انواع روشهای اندازه گیری سرعت و دبی( فلومترهای حجم سنج )

کنترل سرعت به عنوان یکی از سنجش های پایه ای در سیالات است. به وسیله ی اندازه گیری سرعت عبوری از یک مقطع مشخص می توان به اندازه ی دبی سیال در آن نقطه دست یافت و همچنین با استفاده از رابطه ی برنولی و دانستن چگالی سیال می توان به سرعت در سایر نقاط در مسیر جریان دست یافت. وسایل گوناگون و ارزان موجود برای اندازه گیری مقدار سرعت را می توان برای بدست آوردن اطلاعات در جریان های دارای موج های غیر درهم و تغییرات آهسته به کار برد. برای نمونه گیری از نوسانات موجی و درهم که سرعت زیاد دارند لازم است دقت نمونه برداری بیشتر باشد. در بسیاری از کاربردهای اندازه گیری سرعت که به منظور کالیبراسیون دستگاه های دبی سنج انجام می شود، فقط اولین سطح اندازه گیری سرعت ضرورت دارد. شباهت میان دستگاه های دبی سنجی و سرعت سنجی زیاد است. در ادامه به بررسی فلومترهای حجم سنج می پردازیم.

فلومترهای حجم سنج

 فلومترهای حجم سنج که کل حجم سیال را اندازه گیری می کنند ، دارای یک ترانسدیوسر و یک ثبات یا اندیکاتور برای نشان دادن کل حجم سیال می باشند. در این تراندیوسرها از سرعت حرکت یک عامل حس کننده (Sensing Element) استفاده می شود که سرعت این عامل حس کننده متناسب با دبی حجمی سیال می باشد. دو نوع اصلی از این دسته از فلومترها عبارتند از:

فلومتر توربین دار پروانه دار

فلومتر توربین دار پروانه دار: برای سنجش میزان جریان آب با دمای متوسط (C˚30) سرعت زاویه ای (تندی چرخشی) پروانه متناسب با سرعت جریان سیال بوده و در نتیجه متناسب با دبی حجمی سیال است. تعداد دورچرخش های پروانه توسط یک ثبات یا محاسبه کننده ی تعیین شده و میزان جریان کل عبور داده شده ، توسط یک اندیکاتور نشان داده می شود.
این نوع دستگاه ها در دو نوع ، دستگاه اندازه گیری نوع خشك و دستگاه اندازه گیری نوع  تر موجود هستند. نوع تر نسبت به نوع خشک دارای مزایای زیادی است ، از جمله می توان به عدم نیاز به قطعات اضافی ، سادگی و داشتن ابعاد کوچک تر اشاره کرد. ولی این نوع دستگاه ها وقتی کارایی مطلوب را دارند که آب تمیز از آن ها عبور کند و این موضوع دلیلی است برای این که چرا دستگاه های نوع خشک معمولا کاربردی تر هستند.
زمانی که یک توربین در مسیر سیال در حال حرکت قرار می گیرد ، از آنجایی که طرف دیگر توربین متصل به یک هسته ی مغناطیسی است و در مقابل هسته و در پوسته ی خارجی فلومتر سیم پیچ آشکار ساز قرار گرفته است ، عبور هسته از مقابل سیم پیچ موجب القای نیرو محرکه در آن می شود. با زیاد شدن سرعت سیال ، چرخش توربین و در نتیجه سرعت چرخش هسته ی مغناطیسی بیشتر می شود و نیرو محرکه ی بزرگ تری در سیم پیچ القاء می شود. در طرح های جدید هسته و سیم پیچ آشکار ساز را به گونه ای می سازند که سرعت سیال تبدیل به فرکانس پالس می شود و با شمارش پالس ها و میانگین گیری توسط مدارهای مربوطه ، سرعت سیال و به دنبال آن فلوی حجمی یا جرمی را به دست می آورند.
اشکال عمده ی این فلومترها ایجاد مزاحمت و اخلال در حرکت طبیعی سیال می باشد و ممکن است خود باعث تغییر فلوی مورد اندازه گیری شوند. خوردگی ونیاز به تعمیرات از معایب آن ها می باشند. همچنین این فلومترها برای اندازه گیری جریان های کم مناسب نمی باشند.

فلومتر جابجایی مثبت

جریان سنج های دارای عنصر جابجایی مثبت برای اندازه گیری حجم کل جریان سوخت دیزل ، نفت خام ، بنزین و مایعات مشابه نسبت به انواع پروانه پروانه دار یا توربین دار دقت عمل بیشتری دارند. دقت عمل این نوع دستگاه های اندازه گیری بیش از همه تحت تاثیر دانسیته و دبی سیال می باشد و معمولا با تجربه در دبی های ثابت و معیین بدست می آید. افزایش دانسیته و دبی سیال ، افت فشار استاتیک بیشتری را موجب می گردد. بنابر این معمولا از افت فشار جهت تعیین ظرفیت دستگاه اندازه گیری استفاده می شود.
این نوع جریان سنج ها در انواع زیر دسته بندی می شوند:

• جریان سنج های دارای پیستون رفت و برگشتی یا اصطلاحا جریان سنج های پیستونی
• جریان سنج های دارای دیسک جابجا شونده یا اصطلاحا جریان سنج های دیسکی
• جریان سنج های دارای گلوله ی چرخش کننده یا اصطلاحا جریان های گلوله ای
• جریان سنج های دارای تیغه (پره) چرخش کننده یا جریان سنج های پره دار

 

باد سنج فنجانکی یا پره ای اندازه گیری می کنند. در این دستگاه ممکن است با گرداندن یک مولد مقدار سرعت را مستقیما اندازه گیری کرد و یا با گرداندن یک شمارنده ، تعداد گردش را بدست آورد.