فلومتر ترمال مس
در دهه‌های اخیر، تقدم فناوری‌ها و تحولات صنعتی باعث شده تا روش‌های نوینی برای اندازه‌گیری جریان جرمی گازها در صنایع مختلف ظهور کنند. یکی از این روش‌های مهم و پیشرفته، استفاده از فلومتر ترمال مس است. این وسیله برای مواردی که نیازمند اندازه‌گیری جریان‌های کم و کنترل فرایندهای دقیق هستند، به کار می رود. در ادامه به بررسی اصول عملکرد فلومترهای ترمال مس، مزایا و کاربردهای آنها خواهیم پرداخت.
نحوه عملکرد و کاربرد فلومترهای ترمال مس
ترمال مس فلومتر که به آن فلومتر (جریان‌سنج) حرارتی نیز گفته می شود، نوعی دستگاه یا سنسور است که برای اندازه‌گیری جریان سیالات از جمله گازها و بخارات درون لوله‌ها یا کانال‌ها به‌کار می رود. این تکنولوژی بر پایه قانون انتقال حرارتی ترمال و اثر جرمی که جریان سیال بر عناصر حساس به حرارت دارد، کار می کند.
عملکرد این نوع فلومتر بر اساس اصل تحولات حرارتی است. وقتی یک گاز یا بخار از میان لوله‌ها یا مسیری که فلومتر در آن نصب شده، عبور می کند، گرمای مواد جریانی با استفاده از یک عنصر گرمایی در فلومتر اندازه‌گیری می شود. زمانی که گاز به عنصر گرم‌شده می رسد، این عنصر گرمایی بخشی از گرمای خود را از دست می دهد.
سپس این تغییر حرارت ناشی از جریان سیال، محاسبه و به عنوان مبنایی برای تعیین نرخ جریان سیال استفاده می شود. اعمال اندازه‌گیری های دما معمولاً با استفاده از ترموکوپل ها یا رزیستانس های حراری صورت می گیرد. استفاده از فلومترهای حرارتی در صنایع مختلفی از جمله پزشکی، بیوتکنولوژی، مهندسی فرآیند، و کنترل آلودگی هوا رایج است.
انواع ترمال مس فلومتر
فلومترهای ترمال مس دارای انواع مختلفی هستند که بر اساس نوع طراحی، دقت اندازه‌گیری، دامنه جریان قابل اندازه‌گیری و کاربردهای متفاوت، توسعه یافته‌اند. به طور کلی، دو نوع اصلی ترمال مس فلومتر وجود دارد:
فلومترهای حرارتی گردابی (Thermal Dispersion Mass Flow Meters)
این نوع فلومتر از دو سنسور حرارتی تشکیل شده است که یکی برای گرم کردن نقطه‌ای از سیال و دیگری برای اندازه‌گیری دمای سیال استفاده می‌شود. تفاوت دمای بین این دو نقطه می‌تواند میزان جریان جرمی سیال را نشان دهد.
فلومترهای حرارتی با انتقال گرما (Capillary Thermal Mass Flow Meters)
این نوع فلومتر ترمال مس، معمولاً از یک لوله باریک (کاپیلاری) استفاده می کند که دو سنسور دما در دو انتهای آن قرار دارد. یکی از این سنسورها سیال را گرم کرده و دیگری تغییرات دما را ثبت می کند. این نوع از فلومتر بیشتر برای اندازه‌گیری دقیق جریان‌های کوچک در کاربردهای آزمایشگاهی و پژوهشی کاربرد دارد.
هر دو نوع می توانند برای اندازه‌گیری جریان گازها و بخارات در رنج‌های متفاوت و در شرایط دمایی و فشار متفاوت به کار روند. همچنین، برخی از فلومترهای حرارتی قابلیت اندازه‌گیری در شرایط خاص مانند محیط های خورنده یا مناطق انفجاری را دارند. انتخاب نوع فلومتر بستگی به دقت مورد نیاز، نوع سیال، محدوده دمایی، فشار عملیاتی و شرایط محیطی دارد.
مزایای خرید فلومترهای ترمال مس
استفاده از فلومتر ترمال مس مزایای متعددی دارد که شامل موارد زیر می شود:
- حساسیت بالا: توانایی اندازه‌گیری جریان های بسیار کم با دقت بالا.
- بدون قطعات متحرک: دارای ساختار ساده بدون نیاز به قطعات متحرک که این امر باعث کاهش خرابی‌ها و نیاز به نگهداری کمتر می شود.
- تاثیر کم دما و فشار: قابلیت اندازه‌گیری جریان بدون تاثیر پذیری زیاد از تغییرات دما و فشار محیطی یا سیال.
- مقاومت شیمیایی: امکان ساخت از متریال های مقاوم در برابر خوردگی که امکان اندازه‌گیری جریان سیالات خورنده را فراهم می‌کند.
- اندازه‌گیری مستقیم: توانایی اندازه‌گیری مستقیم جرم سیال بدون نیاز به براورد از روی مقادیر حجمی که ممکن است با تغییر دما و فشار دچار خطا شود.
- سادگی استفاده: استفاده و نصب آسان فلومتر ترمال مس بدون نیاز به هدایت زیاد سیال یا محافظت های خاص.
- رنج وسیع اندازه‌گیری: قابلیت اندازه‌گیری جریان در رنج های وسیع از خیلی کم تا خیلی زیاد.
- امکان اندازه‌گیری در سیالات متنوع: قابلیت اندازه‌گیری در انواع گازها و بخارات.
- خروجی دیجیتال: ارائه اطلاعات جریان به صورت دیجیتالی که می تواند مستقیماً برای سیستم های کنترلی و ابزار دقیق به کار رود.
- قابلیت طراحی سفارشی: امکان سفارشی‌سازی برای کاربردهای خاص، به‌طور مثال فلومترهایی با طراحی بهداشتی برای صنایع دارویی و غذایی.
البته استفاده از فلومترهای حرارتی ممکن است در شرایط خاصی، محدودیت هایی داشته باشد و نیاز است که در انتخاب نوع فلومتر، شرایط خاص کاربرد و خصوصیات سیالِ در حال اندازه‌گیری به دقت مد نظر قرار گیرد.
نکات لازم برای خرید فلومتر ترمال مس
در زمان خرید فلومترهای ترمال مس، باید مجموعه‌ای از نکات را در نظر گرفت تا براساس آن بتوان دستگاه انتخابی مناسب کاربرد مورد نظر را خریداری کرد. در ادامه برخی از این نکات کلیدی را بیان می‌کنیم:
- نوع جریان سیال: گاز، بخار یا ترکیبی از گازها. دقت کنید که فلومتر برای نوع سیال مورد نظر طراحی شده باشد.
- دامنه جریان: انتخاب فلومتری که دامنه جریان آن متناسب با جریان هایی باشد که قصد دارید اندازه‌گیری کنید.
- دقت و تکرارپذیری: تعیین سطح دقت مورد نیاز و توانایی فلومتر برای ارائه نتایج تکرارپذیر.
- مقاومت در برابر فشار و دما: اطمینان از اینکه فلومتر می‌تواند در دماها و فشارهای عملیاتی مورد انتظار کار کند.
- قابلیت کالیبراسیون: امکان کالیبره کردن دستگاه طبق دستورات کاتالوگ فلومتر ترمال مس برای حفظ دقت اندازه‌گیری‌ها بر اساس استانداردهای مورد نیاز.
- سازگاری شیمیایی: متناسب بودن مواد سنسور با سیالاتی که قرار است اندازه‌گیری شوند، به خصوص در مواجهه با سیالات خورنده یا سمی.
- رابط کاربری و خروجی سیگنال: در نظر گرفتن نوع خروجی مورد نیاز برای اتصال به سیستم های کنترلی مانند 4-20 mA، HART، Profibus یا Modbus.
- سایز و نصب: اندازه فلومتر باید با لوله‌ها یا کانال‌های موجود مطابقت داشته باشد.
- محفظه و مقاومت در برابر شرایط محیطی: برای کاربردهای خارجی یا در شرایط سخت صنعتی، باید محفظه فلومتر، مقاوم باشد.
- استانداردها و تاییدیه‌ها: وجود استانداردها و تاییدیه‌های لازم مانند CE، UL، ATEX یا IECEx که برای کاربردهای خاص مورد نیاز است.
- پشتیبانی و ضمانت: وجود خدمات پس از فروش و پشتیبانی فنی همچنین دوره ضمانت محصول.
به یاد داشته باشید که دریافت مشاوره از کارشناسان و تامین‌کنندگان تجهیزات فرایندی می‌تواند در انتخاب صحیح فلومترهای ترمال مس به شما کمک کند.
قیمت فلومتر ترمال مس
قیمت فلومترهای ترمال مس می‌تواند بر اساس عوامل گوناگونی متغیر باشد. این عوامل شامل برند، دقت و تکرارپذیری، طیف جریان، مقاومت در برابر فشار و دما، متریال ساخت، ویژگی‌های اضافی مانند حفاظت در برابر مناطق انفجاری یا قابلیت های ارتباطی (مانند خروجی سیگنال یا قابلیت های اتصال به شبکه) می شود. برای اطلاع دقیق از قیمت‌ها، بهتر است با توزیع‌کنندگان معتبر این تجهیزات تماس بگیرید.
سخن پایانی
فلومترهای حرارتی جرمی، یا فلومتر ترمال مس، نقش حیاتی در عرصه های مختلف صنعتی از نظارت بر جریان های دقیق تا کنترل کیفیت و بهبود فرایندها ایفا می کنند. توانایی آنها در اندازه‌گیری های دقیق و قابل اعتماد، با مینیمال کردن تأثیرات متغیرهای فرآیندی نظیر دما و فشار، امکان بهبود عملیات و بهینه‌سازی مصرف انرژی را فراهم می آورد.