فلومتر التراسونیک چیست؟

فلومتر التراسونیک یک دستگاه اندازه گیری جریان است که با استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا کار می کند. این دستگاه می تواند جریان مایعات، گازها و بخارها را در لوله ها و کانال ها با دقت بالا و بدون تماس مستقیم با محیط اندازه گیری کند. فلومتر التراسونیک یکی از پرکاربردترین و پیشرفته ترین روش های اندازه گیری جریان است که در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، آب و فاضلاب، برق و حرارت، کشاورزی و غیره استفاده می شود.

فلومتر التراسونیک چیست؟

فلومتر التراسونیک یک دستگاه الکترونیکی است که با ارسال و دریافت امواج صوتی با فرکانس بالا، میزان جریان مایعات، گازها و بخارها را در لوله ها و کانال ها محاسبه می کند. این دستگاه از دو یا چند ترانسدیوسر (مبدل صوتی) تشکیل شده است که روی دیواره لوله یا کانال نصب می شوند. ترانسدیوسرها می توانند به صورت موازی، زاویه دار یا مقابل هم قرار گیرند. ترانسدیوسرها امواج صوتی را به سمت محیط جاری ارسال می کنند و امواج منعکس شده را دریافت می کنند. با توجه به اختلاف زمانی و فرکانس بین امواج ارسالی و دریافتی، می توان سرعت و جهت جریان را تعیین کرد. بر اساس قانون دوپلر، اگر جریان به سمت ترانسدیوسر باشد، فرکانس امواج دریافتی بیشتر از فرکانس امواج ارسالی خواهد بود و برعکس. این اختلاف فرکانس را شیفت دوپلر می گویند. 

محصولات پیشنهادی ما: فلومتر اندرس

نحوه کار فلومتر اولتراسونیک ؟

فلومتر التراسونیک از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

– ترانسدیوسرها: این بخش شامل دو یا چند مبدل صوتی است که روی دیواره لوله یا کانال نصب می شوند. این مبدل ها می توانند به صورت موازی، زاویه دار یا مقابل هم قرار گیرند. این مبدل ها نقش فرستنده و گیرنده امواج صوتی را دارند.
– واحد پردازش سیگنال: این بخش شامل یک مدار الکترونیکی است که سیگنال های دریافتی از ترانسدیوسرها را تقویت، فیلتر، تبدیل و پردازش می کند. این مدار می تواند شیفت دوپلر، سرعت و جهت جریان را محاسبه کند.
– واحد نمایش و کنترل: این بخش شامل یک صفحه نمایش و یک صفحه کلید است که کاربر می تواند با آن ارتباط برقرار کند. این واحد می تواند مقادیر جریان را نمایش دهد و تنظیمات دستگاه را انجام دهد.

انواع فلومتر اولتراسونیک

فلومترهای التراسونیک بر اساس نحوه نصب ترانسدیوسرها و روش اندازه گیری جریان به چند دسته تقسیم می شوند:

– فلومترهای التراسونیک موازی: در این نوع فلومتر، ترانسدیوسرها به صورت موازی روی دیواره لوله یا کانال نصب می شوند. این ترانسدیوسرها امواج صوتی را به صورت مستقیم و بدون زاویه به سمت محیط جاری ارسال و دریافت می کنند. این نوع فلومتر برای جریان های با سرعت پایین و یکنواخت مناسب است. این فلومتر از روش تایم آف فلایت (TOF) یا زمان پرواز استفاده می کند. در این روش، اختلاف زمانی بین ارسال و دریافت امواج صوتی توسط ترانسدیوسرها محاسبه می شود. این اختلاف زمانی متناسب با سرعت جریان است.

– فلومترهای التراسونیک زاویه دار: در این نوع فلومتر، ترانسدیوسرها به صورت زاویه دار روی دیواره لوله یا کانال نصب می شوند. این ترانسدیوسرها امواج صوتی را با زاویه ای خاص به سمت محیط جاری ارسال و دریافت می کنند. این نوع فلومتر برای جریان های با سرعت بالا و ناپایدار مناسب است. این فلومتر از روش دوپلر یا شیفت دوپلر استفاده می کند. در این روش، اختلاف فرکانس بین امواج صوتی ارسالی و دریافتی توسط ترانسدیوسرها محاسبه می شود.

– فلومترهای التراسونیک مقابل هم: در این نوع فلومتر، ترانسدیوسرها به صورت مقابل هم روی دیواره لوله یا کانال نصب می شوند. این ترانسدیوسرها امواج صوتی را به سمت یکدیگر ارسال و دریافت می کنند. این نوع فلومتر برای جریان های با سرعت متوسط و بدون حباب مناسب است. این فلومتر از روش ترانزیت تایم یا زمان عبور استفاده می کند. در این روش، اختلاف زمانی بین ارسال و دریافت امواج صوتی توسط ترانسدیوسرها محاسبه می شود.

مزایا و معایب فلومتر اولتراسونیک

فلومترهای التراسونیک دارای مزایا و معایبی هستند که در ادامه به آنها اشاره می کنیم:

– مزایا:

– بدون تماس مستقیم با محیط جاری: این ویژگی باعث می شود که فلومترهای التراسونیک از سایش، خوردگی، انسداد و نشت جلوگیری کنند و عمر طولانی تری داشته باشند.
– بدون ایجاد مانع در مسیر جریان: این ویژگی باعث می شود که فلومترهای التراسونیک از افت فشار، افزایش مصرف انرژی و کاهش بازده جلوگیری کنند و دقت بالاتری داشته باشند.
– قابلیت اندازه گیری جریان های مختلف: این ویژگی باعث می شود که فلومترهای التراسونیک بتوانند جریان مایعات، گازها و بخارها را با خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت اندازه گیری کنند.
– قابلیت نصب آسان و انعطاف پذیر: این ویژگی باعث می شود که فلومترهای التراسونیک بتوانند بر روی لوله ها و کانال های با اقطار و شکل های مختلف نصب شوند و بدون نیاز به برش یا جوشکاری باشند.
– قابلیت تنظیم و کالیبراسیون ساده: این ویژگی باعث می شود که فلومترهای التراسونیک بتوانند با استفاده از صفحه نمایش و کلیدهای دستگاه یا رایانه تنظیم و کالیبره شوند و بدون نیاز به استانداردهای مرجع باشند.

– معایب:

– حساسیت به خلوص و یکنواختی محیط جاری: این عیب باعث می شود که فلومترهای التراسونیک در صورت وجود حباب، ذرات جامد، تغییر دما یا فشار، ترکیبات چند فازی یا مغناطیسی در محیط جاری دچار خطا و نویز شوند و دقت کمتری داشته باشند.
– حساسیت به نوع و موقعیت ترانسدیوسرها: این عیب باعث می شود که فلومترهای التراسونیک در صورت انتخاب نادرست یا نصب نامناسب ترانسدیوسرها دچار خطا و نویز شوند و دقت کمتری داشته باشند.
– حساسیت به تغییرات محیطی: این عیب باعث می شود که فلومترهای التراسونیک در صورت تغییرات دما، رطوبت، فشار، جریان هوا یا ارتعاشات مکانیکی دچار خطا و نویز شوند و دقت کمتری داشته باشند.

کاربرد های فلومتر التراسونیک در صنعت

فلومترهای التراسونیک یکی از ابزارهای مهم و کارآمد در صنعت می‌باشند که برای اندازه‌گیری جریان و حجم مایعات به کار می‌روند. این دستگاه‌ها با استفاده از امواج التراسونیک، میزان جریان مایعات را با دقت بالا اندازه‌گیری می‌کنند. کاربردهای فلومترهای التراسونیک در صنعت عبارتند از:

1. صنایع نفت و گاز: برای اندازه‌گیری جریان نفت، گاز و مایعات دیگر در خطوط لوله و تجهیزات مرتبط.

2. صنایع شیمیایی: برای کنترل و مانیتورینگ جریان مواد شیمیایی در واحدهای تولید و پردازش.

3. صنایع آب و فاضلاب: برای مانیتورینگ جریان آب شهری، فاضلاب، و پردازش آب در تصفیه‌خانه‌ها.

4. صنایع فولاد: برای کنترل جریان مواد در فرآیندهای تولید فولاد و فرآیندهای مرتبط.

5. صنایع غذایی: برای اندازه‌گیری جریان مواد در فرآیندهای تولید و بسته‌بندی مواد غذایی.

6. صنایع داروسازی: برای کنترل جریان مواد در فرآیندهای تولید داروها و مواد شیمیایی مورد نیاز.

استفاده از فلومترهای التراسونیک در این صنایع، عملکرد بهتر، کاهش هزینه‌ها و بهبود کیفیت فرآیندها را فراهم می‌کند.