رمزگشایی اندازه‌گیری جریان: فناوری‌های فشار تفاضلی، الکترومغناطیسی و فراصوت

در کنترل فرآیند صنعتی، اندازه‌گیری جریان فقط در مورد اعداد نیست - بلکه در مورد درک حرکت، انرژی و دگرگونی است. چه در حال نظارت بر دوغاب در یک کارخانه سرامیک باشید یا مدیریت بخار در یک پالایشگاه، انتخاب روش اندازه‌گیری جریان مناسب بسیار مهم است. این پست اصول فنی پشت سه فناوری پرکاربرد را باز می‌کند: اندازه‌گیری جریان فشار تفاضلی، الکترومغناطیسی و فراصوت.

فلومترهای فشار تفاضلی: بهره‌گیری از اصل برنولی

فلومترهای فشار تفاضلی (DP) از قدیمی‌ترین و قابل اعتمادترین فناوری‌ها در صنعت هستند.

• اصل کار: بر اساس معادله برنولی، هنگامی که سیال از یک محدودیت (مانند صفحه روزنه، لوله ونتوری یا نازل جریان) عبور می‌کند، سرعت آن افزایش می‌یابد و فشار کاهش می‌یابد. اختلاف فشار قبل و بعد از محدودیت متناسب با مربع سرعت جریان است.
• پردازش سیگنال: یک فرستنده فشار، فشار تفاضلی را اندازه‌گیری می‌کند و آن را به یک سیگنال جریان تبدیل می‌کند، که اغلب از استخراج جذر استفاده می‌کند.

مزایا

• قابلیت اطمینان و استحکام اثبات شده
• مناسب برای کاربردهای فشار بالا و دمای بالا
• سازگار با طیف گسترده‌ای از سیالات (مایعات، گازها، بخار)

محدودیت‌ها

• نیاز به لوله‌های مستقیم برای دقت
• افت فشار به دلیل محدودیت
• حساس به تغییرات چگالی و ویسکوزیته سیال

فلومترهای الکترومغناطیسی: اندازه‌گیری حرکت از طریق مغناطیس

فلومترهای الکترومغناطیسی (مگ) یک راه‌حل غیر تهاجمی و بسیار دقیق ارائه می‌دهند - به ویژه برای مایعات رسانا.

• اصل کار: بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، هنگامی که یک سیال رسانا از یک میدان مغناطیسی عبور می‌کند، ولتاژی متناسب با سرعت آن ایجاد می‌کند. الکترودهای قرار داده شده در دیواره لوله این ولتاژ را تشخیص می‌دهند.
• نیاز کلیدی: سیال باید از نظر الکتریکی رسانا باشد (معمولاً >5 μS/cm).

مزایا

• بدون قطعات متحرک - حداقل تعمیر و نگهداری
• دقت و تکرارپذیری عالی
• ایده‌آل برای سیالات خورنده، کثیف یا دوغابی

محدودیت‌ها

• نمی‌تواند سیالات غیر رسانا (مانند روغن‌ها، گازها) را اندازه‌گیری کند
• نیاز به لوله پر و پروفیل جریان پایدار
• حساس به رسوب الکترود در برخی از کاربردها

فلومترهای فراصوت: گوش دادن به جریان

فلومترهای فراصوت از امواج صوتی برای اندازه‌گیری سرعت سیال استفاده می‌کنند - که یک رویکرد همه‌کاره و غیر تهاجمی را ارائه می‌دهد.

• اصل کار: دو مبدل پالس‌های فراصوت را در سراسر لوله ارسال و دریافت می‌کنند. در مترهای نوع زمان عبور، اختلاف زمان بین سیگنال‌های بالادست و پایین‌دست برای محاسبه سرعت جریان استفاده می‌شود. مترهای نوع داپلر، تغییرات فرکانس ناشی از ذرات یا حباب‌ها در سیال را اندازه‌گیری می‌کنند.
• نصب: می‌تواند گیره‌ای (خارجی) یا درون خطی (ساخته شده در لوله) باشد.

مزایا

• مناسب برای طیف گسترده‌ای از سیالات، از جمله غیر رسانا و خورنده
• نصب غیر تهاجمی (به ویژه گیره‌ای)
• افت فشار کم

محدودیت‌ها

• دقت به جنس لوله و خواص سیال بستگی دارد
• نوع داپلر به ذرات یا حباب‌ها نیاز دارد
• حساس به پروفیل جریان و تلاطم

انتخاب فناوری مناسب

جریان به عنوان فلسفه: اندازه‌گیری نامرئی

جریان نبض یک فرآیند است - ریتم نامرئی که باعث دگرگونی می‌شود. هر فناوری یک لنز متفاوت ارائه می‌دهد: مترهای DP فشار را احساس می‌کنند، مترهای مگ بار را حس می‌کنند، مترهای فراصوت به سکوت گوش می‌دهند. درک اصول آنها فقط فنی نیست - بلکه شاعرانه است. این در مورد انتخاب روش مناسب برای تفسیر حرکت است.