فلومتر آلتراسونیک
فلومتر التراسونیک، یک ابزار مبتنی بر امواج صوتی است که برای اندازه‌گیری سرعت جریان سیال در لوله‌ها به کار می‌رود. در شرایط بدون جریان، امواج التراسونیک از یک لوله به لوله دیگر منتقل می‌شوند و بازتاب آن از مایع سیال یکسان است. اما در حضور جریان، با توجه به اثر داپلر، فرکانس امواج تغییر می‌کند. زمانی که سیال سریعتر حرکت می‌کند، تغییر فرکانس به صورت خطی افزایش می‌یابد.
روش کار کردن فلومتر التراسونیک
فلومترهای التراسونیک معمولا جهت اندازه‌گیری سرعت مایعاتی که امواج فراصوتی مانند آب، گوگرد گداخته شده، مایعات منجمد و مواد شیمیایی را منتقل می‌کنند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. طرحهای مختلف برای اندازه‌گیری جریانهای گاز و بخار نیز در دسترس هستند. لازم به ذکر است که مایعاتی که از انرژی التراسونیک عبور نمی‌کنند، مانند برخی از مواد آبکی، ممکن است نفوذ امواج التراسونیک را به حوزه مایعات محدود کنند.
در فلومترهای التراسونیک داپلر، مایعات غیرشفاف میتوانند نفوذ امواج التراسونیک که نزدیک به دیواره لوله قرار دارند را محدود کنند. این ممکن است باعث اختلال در عملکرد صحیح فلومتر شده و به اختلال در اندازه‌گیری فلومتر منجر شود. در صورتی که مایعات غیرشفاف امواج التراسونیک را به اندازه‌ای ضعیف کنند که موج به گیرنده نرسد، احتمال اختلال در عملکرد فلومتر التراسونیک وجود دارد.
مزایای استفاده از فلومتر التراسونیک
فلومترهای التراسونیک، به عنوان ابزاری برای اندازه‌گیری دقیق جریان مایعات، به ویژه گازهای طبیعی و مایعات نفتی با امواج فراصوتی، عمدتا در محافظت و نگهداری مواد گران‌قیمت مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از مزیت‌های این فلومترها، کنترل ثابت و دقیق فشار در شرایط فشار بالا است. علاوه بر این، این تکنولوژی می‌تواند درجه حرارت را نیز کنترل کند و بدون نیاز به نگهداری مداوم و تعمیرات، کارایی بالایی ارائه دهد.
با این حال، فلومترهای التراسونیک هزینه بالا و حساسیت به تغییرات ارتعاشات گذرا را به همراه دارند. همچنین، مشکلاتی به دلیل تغییر در قطر لوله در فلومترهای التراسونیک به دلیل ساخت و ساز وجود دارد.
یکی از ویژگی‌های مثبت این فلومترها این است که جریان را مسدود نمی‌کنند، به همین دلیل می‌توان آنها را در مایعات بهداشتی، خوراکی و حتی ساینده مورد استفاده قرار داد. برخی از فلومترهای التراسونیک از مبدل‌های گیرنده استفاده می‌کنند که به خارج از لوله وصل شده و بخشی ندارند که با مایع پوشانده شده باشد. این فلومترها میتوانند جریانهای زودگذر را با استفاده از مبدل‌های گیرنده اندازه‌گیری کنند.
هرچند مبدل‌های گیرنده میتوانند در شرایط خاصی مفید و کارساز باشند، اما با وجود روابط التراسونیک اضافه، ممکن است بر اعتبار و عملکرد فلومترهای التراسونیک تأثیر گذار باشند. در صورت عدم نگهداری و استفاده صحیح از این فلومترها، سیگنال‌های التراسونیک ممکن است در روابط میان مبدل‌های گیرنده و دیواره لوله‌های خارجی و همچنین میان دیواره لوله‌های داخلی و مایع سیال، از بین بروند. فلومترهای التراسونیک با ابعاد ۷۲ اینچ و بزرگتر در دسترس هستند و انواع دیگری از فلومترها مانند توربینی و مغناطیسی نیز وجود دارند.
فلومتر التراسونیک در چه زمینه هایی کاربرد دارد؟
فلومترهای التراسونیک به عنوان ابزاری پیشرفته و چندکاره، در صنایع مختلف به کار می‌روند. در زیر، به بررسی کاربردهای این فناوری در بخش‌های مختلف اشاره می‌شود:
1. نفت و گاز:
فلومترهای التراسونیک در صنعت نفت و گاز برای اندازه‌گیری دقیق جریان مایعات، از جمله نفت خام و گازهای طبیعی، استفاده می‌شوند. با خرید فلومتر التراسونیک مشاهده می‌کنید که این ابزارها میتوانند تا حد زیادی با شرایط فشار بالا و دماهای مختلف سازگاری داشته باشند.
2. آب و فاضلاب:
در صنعت آب و فاضلاب، فلومترهای التراسونیک برای نظارت و کنترل جریان آب در شبکه‌های توزیع و فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ابزارها به عنوان ابزاری مؤثر در بهینه‌سازی مصرف آب و کاهش اتلاف منابع آب اهمیت دارند.
3. برق:
در صنعت برق، فلومترهای التراسونیک برای اندازه‌گیری جریان سیالات خنک‌کننده در نیروگاه‌ها و همچنین مدیریت گرما و سرمایش در سیستم‌های تولید برق استفاده می‌شوند.
4. مواد شیمیایی:
در تولید و پردازش مواد شیمیایی، فلومترهای التراسونیک برای اندازه‌گیری دقیق جریان مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ابزارها با دقت بالا و عملکرد قابل اعتماد به کنترل فرآیندهای تولید کمک می‌کنند.
5. مواد غذایی و نوشیدنی:
در صنعت مواد غذایی و نوشیدنی، فلومترهای التراسونیک برای اندازه‌گیری دقیق جریان مواد مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ابزارها به تولید کنندگان این صنعت کمک می‌کنند تا فرآیندهای تولید را بهبود بخشند و کنترل کیفیت محصولات را افزایش دهند.
6. داروسازی:
در صنعت داروسازی، فلومترهای التراسونیک برای اندازه‌گیری دقیق حجم و جریان مواد در فرآیندهای تولید داروها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
7. فلزات و معادن:
در صنایع مرتبط با فلزات و معادن، این فلومترها به عنوان ابزاری حیاتی در اندازه‌گیری جریان و مدیریت منابع سیالات استفاده می‌شوند.
8. خمیر کاغذ و کاغذ:
در صنعت خمیر کاغذ و تولید کاغذ، فلومترهای التراسونیک برای کنترل و نظارت بر جریان مواد در فرآیندهای تولید کاغذ و خمیر کاغذ به کار می‌روند.
به طور کلی، فلومترهای التراسونیک به عنوان ابزارهای چندمنظوره در صنایع مختلف به بهبود عملکرد فرآیندها، افزایش بهره‌وری و کاهش اتلاف منابع کمک می‌کنند. شایان ذکر است که قیمت فلومتر التراسونیک به توجه به عملکرد آن محاسبه می‌شود.
قابل توجه افرادی که از فلومتر التراسونیک استفاده می‌کنند: ملاحظات کاری
اگر قصد کار کردن با این قطعه را دارید، لازم است برخی ملاحظات را مدنظر خود قرار دهید.
بازتاب امواج التراسونیک و اهمیت نفوذ در مایعات:
یکی از اصول اساسی در عملکرد فلومترهای التراسونیک داپلر، قابلیت نفوذ کامل امواج التراسونیک در جریان مایع است. زمانی که امواج نمی‌توانند در جریان بخار بین مبدلها نفوذ کنند، فلومتر قادر به اندازه‌گیری نخواهد بود. بنابراین، امواج التراسونیک باید بتوانند به درستی وارد فلومتر داپلر شوند تا اندازه‌گیری دقیق انجام شود.
بازتاب امواج التراسونیک و چالش‌ها:
در استفاده از فلومترهای التراسونیک داپلر، اطمینان حاصل شود که مایع سیال به میزان کافی امواج التراسونیک را بازتاب می‌کند؛ زیرا بدون بازتاب مناسب، فلومتر قادر به کار نخواهد کرد. بازتاب‌ها ممکن است به دلیل حباب‌های کوچک گاز در جریان سیال یا وجود جریانهای مخالف در مایع سیال به وجود آیند. اگر این جریان‌ها و بازتاب‌ها وجود نداشته باشند، ایجاد منابع بازتاب به طور عملی مشکل خواهد بود. خوشبختانه، برخی از ترکیبات مانند حباب‌های گازها و جریانهای مخالف در بسیاری از موارد وجود دارند.
سرعت ذرات جامد و تأثیر آن بر اندازه‌گیری:
سرعت ذرات جامد در مواد آبکی ممکن است نسبت به ذرات مایع حامل تفاوت داشته باشد. در استفاده از تکنولوژی التراسونیک، دقت فرآیند را در نظر بگیرید، زیرا ذرات جامد ممکن است در بخشی از جریان سیال متمرکز شوند. این مسئله ممکن است به ویژه در لوله‌های افقی با سرعت کم جریان اتفاق بیافتد. استفاده از فلومترهای التراسونیک داپلر در مواد آبکی نیازمند دقت است، زیرا ذرات جامد ممکن است سیگنال‌های قوی‌تری ایجاد کنند که باعث اندازه‌گیری سرعت جریان مواد جامد شوند، اما از اندازه‌گیری سرعت مایعات محروم باشند.
ارتباط مبدل‌های گیرنده با دیواره لوله:
اطمینان حاصل شود که ارتباط مبدل‌های گیرنده مناسب در دیواره لوله وجود دارد؛ زیرا زمانی که امواج التراسونیک نمی‌توانند به مایع برسند، فلومتر عمل نخواهد کرد. این ارتباط می‌تواند در مواقعی که فلومترها به‌درستی تمیز نشده‌اند، اهمیت پیدا کند و موجب توقف عملکرد آنها شود.
تأثیر فرآیندهای خاص:
استفاده از فلومترهای التراسونیک داپلر در فرآیند تصفیه دوره‌ای با جریان زیاد ممکن است به علت وجود گرد و خاک در جریان سیال، منجر به توقف عملکرد شود. همچنین اگر گرد و خاک مبدل‌های مرطوب را بپوشاند، فلومترها تا زمانی که تمیز نشده‌اند، عمل نخواهند کرد.
در نهایت، با درستی فهم این مسائل و استفاده صحیح از فلومترهای التراسونیک، می‌توان به اطمینان از دقت و عملکرد بهتر این ابزارها دست یافت.
سخن پایانی
فلومترهای التراسونیک با استفاده از امواج صوتی، سرعت جریان سیالات را اندازه‌گیری می‌کنند. این فناوری در صنایع نفت و گاز، آب و فاضلاب، برق، شیمیایی، غذا، داروسازی، فلزات، و کاغذ کاربردهای گسترده‌ای دارد.