اندازهگیری دقیق جریان سیالات در صنایع مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است و به همین دلیل، کنترل مؤثر فرآیندها با هزینهای کم و قابلیت اعتماد بالا به عنوان یک نیاز اساسی شناخته میشود. یکی از روشهای قدیمی و معتبر برای اندازهگیری جریان سیالات، استفاده از دبیسنجهای جابجایی مثبت است. این ابزارها به دلیل دقت و قابلیت اطمینان خود در اندازهگیری، به ویژه در شرایط مختلف صنعتی، بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. با توجه به افزایش تقاضا برای بهبود کیفیت و کارایی در فرآیندهای صنعتی، انتخاب مناسبترین روش اندازهگیری جریان میتواند تأثیر چشمگیری بر عملکرد کلی سیستمها داشته باشد.
معرفی فلومتر جابجایی مثبت
فلومتر جابجایی مثبت (PD) یکی از انواع فلومترهای حجمی به شمار میآید که به خاطر دقت بالا و تکرارپذیری مناسب، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. دقت این نوع فلومترها به حدود 0.1٪ میرسد و تکرارپذیری آنها به 0.5٪ میباشد. یکی از ویژگیهای بارز فلومترهای PD این است که برای کارکرد خود نیازی به منبع تغذیه ندارند. همچنین، در فرآیند نصب این تجهیزات، نیازی به وجود لولههای مستقیم در قسمتهای بالادست و پایین دست نیست، که این امر میتواند فرآیند نصب را تسهیل کند. به همین دلیل، فلومترهای جابجایی مثبت گزینهای مناسب برای اندازهگیری حجم سیالات در شرایط مختلف به شمار میروند و به کاربر اجازه میدهند تا با اطمینان بیشتری به دادههای اندازهگیری خود تکیه کنند.
فلومترهای جابجایی مثبت بهمنظور اندازهگیری دبی سیالات ویسکوزی مانند نفت، روغن و محلولها به کار میروند. این نوع سیالات معمولاً سختتر از سایر سیالات برای سنجش دبی هستند و به همین دلیل، استفاده از فلومترهای جابجایی مثبت در این مورد بسیار کارآمد میباشد. همچنین، فلومترهای فشار دیفرانسیل (DP) در کنتورهای آب خانگی نیز به کار میروند و سالانه میلیونها دستگاه از این نوع کنتورها تولید میشود. این امر نشاندهنده اهمیت و کاربرد گسترده این تجهیزات در صنعت و زندگی روزمره است. فلومترهای جابجایی مثبت و DP به دلیل دقت و قابلیت اطمینان خود، گزینههای مناسبی برای اندازهگیری دبی انواع سیالات محسوب میشوند.
کاربرد فلومتر جابجایی مثبت
این فلومترها به دلیل قابلیت اندازهگیری دامنه وسیعی از چگالی، دما، دبی و نوع سیال، در اکثر صنایع مورد استفاده قرار میگیرند. ولی به طور کلی می توان گفت در صنایعی که ویژگی های زیر ضروری می توان از آن ها استفاده نمود.
- سیالات با گرانروی زیاد (شامل انواع ریزن، گریسها، چسبها و روغنهای صنعتی)
- نیاز به اندازهگیری دبی در مقادیر پایین (قابلیت اندازهگیری از 0.01 لیتر در دقیقه)
- صنایع غذایی و داروسازی (به علت استفاده از استیل در ساختار)
- فشار کاری بالا (تا 400 بار)
- نیاز به دقت اندازه گیری بالا ( ۰.۵ درصد)
- نیاز به انواع خروجی استاندارد
- نیاز به بدنه ضد انفجار
فلومترهای چرخ دندهای قادر به اندازهگیری دبیهای بسیار پایین، تا حد 0.01 لیتر در دقیقه هستند. این ویژگی بهعنوان یکی از برجستهترین خصوصیات این نوع فلومترها به شمار میآید. دقت و حساسیت بالای این دستگاهها در اندازهگیری مقادیر کم، آنها را برای کاربردهای خاص و حساس بسیار مناسب میسازد. به همین دلیل، فلومترهای چرخ دندهای در صنعت و آزمایشگاهها بهعنوان ابزاری قابل اعتماد برای اندازهگیری دبی مایعات با حجم کم شناخته میشوند. این قابلیت به کاربران این امکان را میدهد که بهراحتی و با اطمینان، دبیهای بسیار پایین را کنترل و مانیتور کنند.
فلومتر جابجایی مثبت چگونه کار می کند؟
فلومتر جابجایی مثبت یک دستگاه خاص است که به طور مستقیم حجم سیال عبوری را اندازهگیری میکند. عملکرد این نوع فلومتر بر اساس فرآیند پر شدن و تخلیه مداوم محفظه اندازهگیری است. دستگاه شامل یک روتور است که بر روی بلبرینگ میچرخد و تیغههایی با فاصله منظم را حمل میکند. وقتی مایع از داخل فلومتر عبور میکند، روتور به همراه تیغهها حول یک بادامک ثابت میچرخند و این چرخش باعث حرکت تیغهها به سمت بیرون میشود. در نتیجه، با چرخش روتور، محفظههای جدا شده بین تیغهها، روتور و پایه ایجاد میشود که به شکل یک در گردان عمل میکند. این محفظهها با حجمهای مشخص، سیال را از طریق خود عبور داده و به شمارش آن میپردازند. این نوع فلومتر به دلیل دقت و قابلیت اندازهگیری مستقیم، در صنایع مختلف بهویژه در مواردی که نیاز به اندازهگیری دقیق حجم مایعات است، کاربرد زیادی دارد.
بیشتر بخوانید: کالیبراسیون فلو چگونه است؟
این دستگاه به گونهای طراحی شده است که مقدار مشخصی از مایع ورودی را جمعآوری کرده و به سمت تخلیه متر منتقل میسازد. برای محاسبه حجم کلی مایعی که جابجا شده است، نیاز به شمارش چرخههای تخلیه و شارژ داریم. بررسی فاصله بین پروانه و بدنه دستگاه نیز اهمیت ویژهای دارد، چرا که این فاصله میتواند مانع نشتی مایع شود. کنتورهای جابجایی مثبت به گونهای عمل میکنند که با عبور مایع از آنها، پالسهایی تولید میکنند و این پالسها به حجم مایع مرتبط هستند. نسبت این پالسها در هر واحد حجم به عنوان ضریب متر PD شناخته میشود. یکی از مزایای فلومترهای جابجایی مثبت این است که تحت تأثیر عدم تقارن و چرخش قرار نمیگیرند، اما تغییرات ویسکوزیته میتواند بر عملکرد آنها تأثیر بگذارد. این ویژگیها باعث میشود که انتخاب و استفاده از این کنتورها در کنترل جریان مایعات با ویسکوزیتههای مختلف بسیار مهم باشد.
انواع فلومتر جابجایی مثبت کدامند؟
- فلومتر Helix
- دیسک متر Nutating
- فلومتر بیضی شکل
- فلومتر پروانه لوبدار
- فلومتر پیستونی
- فلومتر دیافراگمی
مزایا
دقت بالا
فلومترهای جابجایی مثبت دارای دقت بسیار بالایی در اندازهگیری جریان مایعات هستند، به ویژه در جریانهای با سرعت پایین. این دقت بالا در صنایع حساس نظیر داروسازی و شیمیایی از اهمیت ویژهای برخوردار است.
عملکرد مستقل از ویسکوزیته
این دستگاههای اندازهگیری جریان قادرند مایعات با سطوح مختلف ویسکوزیته را بهطور دقیق سنجش کنند. تغییرات در ویسکوزیته مایع تأثیر قابل توجهی بر کارایی این دستگاهها نخواهد داشت.
عدم نیاز به برق یا باتری
بسیاری از مدلهای فلومترهای جابجایی مثبت قادرند بدون استفاده از منبع تغذیه خارجی عمل کنند، که این خصوصیت آنها را برای استفاده در شرایط مختلف، به ویژه در مناطق دورافتاده یا مکانهایی که دسترسی به برق دشوار است، مناسب میسازد.
بیشتر بخوانید: قیمت و خرید انواع فلومتر صنعتی | راهنمای کامل
قابلیت اندازهگیری حجمهای کوچک
این دستگاههای اندازهگیری جریان توانایی سنجش حجمهای بسیار کم از مایعات را دارند، که این خصوصیت در زمینههایی نظیر تزریق داروها از اهمیت بالایی برخوردار است.
معایب
حساسیت به ذرات جامد
این نوع فلومترها به وجود ذرات جامد در مایع واکنش نشان میدهند. وجود این ذرات میتواند منجر به آسیب یا کاهش دقت در عملکرد فلومتر گردد، به همین دلیل معمولاً لازم است که قبل از ورود مایع به فلومتر، فیلتراسیون دقیقی انجام شود.
اندازه و وزن بزرگتر
فلومترهای جابجایی مثبت به طور معمول از سایر انواع فلومترها بزرگتر و سنگینتر هستند، که این ویژگی ممکن است در برخی موارد کاربردی محدودیتهایی را به وجود آورد.