود و باعث چرخش روتورها می شود. طول روتور به اندازه ای است که ورودی و خروجی همیشه از یکدیگر جدا شده و در نتیجه جریان آزاد مایع را مسدود می کند. روتورهای مارپیچی جفت شونده یک حفره پیشرونده ایجاد می کنند که برای ورود مایع باز می شود، خود را می بندد و سپس به سمت پایین دست باز می شود تا سیال آزاد شود. این به صورت پیوسته اتفاق می افتد و دبی جریان از روی سرعت چرخش محاسبه می شود.

دیسک متر نوتینگ[ویرایش]

این رایج ترین سیستم اندازه گیری مورد استفاده برای اندازه گیری میزان آب در خانه ها است. سیال، معمولاً آب، از یک طرف کنتور وارد می شود و به دیسک nutating ، که به طور غیرعادی نصب شده است، برخورد می کند. سپس دیسک باید حول محور عمودی "لرزان" یا نوک بزند، زیرا پایین و بالای دیسک با محفظه نصب در تماس هستند. یک پارتیشن اتاق ورودی و خروجی را از هم جدا می کند. همانطور که دیسک مهره می زند، نشان دهنده مستقیم حجم مایعی است که از متر عبور کرده است، زیرا جریان حجمی با چیدمان چرخ دنده و رجیستر که به دیسک متصل است نشان داده می شود. برای اندازه گیری جریان در 1 درصد قابل اعتماد است.

فلومتر توربین[ویرایش]

فلومتر توربین (بهتر به عنوان یک توربین محوری توضیح داده می شود) عملکرد مکانیکی توربین در حال چرخش در جریان مایع حول یک محور را به یک نرخ جریان قابل خواندن توسط کاربر (gpm، lpm، و غیره) تبدیل می کند. توربین تمایل دارد که تمام جریان در اطراف آن حرکت کند.

چرخ توربین در مسیر جریان سیال قرار می گیرد. سیال جاری به پره های توربین برخورد می کند و نیرویی به سطح تیغه وارد می کند و روتور را به حرکت در می آورد. هنگامی که به یک سرعت چرخش ثابت رسیده است، سرعت متناسب با سرعت سیال است.

فلومترهای توربین برای اندازه گیری جریان گاز طبیعی و مایع استفاده می شوند. توربین مترها دقت کمتری نسبت به جابجایی و جت متر در دبی کم دارند، اما عنصر اندازه گیری کل مسیر جریان را اشغال نمی کند یا به شدت محدود نمی کند. جهت جریان به طور کلی مستقیم از طریق متر است، اجازه می دهد تا نرخ جریان بالاتر و افت فشار کمتری نسبت به متر جابجایی نوع. آنها متر انتخابی برای کاربران تجاری بزرگ، حفاظت از آتش، و به عنوان متر اصلی برای سیستم توزیع آب هستند. معمولاً باید صافی‌ها در جلوی کنتور نصب شوند تا از عنصر اندازه‌گیری در برابر شن یا سایر زباله‌هایی که می‌توانند وارد سیستم توزیع آب شوند محافظت کنند. توربین مترها به طور کلی برای 4 تا 30 در دسترس هستند سانتی متر (1+¹⁄₂ -12 در) یا اندازه لوله های بالاتر. بدنه های توربین متر معمولاً از برنز، چدن یا چدن داکتیل ساخته می شوند. عناصر داخلی توربین می توانند پلاستیکی یا آلیاژهای فلزی غیر خورنده باشند. آنها در شرایط کاری معمولی دقیق هستند اما به شدت تحت تأثیر مشخصات جریان و شرایط سیال قرار می گیرند.

کنتورهای آتش نشانی یک نوع تخصصی از متر توربین با تاییدیه برای دبی بالا مورد نیاز در سیستم های حفاظت آتش است. آنها اغلب توسط Underwriters Laboratories (UL) یا Factory Mutual (FM) یا مقامات مشابه برای استفاده در حفاظت در برابر آتش تأیید می شوند. توربین مترهای قابل حمل ممکن است به طور موقت برای اندازه گیری آب مصرفی از شیر آتش نشانی نصب شوند. مترها معمولاً از آلومینیوم ساخته شده اند تا سبک وزن باشند و معمولاً 7.5 هستند سانتی متر (3 در) ظرفیت. شرکت های آب اغلب برای اندازه گیری آب مصرفی در ساخت و ساز، پر کردن استخر یا جاهایی که هنوز کنتور دائمی نصب نشده است، به آنها نیاز دارند.

وولتمن متر[ویرایش]

متر وولتمن (که توسط راینهارد وولتمن در قرن نوزدهم اختراع شد) شامل یک روتور با تیغه های مارپیچ است که به صورت محوری در جریان قرار می گیرند، بسیار شبیه به یک فن مجرای. می توان آن را نوعی دبی سنج توربین در نظر گرفت. آنها معمولاً به عنوان مارپیچ متر شناخته می شوند و در اندازه های بزرگتر محبوب هستند.

جت متر تک[ویرایش]

یک جت متر شامل یک پروانه ساده با پره های شعاعی است که توسط یک جت منفرد به آن برخورد می کند. محبوبیت آنها در بریتانیا در اندازه های بزرگتر افزایش می یابد و در اتحادیه اروپا رایج هستند.

متر چرخ پارویی[ویرایش]

فلومترهای چرخ پارویی از سه جزء اصلی تشکیل شده اند: سنسور چرخ دستی، اتصالات لوله و نمایشگر/کنترل کننده. سنسور چرخ دست و پا شامل یک چرخ / پروانه آزادانه با آهنرباهای تعبیه شده است که عمود بر جریان هستند و هنگامی که در محیط جاری قرار می گیرند می چرخند. همانطور که آهنرباها در تیغه ها از کنار سنسور می چرخند، سنج چرخ دستی یک سیگنال فرکانس و ولتاژ تولید می کند که متناسب با سرعت جریان است. هرچه سرعت جریان بیشتر باشد فرکانس و ولتاژ خروجی بیشتر می شود.

متر چرخ پارویی به گونه ای طراحی شده است که در یک اتصالات لوله، چه در خط، چه به سبک درج، وارد شود. اینها با طیف گسترده ای از سبک های اتصالات، روش های اتصال و موادی مانند PVDF، پلی پروپیلن و فولاد ضد زنگ در دسترس هستند. مشابه کنتورهای توربین، متر چرخ دستی به حداقل لوله مستقیم قبل و بعد از سنسور نیاز دارد. ^[۱]

نمایشگرها و کنترل‌کننده‌های جریان برای دریافت سیگنال از چرخ سنج و تبدیل آن به دبی واقعی یا مقادیر جریان کل استفاده می‌شوند. سیگنال پردازش شده را می توان برای کنترل فرآیند، تولید زنگ هشدار، ارسال سیگنال به خارجی و غیره استفاده کرد.

فلومترهای چرخ پارویی (همچنین به عنوان سنسورهای چرخ پلتون شناخته می شوند) گزینه ای نسبتا کم هزینه و با دقت بالا برای بسیاری از کاربردهای سیستم جریان، معمولاً با آب یا مایعات آب مانند ارائه می دهند. ^[۱]

جت متر چندگانه[ویرایش]

جت چندتایی یا مولتی جت متر نوعی سرعت سنج است که دارای پروانه ای است که به صورت افقی بر روی یک محور عمودی می چرخد. عنصر پروانه در محفظه ای قرار دارد که در آن چندین پورت ورودی جریان سیال را به سمت پروانه هدایت می کند و باعث می شود که در جهت خاصی متناسب با سرعت جریان بچرخد. این متر از نظر مکانیکی بسیار شبیه یک جت متر منفرد عمل می کند با این تفاوت که پورت ها جریان را در پروانه به طور مساوی از چندین نقطه در اطراف محیط عنصر هدایت می کنند، نه فقط از یک نقطه. این امر سایش ناهموار پروانه و محور آن را به حداقل می رساند. بنابراین توصیه می شود که این نوع کنتورها به صورت افقی نصب شوند و شاخص غلتکی آن به سمت آسمان باشد.

چرخ پلتون[ویرایش]

توربین چرخ پلتون (بهتر به عنوان یک توربین شعاعی توضیح داده می شود) عملکرد مکانیکی چرخ پلتون در حال چرخش در جریان مایع حول یک محور را به نرخ جریان قابل خواندن توسط کاربر (gpm، lpm، و غیره) تبدیل می کند. چرخ پلتون تمایل دارد که تمام جریان در اطراف آن با جریان ورودی متمرکز بر تیغه ها توسط یک جت باشد. چرخ‌های پلتون اولیه برای تولید نیرو استفاده می‌شد و شامل یک توربین جریان شعاعی با "کاپ‌های واکنش" بود که نه تنها با نیروی آب روی سطح حرکت می‌کرد، بلکه با استفاده از این تغییر جهت سیال، جریان را در جهت مخالف برمی‌گرداند. راندمان توربین را بیشتر می کند.

متر فعلی[ویرایش]

جریان از طریق یک انبار بزرگ مانند مورد استفاده در یک نیروگاه برق آبی را می توان با میانگین سرعت جریان در کل منطقه اندازه گیری کرد. کنتورهای جریان پروانه ای (شبیه به جریان سنج صرفا مکانیکی اکمن ، اما اکنون با جمع آوری داده های الکترونیکی) را می توان بر روی منطقه پنستوک و میانگین سرعت ها برای محاسبه جریان کل عبور داد. این ممکن است در حدود صدها متر مکعب در ثانیه باشد. جریان باید در طول تراورس کنتورهای جاری ثابت نگه داشته شود. روش های آزمایش توربین های برق آبی در استاندارد IEC 41 آورده شده است. چنین اندازه‌گیری‌های جریان معمولاً هنگام آزمایش کارایی توربین‌های بزرگ از نظر تجاری مهم هستند.

مترهای مبتنی بر فشار[ویرایش]

انواع مختلفی از فلومتر وجود دارد که بر اصل برنولی تکیه دارند. فشار یا با استفاده از صفحات آرام، یک روزنه، یک نازل یا یک لوله ونتوری برای ایجاد یک انقباض مصنوعی و سپس اندازه‌گیری افت فشار سیالات در حین عبور از آن انقباض، اندازه‌گیری می‌شود، ^[۲] یا با اندازه‌گیری فشارهای ایستا و ایستایی به فشار دینامیکی را استخراج کنید.

متر ونتوری[ویرایش]

ونتوری متر جریان را به نوعی محدود می کند و سنسورهای فشار فشار دیفرانسیل را قبل و در داخل انقباض اندازه گیری می کنند. این روش به طور گسترده ای برای اندازه گیری نرخ جریان در انتقال گاز از طریق خطوط لوله استفاده می شود و از زمان امپراتوری روم استفاده شده است. ضریب دبی ونتوری متر از 0.93 تا 0.97 متغیر است. اولین متر ونتوری در مقیاس بزرگ برای اندازه گیری جریان مایع توسط کلمنس هرشل ساخته شد که از آنها برای اندازه گیری جریان های کوچک و بزرگ آب و فاضلاب در اواخر قرن نوزدهم استفاده کرد. ^[۳]

صفحه اوریفیس[ویرایش]

صفحه روزنه ای صفحه ای است که سوراخی از طریق آن عمود بر جریان قرار می گیرد. جریان را منقبض می‌کند و اندازه‌گیری اختلاف فشار در سراسر انقباض، نرخ جریان را نشان می‌دهد. اساساً شکل خام ونتوری متر است، اما با تلفات انرژی بالاتر. سه نوع دهانه وجود دارد: متحدالمرکز، خارج از مرکز و سگمنتال. ^[۴]

لوله دال[ویرایش]

لوله دال نسخه کوتاه شده یک متر ونتوری است که افت فشار کمتری نسبت به صفحه روزنه دارد. مانند این فلومترها، نرخ جریان در لوله دال با اندازه گیری افت فشار ناشی از محدودیت در مجرا تعیین می شود. دیفرانسیل فشار معمولاً با استفاده از مبدل های فشار دیافراگمی با بازخوانی دیجیتال اندازه گیری می شود. از آنجایی که این کنتورها تلفات فشار دائمی کمتری نسبت به اریفیس متر دارند، لوله های دال به طور گسترده برای اندازه گیری دبی لوله کشی های بزرگ استفاده می شوند. فشار دیفرانسیل تولید شده توسط لوله دال بیشتر از لوله و نازل Venturi است که همه آنها دارای قطر گلویی یکسان هستند.

لوله پیتوت[ویرایش]

برای اندازه گیری سرعت جریان سیال از لوله پیتوت استفاده می شود. لوله به سمت جریان نشان داده می شود و اختلاف بین فشار رکود در نوک پروب و فشار استاتیک در سمت آن اندازه گیری می شود و فشار دینامیکی را به دست می دهد که سرعت سیال از آن با استفاده از معادله برنولی محاسبه می شود. یک نرخ حجمی جریان ممکن است با اندازه گیری سرعت در نقاط مختلف جریان و ایجاد مشخصات سرعت تعیین شود. ^[۵]

میانگین گیری لوله پیتوت[ویرایش]

لوله های پیتوت متوسط (که پروب های ضربه ای نیز نامیده می شوند) نظریه لوله پیتوت را به بیش از یک بعد گسترش می دهند. یک لوله پیتوت متوسط معمولی شامل سه یا چند سوراخ (بسته به نوع پروب) روی نوک اندازه گیری است که در یک الگوی خاص مرتب شده اند. سوراخ های بیشتر به دستگاه امکان می دهد تا جهت سرعت جریان را علاوه بر بزرگی آن (پس از کالیبراسیون مناسب) اندازه گیری کند. سه سوراخ چیده شده در یک خط به پروب های فشار اجازه می دهد تا بردار سرعت را در دو بعد اندازه گیری کنند. معرفی حفره های بیشتر، به عنوان مثال پنج سوراخ که در یک سازند "به علاوه" چیده شده اند، امکان اندازه گیری بردار سرعت سه بعدی را فراهم می کند.

متر مخروطی[ویرایش]

کنتورهای مخروطی یک دستگاه اندازه گیری فشار دیفرانسیل جدیدتر است که برای اولین بار در سال 1985 توسط McCrometer در همت، کالیفرنیا راه اندازی شد. متر مخروطی یک فشارسنج عمومی و در عین حال قوی دیفرانسیل (DP) است که نشان داده است در برابر اثرات جریان نامتقارن و چرخشی مقاوم است. در حالی که با همان اصول اولیه ونتوری و DP مترهای اورفیس کار می کنید، کنتورهای مخروطی به لوله کشی بالادست و پایین دست یکسان نیاز ندارند. ^[۶] مخروط به عنوان یک دستگاه تهویه و همچنین یک تولید کننده فشار تفاضلی عمل می کند. نیازهای بالادست بین 0 تا 5 قطر در مقایسه با قطر 44 برای یک صفحه روزنه یا 22 قطر برای ونتوری است. از آنجایی که کنتورهای مخروطی عموماً از نوع جوشی هستند، توصیه می شود همیشه قبل از سرویس کالیبره شوند. به ناچار اثرات گرمایی جوشکاری باعث ایجاد اعوجاج و سایر اثرات می شود که از جمع آوری و انتشار داده های جدولی در ضرایب دبی با توجه به اندازه خط، نسبت بتا و اعداد رینولدز عملیاتی جلوگیری می کند. کنتورهای مخروطی کالیبره شده تا 0.5 ± عدم قطعیت دارند. کنتورهای مخروطی کالیبره نشده دارای عدم قطعیت ± 5.0٪ هستند.^{^{[نیازمند منبع]}}</link>

متر مقاومت خطی[ویرایش]

مقاومت سنج های خطی که فلومترهای آرام نیز نامیده می شوند، جریان های بسیار کم را اندازه گیری می کنند که در آن فشار دیفرانسیل اندازه گیری شده به طور خطی با جریان و ویسکوزیته سیال متناسب است. این جریان بر خلاف جریان آشفته اندازه گیری شده توسط صفحات روزنه ای، ونتوریس و سایر مترهای ذکر شده در این بخش، جریان کششی چسبناک یا جریان آرام نامیده می شود و با اعداد رینولدز زیر 2000 مشخص می شود. عنصر جریان اولیه ممکن است از یک لوله مویین بلند، دسته ای از این لوله ها یا یک پلاگ متخلخل بلند تشکیل شده باشد. چنین جریان های کم اختلاف فشار کوچکی ایجاد می کنند اما عناصر جریان طولانی تر دیفرانسیل های بالاتر و آسان تری را ایجاد می کنند. این فلومترها به ویژه به تغییرات دما که بر ویسکوزیته سیال و قطر عنصر جریان تأثیر می‌گذارند، حساس هستند، همانطور که در معادله هاگن-پوازوی حاکم دیده می‌شود.

فلومترهای منطقه متغیر[ویرایش]

"متر منطقه متغیر" جریان سیال را با اجازه دادن به سطح مقطع دستگاه در پاسخ به جریان اندازه گیری می کند و باعث ایجاد برخی از اثرات قابل اندازه گیری می شود که نرخ را نشان می دهد. روتامتر نمونه‌ای از مساحت متر متغیر است، که در آن یک "شناور" وزنی در یک لوله مخروطی با افزایش سرعت جریان بالا می‌رود. هنگامی که ناحیه بین شناور و لوله به اندازه کافی بزرگ باشد که وزن شناور توسط کشش جریان سیال متعادل شود، شناور از بالا رفتن متوقف می شود. نوعی چرخش سنج که برای گازهای پزشکی استفاده می شود فلومتر لوله تورپ است. شناورها به اشکال مختلف ساخته می شوند که کروی ها و بیضی های کروی رایج ترین آنها هستند. برخی به گونه ای طراحی شده اند که به طور قابل مشاهده در جریان سیال بچرخند تا به کاربر در تشخیص گیرکردن یا نبودن شناور کمک کنند. روتامترها برای طیف وسیعی از مایعات در دسترس هستند اما بیشتر با آب یا هوا استفاده می شوند. آنها را می توان برای اندازه گیری قابل اعتماد جریان تا 1٪ دقت ساخت.

نوع دیگر، یک روزنه با ناحیه متغیر است، که در آن یک پیستون مخروطی با فنر با جریان از طریق یک روزنه منحرف می شود. جابجایی می تواند به سرعت جریان مربوط باشد. ^[۷]

فلومترهای نوری[ویرایش]

فلومترهای نوری از نور برای تعیین میزان جریان استفاده می کنند. ذرات کوچکی که گازهای طبیعی و صنعتی را همراهی می‌کنند از طریق دو پرتو لیزر با فاصله کمی در مسیر جریان در یک لوله با نورپردازی نور عبور می‌کنند. نور لیزر زمانی پراکنده می شود که ذره ای از پرتو اول عبور کند. اپتیک تشخیص نور پراکنده شده را روی یک آشکارساز نوری جمع آوری می کند که سپس یک سیگنال پالس تولید می کند. هنگامی که همان ذره از پرتو دوم عبور می کند، اپتیک های آشکارساز نور پراکنده شده را روی یک آشکارساز نوری دوم جمع آوری می کنند که نور ورودی را به یک پالس الکتریکی دوم تبدیل می کند. با اندازه گیری فاصله زمانی بین این پالس ها، سرعت گاز به صورت محاسبه می شود $V=D/t$ جایی که $D$ فاصله بین پرتوهای لیزر و $t$ فاصله زمانی است

فلومترهای نوری مبتنی بر لیزر، سرعت واقعی ذرات را اندازه گیری می کنند، خاصیتی که به هدایت حرارتی گازها، تغییرات در جریان گاز یا ترکیب گازها وابسته نیست. اصل عملکرد، فناوری لیزر نوری را قادر می‌سازد تا داده‌های جریان بسیار دقیق را حتی در محیط‌های چالش برانگیز که ممکن است شامل دمای بالا، نرخ جریان پایین، فشار بالا، رطوبت بالا، لرزش لوله و نویز صوتی باشد، ارائه دهد.

فلومترهای نوری بدون قطعات متحرک بسیار پایدار هستند و اندازه گیری بسیار قابل تکرار را در طول عمر محصول ارائه می دهند. از آنجایی که فاصله بین دو ورق لیزری تغییر نمی کند، فلومترهای نوری پس از راه اندازی اولیه نیازی به کالیبراسیون دوره ای ندارند. فلومترهای نوری به جای دو نقطه نصب که معمولاً برای انواع دیگر کنتورها مورد نیاز است، تنها به یک نقطه نصب نیاز دارند. یک نقطه نصب ساده تر است، نیاز به نگهداری کمتری دارد و کمتر مستعد خطا است.

فلومترهای نوری تجاری موجود قادر به اندازه گیری جریان از 0.1 هستند m/s تا سریعتر از 100 m/s (نسبت کاهش 1000:1) و نشان داده شده است که برای اندازه‌گیری گازهای شعله‌ور از چاه‌های نفت و پالایشگاه‌ها، که در آلودگی اتمسفر نقش دارند، مؤثر است. ^[۸]

اندازه گیری جریان کانال باز[ویرایش]

جریان کانال باز مواردی را توصیف می کند که در آن مایع جاری دارای سطح بالایی به روی هوا باز است. سطح مقطع جریان فقط با شکل کانال در سمت پایین تعیین می شود و بسته به عمق مایع در کانال متغیر است. تکنیک های مناسب برای مقطع ثابت جریان در لوله در کانال های باز مفید نیستند. اندازه‌گیری جریان در آبراه‌ها یک کاربرد مهم جریان کانال باز است. چنین تاسیساتی به عنوان جریان سنج شناخته می شوند.

سطح به جریان[ویرایش]

سطح آب در یک نقطه مشخص در پشت سرریز یا در فلوم با استفاده از دستگاه‌های ثانویه مختلف اندازه‌گیری می‌شود (روش‌های رایج حباب‌ها، اولتراسونیک، شناور و فشار تفاضلی). این عمق با توجه به فرمول نظری فرم به یک نرخ جریان تبدیل می شود $Q=KH^{X}$ جایی که $Q$ نرخ جریان است، $K$ ثابت است، $H$ سطح آب است و $X$ یک توان است که با دستگاه مورد استفاده متفاوت است. یا بر اساس نقاط داده سطح/جریان به دست آمده تجربی تبدیل می شود (یک "منحنی جریان"). سپس نرخ جریان را می توان در طول زمان در جریان حجمی ادغام کرد. دستگاه های هم سطح به جریان معمولاً برای اندازه گیری جریان آب های سطحی (چشمه ها، نهرها و رودخانه ها)، تخلیه های صنعتی و فاضلاب استفاده می شوند. از این میان، سرریزها در جریان‌هایی با مواد جامد کم (معمولاً آب‌های سطحی) استفاده می‌شوند، در حالی که فلوم‌ها در جریان‌هایی که دارای محتوای جامد کم یا زیاد هستند استفاده می‌شوند. ^[۹]

مساحت / سرعت[ویرایش]

سطح مقطع جریان از اندازه گیری عمق محاسبه می شود و میانگین سرعت جریان مستقیماً اندازه گیری می شود (روش های داپلر و پروانه رایج هستند). سرعت ضربدر سطح مقطع، نرخ جریانی را ایجاد می کند که می تواند در جریان حجمی ادغام شود. دو نوع فلومتر سرعت منطقه وجود دارد: (1) مرطوب. و (2) عدم تماس. سنسورهای سرعت ناحیه خیس شده معمولاً باید در کف یک کانال یا رودخانه نصب شوند و از داپلر برای اندازه گیری سرعت ذرات حباب شده استفاده کنند. با عمق و یک مقطع برنامه ریزی شده، این می تواند اندازه گیری جریان تخلیه را فراهم کند. دستگاه های غیر تماسی که از لیزر یا رادار استفاده می کنند در بالای کانال نصب می شوند و سرعت را از بالا اندازه گیری می کنند و سپس از امواج فراصوت برای اندازه گیری عمق آب از بالا استفاده می کنند. دستگاه های رادار فقط می توانند سرعت های سطحی را اندازه گیری کنند، در حالی که دستگاه های مبتنی بر لیزر می توانند سرعت های زیرسطحی را اندازه گیری کنند. ^[۱۰]

تست رنگ[ویرایش]

مقدار مشخصی از رنگ (یا نمک ) در واحد زمان به یک جریان جریان اضافه می شود. پس از اختلاط کامل، غلظت اندازه گیری می شود. نرخ رقت برابر با سرعت جریان است.

سرعت سنجی داپلر آکوستیک[ویرایش]

سرعت سنجی داپلر آکوستیک (ADV) برای ثبت مولفه های سرعت آنی در یک نقطه با فرکانس نسبتاً بالا طراحی شده است. اندازه گیری ها با اندازه گیری سرعت ذرات در حجم نمونه برداری از راه دور بر اساس اثر تغییر داپلر انجام می شود.

فلومترهای جرمی حرارتی[ویرایش]

↑ ^۱٫۰ ^۱٫۱ "Paddle Wheel Principles of Operation". iCenta Flow Meters. خطای یادکرد: برچسب <ref> نامعتبر؛ نام «icenta» چندین بار با محتوای متفاوت تعریف شده است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).
↑ "Gas Flow Measurement – Different Types of Flow Meters". ES Systems (به انگلیسی). 2020-11-24. Retrieved 2021-01-05.
↑ Herschel, Clemens. (1898). Measuring Water. Providence, Rhode Island: Builders Iron Foundry.
↑ Lipták, Flow Measurement, p. 85
↑ Endress+Hauser. "Best Gas Flow Measurement & Meter Types | E-direct". endressdirect.us. Archived from the original on 27 September 2017. Retrieved 2017-09-26.
↑ "Cone DP Meter Calibration Issues". Pipeline & Gas Journal (به انگلیسی). Archived from the original on 27 September 2017. Retrieved 1 September 2019.
↑ Stefaan J.R.Simons, Concepts of Chemical Engineering 4 Chemists Royal Society of Chemistry,(2007) شابک ‎۹۷۸−۰−۸۵۴۰۴−۹۵۱−۶, page 75
↑ "Flare Metering with Optics" (PDF). photon-control.com. Archived from the original (PDF) on 28 August 2008. Retrieved 14 March 2008.
↑ "Desk.com – Site Not Found (Subdomain Does Not Exist)". help.openchannelflow.com. Archived from the original on 25 September 2015.
↑ Severn, Richard. "Environment Agency Field Test Report – TIENet 360 LaserFlow" (PDF). RS Hydro. RS Hydro-Environment Agency. Archived from the original (PDF) on 25 September 2015. Retrieved 3 August 2015.

[icenta-1] ۱٫۰ ^۱٫۱ "Paddle Wheel Principles of Operation". iCenta Flow Meters. خطای یادکرد: برچسب <ref> نامعتبر؛ نام «icenta» چندین بار با محتوای متفاوت تعریف شده است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.).

[esenssys.com-2] "Gas Flow Measurement – Different Types of Flow Meters". ES Systems (به انگلیسی). 2020-11-24. Retrieved 2021-01-05.

[3] Herschel, Clemens. (1898). Measuring Water. Providence, Rhode Island: Builders Iron Foundry.

[4] Lipták, Flow Measurement, p. 85

[5] Endress+Hauser. "Best Gas Flow Measurement & Meter Types | E-direct". endressdirect.us. Archived from the original on 27 September 2017. Retrieved 2017-09-26.

[6] "Cone DP Meter Calibration Issues". Pipeline & Gas Journal (به انگلیسی). Archived from the original on 27 September 2017. Retrieved 1 September 2019.

[7] Stefaan J.R.Simons, Concepts of Chemical Engineering 4 Chemists Royal Society of Chemistry,(2007) شابک ‎۹۷۸−۰−۸۵۴۰۴−۹۵۱−۶, page 75

[8] "Flare Metering with Optics" (PDF). photon-control.com. Archived from the original (PDF) on 28 August 2008. Retrieved 14 March 2008.

[Hydraulic_structures-9] "Desk.com – Site Not Found (Subdomain Does Not Exist)". help.openchannelflow.com. Archived from the original on 25 September 2015.

[10] Severn, Richard. "Environment Agency Field Test Report – TIENet 360 LaserFlow" (PDF). RS Hydro. RS Hydro-Environment Agency. Archived from the original (PDF) on 25 September 2015. Retrieved 3 August 2015.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]

[۱۰]