فلومتر ورتکس

فلومتر ورتکس (Vortex Flowmeter) یک نوع سنسور اندازه‌گیری جریان است که بر اساس اصل وورتکس کار می‌کند. این اصل بیان می‌کند که وقتی یک سیال بر روی یک جسم مانند یک باریکه یا پروب ورتکس برخورد می‌کند، باعث ایجاد الگوهای وورتکسی در اثر تغییرات سرعت و فشار می‌شود. فلومتر ورتکس از این الگوهای وورتکس برای اندازه‌گیری سرعت و حجم جریان سیال استفاده می‌کند.

فلومتر ورتکس چیست

برای بهتر درک کردن چگونگی عملکرد فلومتر ورتکس می توان یه جسم خاص را به حالت ثابت در مسیر عبور سیال قرار دهید. هنگامی که آب به جسم برخورد کند مجبور به عبور از کناره های آن می شود که در نهایت باعث ایجاد تلاطم و تغییر در وضعیت سیال عبوری می شود. در دیگر بخش از این فلومتر ها یک حسگر مکانیکی قرار دارد که کمی عقب تر جسم فیزیکی قرار دارد . تلاطم ایجاد شده از برخورد سیال با مانع فیزیکی، باعث به حرکت درآمدن حسگر مکانیکی می شود. که این حسگر به صورت مستقیم به یک مبدل متصل است.

هنگامی که سیال از لوله عبور نمیکند، حسگر مکانیکی در وضعیت ثابت قرار دارد و در نتیجه عدد صفر، روی نمایشگر نشان داده می شود. ولی زمانی که سیال از لوله عبور میکند، حسگر مکانیکی حرکت کرده و حرکت آن توسط مبدل به داده های دیجیتال یا حرکت عقربه های مکانیکی ارسال می شود که در نتیجه آن داده های قابل اندازه گیری برای شدت جریان سیال به دست می آید. با توجه به اینکه این کار دارای حساسیت بالاییست، قابل انتظار است که حسگر مکانیکی به عنوان یک حسگر منحصربفرد و خاص شناخته شوند.

کاربردهای اصلی فلومتر ورتکس

فلومتر ورتکس یکی از انواع دبی‌سنج‌هاست که برای اندازه‌گیری جریان سیالات (مایعات، گازها یا بخارات) استفاده میشود. این فلومتر بر پایه پدیده‌ای به نام تشکیل گردابه یا ورتکس‌ استریتشِر کار میکند. کاربردهای اصلی فلومتر ورتکس در صنایع مختلف به شرح زیر است:

  • صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
    • اندازه‌گیری دبی بخار، گازهای صنعتی (مثل نیتروژن، هوا، گاز طبیعی)
    • کاربرد در سیستم‌های کنترل و مانیتورینگ خطوط انتقال گاز و بخار
  • صنایع نیروگاهی (برق و بخار)
    • اندازه‌گیری دقیق دبی بخار اشباع یا بخار فوق داغ
    • کنترل مصرف بخار در توربین‌ها و بویلرها
  • صنایع غذایی و دارویی
    • کنترل جریان سیالات بهداشتی مثل آب تصفیه‌شده، نوشیدنی‌ها یا محلول‌های دارویی
    • قابلیت استفاده در محیط‌های استریل با نسخه‌های استنلس‌استیل
  • سیستم‌های HVAC و تأسیسات ساختمانی
    • کنترل جریان آب داغ، آب سرد، بخار یا گازهای مورد استفاده در گرمایش و سرمایش
  • کاربردهای عمومی صنعتی
    • اندازه‌گیری دبی آب، هوا یا سایر سیالات غیر خورنده
    • کنترل فرایندهای صنعتی مثل شستشو، سرمایش یا انتقال سیالات

مزایا و ویژگی های فلومتر ورتکس

برخی ویژگی‌ها و مزایای فلومتر ورتکس عبارتند از:

  1. دقت بالا: فلومتر ورتکس دارای دقت بالایی در اندازه‌گیری سرعت و جریان سیال است.
  2. عملکرد قابل اعتماد: این فلومترها عموماً بسیار پایدار هستند و به دلیل عدم وجود قطعات متحرک، نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند.
  3. قابلیت کار در شرایط مختلف: فلومترهای ورتکس می‌توانند در شرایط فشار و دمای متنوعی کار کنند و با توجه به نوع و مواد ساخت آنها، می‌توانند مقاومتی بالا در برابر مواد شیمیایی و آب و هوای سخت داشته باشند.
  4. عدم نیاز به تقویت‌کننده: برخی از فلومترهای ورتکس به تقویت‌کنده برای اندازه‌گیری نیازی ندارند و از اصل ورتکس بهره می‌برند، که این موضوع باعث سادگی و هم چنین کاهش هزینه‌ها می‌شود.
  5. قابلیت نصب و عیب‌یابی آسان: فلومترهای ورتکس در مقایسه با برخی از دیگر فلومترها به راحتی قابلیت نصب و عیب‌یابی را دارا هستند.

معایب و محدودیت‌های فلومتر ورتکس

  • نیاز به حداقل سرعت جریان
    • فلومتر ورتکس برای تولید گردابه نیاز به جریان نسبتاً پایدار و با سرعت کافی دارد. در سرعت‌های کم، گردابه شکل نمیگیرد و دستگاه نمیتواند اندازه‌گیری دقیقی انجام دهد.
  • حساسیت به لرزش
    • لرزش‌های مکانیکی در خطوط لوله میتوانند با فرکانس گردابه‌ها تداخل کنند و باعث ایجاد نویز یا خطای اندازه‌گیری شوند. بنابراین نصب در مکان‌های با لرزش زیاد توصیه نمیشود.
  • افت فشار نسبتاً بالا
    • وجود مانع در مسیر جریان باعث افت فشار بیشتری نسبت به فلومترهای بدون مانع مانند فلومتر التراسونیک میشود.
  • محدودیت در اندازه‌گیری جریان‌های بسیار پایین
    • در دبی‌های پایین یا زمان‌هایی که جریان ناپایدار است، دقت فلومتر ورتکس کاهش مییابد یا اصلاً قادر به اندازه‌گیری نخواهد بود.
  • محدودیت در سیالات دارای ذرات معلق یا رسوب‌زا
    • ورتکس‌مترها برای سیالات تمیز و غیرخورنده طراحی شده‌اند. در صورتی که سیال دارای ذرات جامد یا خاصیت رسوب‌گذاری باشد، ممکن است دقت دستگاه کاهش یافته یا حتی دچار گرفتگی شود.
  • نیاز به نصب مستقیم و طول خط صاف کافی
    • برای عملکرد دقیق، نیاز به طول لوله مستقیم قبل و بعد از فلومتر وجود دارد تا جریان یکنواخت و توسعه‌یافته باشد. این موضوع در فضاهای محدود ممکن است مشکل‌ساز شود.
  • عدم دقت در سیالات با ویسکوزیته بالا
    • عملکرد فلومتر ورتکس در سیالات با ویسکوزیته بالا (مثل روغن‌های سنگین یا مایعات غلیظ) به شدت محدود است، زیرا تولید گردابه در این شرایط دشوار است.

نحوه کارکرد فلومتر ورتکس

قبل از خرید فلومتر ورتکس نحوه کارکرد آن را بدانیم:

  1. نصب فلومتر: در ابتدا فلومتر ورتکس در خط جریان سیال نصب می‌شود. معمولاً فلومتر در ناحیه‌ای از خط قرار می‌گیرد که جریان سیال کاملا مشخص و منظم باشد.
  2. تشکیل ورتکس: وقتی سیال از باریکه یا پروب ورتکس در فلومتر عبور می‌کند، الگوهای وورتکسی در اثر تغییرات سرعت و فشار ایجاد می‌شود. این الگوهای وورتکسی به صورت برهم‌کنش با جسم ورتکس ایجاد می‌شوند.
  3. اندازه‌گیری و شمارش وورتکس‌ها: فلومتر ورتکس دارای حسگری است که به خوبی وورتکس‌ها را تشخیص می‌دهد و تعداد آنها را شمارش می‌کند. با شمارش تعددا وورتکس‌ها، می‌توان سرعت و حجم جریان سیال را محاسبه کرد.
  4. محاسبه جریان سیال: با توجه به تعداد وورتکس‌های شمارش شده و خصوصیات فیزیکی فلومتر، می‌توان سرعت و حجم جریان سیال را محاسبه کرد. این اطلاعات معمولاً توسط یک الکترونیک داخلی در فلومتر پردازش می‌شوند و معمولاً به صورت خروجی الکترونیکی نمایش داده می‌شوند.

نحوه کارکرد فلومتر ورتکس به دقت و طراحی خاص آن بستگی دارد. همچنین، در فلومترهای ورتکس مختلف ممکن است ویژگی‌ها و جزئیات فنی متفاوتی وجود داشته باشد که باید به مشخصات فنی مربوطه برای مدل خاص فلومتر ورتکس مراجعه کنید تا با جزئیات دقیقتر آشنا شوید.

نکات مهم ایمنی و نگهداری

  • در صورت نصب در خطوط بخار یا فشار بالا، فلومتر باید فشار و دمای کاری را تحمل کند.
  • برای تعمیر یا بازدید، حتماً فشار سیستم تخلیه شود.
  • به‌صورت دوره‌ای وضعیت بدنه، اتصالات، و سیگنال‌دهی بررسی شود.

مراحل نصب فلومتر ورتکس

  1. انتخاب محل مناسب نصب
    • فلومتر را در بخش مستقیم لوله نصب کنید، جایی که جریان آرام و بدون آشفتگی باشد.
    • از نصب نزدیک به زانویی‌ها، شیرها، تنگی یا انبساط لوله، پمپ‌ها و تجهیزات تولید لرزش خودداری کنید.
  2. رعایت طول لوله مستقیم
    • برای دقت بالا، رعایت طول مشخصی از لوله مستقیم قبل و بعد از فلومتر ضروری است:
    • وضعیت جریانطول مستقیم قبلطول مستقیم بعد
      بدون مانع خاصحداقل 10 برابر قطر لولهحداقل 5 برابر قطر لوله
      بعد از زانویی یا شیر15D   تا   20D5D
  3. نصب افقی یا عمودی
    • اگر سیال مایع است، لوله را به‌صورت افقی نصب کنید و فلومتر در پایین‌ترین نقطه نباشد (جلوگیری از تجمع رسوب یا هوا).
    • اگر سیال بخار یا گاز است، نصب افقی با جهت جریان از پایین به بالا یا نصب عمودی هم قابل قبول است.
  4. جهت فلومتر و جهت جریان
    • پیکان روی بدنه فلومتر جهت صحیح جریان را نشان میدهد. جهت نصب حتماً باید با جهت جریان یکی باشد.
  5. اتصالات مکانیکی
    • فلومتر باید به درستی روی لوله بسته شود. برای فلومترهای فلنج‌دار، از واشر مناسب و آچار گشتاور طبق استاندارد استفاده شود.
    • دقت شود از تنش مکانیکی یا نصب کج جلوگیری گردد.
  6. اتصال الکتریکی و سیگنال‌دهی
    • کابل‌ها را طبق دفترچه راهنما به ترمینال‌های مربوطه وصل کنید.
    • از کابل شیلد‌دار برای جلوگیری از نویز الکترومغناطیسی استفاده کنید.
    • زمین کردن صحیح سیستم الزامی است.
  7. کالیبراسیون و تست اولیه
    • پس از نصب، فلومتر باید کالیبره شود (یا از تنظیمات کارخانه استفاده شود).
    • با راه‌اندازی سیستم، دبی را بررسی و از عملکرد صحیح و بدون نشتی اطمینان حاصل کنید.

نکات مهم هنگام خرید فلومتر ورتکس

  1. نوع سیال: مشخص کنید که سیال مورد نظر چیست. برخی مدل‌ها برای بخار و گاز طراحی خاصی دارند، پس انتخاب باید بر اساس نوع سیال باشد.
    • مایع (آب، روغن، مواد شیمیایی)
    • گاز (هوا، نیتروژن، گاز طبیعی)
    • بخار (اشباع یا فوق‌داغ)
  2. دما و فشار کاری
    • دمای کاری (°C) و فشار کاری (Bar) را مشخص کنید.
    • فلومترهای ورتکس باید تحمل فشار و دمای سیال را داشته باشند.
    • برای دماهای بالا (مثلاً بخار داغ)، نسخه‌های خاص با سنسور مقاوم در برابر حرارت تهیه شود.
  3. قطر لوله
    • قطر داخلی لوله فرآیند را تعیین کنید.
    • فلومتر باید متناسب با سایز لوله انتخاب شود. در صورت نیاز، از فلومترهای اینسرتی برای لوله‌های بزرگ‌تر استفاده میشود.
  4. نوع اتصال فلومتر
    • اتصال فلنجی،  دنده‌ای ، جوشی یا اینسرتی
    • نوع اتصال باید با سیستم لوله‌کشی شما مطابقت داشته باشد.
  5. خروجی و سیگنال‌دهی: اگر به سیستم اتوماسیون متصل میکنید، نوع خروجی را با PLC یا DCS خود هماهنگ کنید.
    • آنالوگ (4-20 میلی‌آمپر)
    • پالس
    • دیجیتال
  6. جنس بدنه و متریال‌ها: بسته به نوع سیال و محیط کاری، جنس بدنه باید مقاوم باشد.
    • استنلس استیل (SS316) برای مواد خورنده یا بهداشتی
    • کربن استیل برای کاربردهای عمومی
    • آلومینیوم یا PVC برای سیالات خاص یا هزینه پایین
  7. شرایط محیطی نصب
    • محل نصب در محیط بسته، فضای باز، دارای گرد و غبار، رطوبت بالا یا دمای شدید
    • بررسی کنید که فلومتر دارای درجه حفاظت کافی باشد.
  8. دقت و دامنه اندازه‌گیری
    • فلومتر باید در بازه‌ی جریان مورد نیاز شما کار کند.
    • دقت معمول ورتکس‌مترها ±0.75% تا ±1.5% است. اگر دقت بالا نیاز دارید، حتماً به مشخصات فنی دقت کنید.
  9. نیاز به نمایشگر
    • برخی مدل‌ها دارای صفحه نمایشگر برای مشاهده جریان لحظه‌ای و مجموع هستند.
    • اگر نمایشگر نیاز دارید، حتماً مدل دارای آن را انتخاب کنید.
  10. برند و خدمات پس از فروش
    • برندهای معتبر مانند Yokogawa، Endress+Hauser، Siemens، Emerson (Rosemount)، ABB، Azbil  کیفیت و پشتیبانی خوبی دارند.
    • در صورت خرید برندهای متفرقه، حتماً در مورد خدمات گارانتی و قطعات یدکی اطمینان حاصل کنید.

برندهای معروف فلومتر ورتکس در دنیا

  1. Yokogawa ژاپن
    • مدل معروف: DY Series Vortex Flowmeter
    • ویژگی: دقت بالا، طراحی مقاوم در برابر لرزش، مناسب برای بخار و گاز
    • استفاده گسترده در صنایع نفت، گاز و نیروگاهی
  2. Endress + Hauser (E+H) سوئیس
    • مدل معروف: Prowirl Series (Prowirl F, D, R)
    • ویژگی: دارای تکنولوژی Heartbeat برای مانیتورینگ در لحظه
    • پشتیبانی از پروتکل‌های صنعتی HART، PROFIBUS، FOUNDATION Fieldbus
  3. Emerson آمریکا
    • مدل معروف: Rosemount 8800 Series
    • ویژگی: طراحی بدون واشر (gasket-free)، مناسب برای سیالات خورنده، دقت بالا
    • بسیار پرکاربرد در پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها
  4. Siemens آلمان
    • مدل معروف: SITRANS FX330
    • ویژگی: نصب آسان، نمایشگر گرافیکی، عملکرد در دما و فشار بالا
    • مناسب برای کاربردهای عمومی و صنعتی
  5. ABB سوئیس/سوئد
    • مدل معروف: VortexMaster FSV400 / FSS400
    • ویژگی: اندازه‌گیری دقیق بخار و گاز، بدنه مقاوم، سازگار با سیستم‌های اتوماسیون
  6. Azbil ژاپن
    • مدل معروف: VY Series
    • ویژگی: مناسب برای بخار فوق‌داغ و سیالات صنعتی، دارای فیلتر ضد نویز
    • کاربرد در صنایع سنگین و نیروگاهی
  7. Krohne آلمان
    • مدل معروف: OPTISWIRL 4200
    • ویژگی: مناسب برای مایعات، گاز و بخار، قابلیت اندازه‌گیری دما و فشار همزمان
  8. Foxboro فرانسه/آمریکا
    • مدل معروف: 85 Series Vortex
    • ویژگی: ترکیب با سنسورهای دما و فشار برای جبران خودکار، کیفیت صنعتی بالا
  9. omega Engineering آمریکا
    • مدل اقتصادی‌تر با کاربردهای سبک و آزمایشگاهی
    • مناسب برای صنایع کوچک، آزمایشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی
  10. Badger Meter آمریکا
    • برند مطرح برای فلومترهای دقیق و اقتصادی
    • مناسب برای آب، گاز و برخی مواد شیمیایی

انتخاب برند مناسب به فاکتورهایی مانند:

  • نوع سیال
  • دقت مورد نیاز
  • شرایط محیطی
  • بودجه
  • و در دسترس بودن خدمات پس از فروش در کشور شما بستگی دارد.

خرید فلومتر ورتکس همراه با گارانتی

یکی از خدمات تیم پیشرو سنجش ارائه گارانتی و خدمات پس از فروش همراه با فروش محصولات است. شما می‌توانید برای دریافت لیست قیمت با ما تماس حاصل فرمایید تا علاوه بر ارائه قیمت از مشاوره‌های رایگان قبل از خرید بهره مند گردید.

نقد و بررسی در "فلومتر ورتکس"

    دیدگاهتان را بنویسید

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    5 × سه =