مس فلومتر ، فلومتر جرمی
Mass Flowmeter

مس فلومتر چیست؟

مس فلومتر، یا دبی‌سنج جرمی (Mass Flowmeter)، یکی از ابزارهای پیشرفته برای اندازه‌گیری جریان جرمی سیالات است. این دستگاه میزان جرم واقعی سیال عبوری را در واحد زمان اندازه‌گیری می‌کند و برای صنایع مختلفی که به دقت بالا در فرآیندهای خود نیاز دارند، کاربردی است. برخلاف فلومترهای حجمی که تنها حجم سیال را اندازه‌گیری می‌کنند، مس فلومتر به طور مستقیم جرم سیال را محاسبه می‌کند، که این امر دقت و کارایی بیشتری را فراهم می‌کند.

انواع مختلف فلومتر جرمی

د.

1. فلومتر جرمی کوریولیس

فلومتر جرمی کوریولیس جرم را از طریق اینرسی اندازه گیری می کند. همانطور که یک گاز یا مایع متراکم از یک لوله عبور می کند، لوله توسط یک عملگر کوچک داخل فلومتر ارتعاش می کند. شتاب باعث ایجاد یک نیروی پیچشی قابل اندازه گیری بر روی لوله می شود که متناسب با جرم است. کوریولیس هایی که دارای دو لوله منحنی هستند، حساسیت بالاتری و افت فشار کمتری دارند. فلومترهای کوریولیس دقیق ترین نوع فلومتر جرمی هستند. با این حال، آنها در هنگام وجود حباب در مایعات مستعد خطا هستند. حباب ها باعث ایجاد "پاشش" در لوله، ایجاد نویز و تغییر مقدار انرژی مورد نیاز برای ارتعاش لوله می شوند.

فلومترهای جرمی کوریولیس به دلیل دقت بالا در اندازه‌گیری جریان جرمی، چگالی، دما و ویسکوزیته در بسیاری از صنایع و کاربردهای علمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها می‌توانند گازها و مایعات خورنده را به دقت اندازه‌گیری کنند و از همین رو در صنایع پتروشیمی، شیمیایی و حتی پژوهش‌های علمی به کار گرفته می‌شوند.

مس فلومترها در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند:

2. فلومتر جرمی حرارتی (ترمال مس)

فلومتر حرارتی بر اساس انتقال حرارت بین یک سطح گرم شده و سیال جریان، نرخ جریان جرمی را محاسبه می‌کند. این فلومترها به تغییرات دما، فشار یا ویسکوزیته حساس نیستند و در فرآیندهای صنعتی که به دقت جرم نیاز دارند، مانند واکنش‌های شیمیایی، کاربرد گسترده‌ای دارند.

فلومترهای حرارتی برای نظارت و کنترل فرآیندهایی که به جرم وابسته‌اند، مانند واکنش‌های شیمیایی، بسیار کارآمد هستند. این دستگاه‌ها مستقیماً جریان جرمی را اندازه‌گیری می‌کنند و به تغییرات فشار و دما حساس نیستند، به همین دلیل برای تشخیص جریان بخارات و گازهای قابل تراکم بسیار مناسب هستند.

دقت و قابلیت تغییر فلومترهای جرمی حرارتی

فلومترهای حرارتی که در حالت اختلاف دمای ثابت کار می‌کنند، محدوده تغییر بسیار بالایی دارند (10:1 تا 100:1). با این حال، زمانی که ورودی حرارت ثابت باشد، توانایی دستگاه در تشخیص اختلافات دمایی کوچک محدود می‌شود و دقت اندازه‌گیری کاهش می‌یابد. در جریان‌های عادی، خطاهای اندازه‌گیری معمولاً بین 1 تا 2 درصد مقیاس کامل هستند.

فلومترهای جرمی حرارتی در طیف گسترده‌ای از صنایع به کار گرفته می‌شوند. برخی از رایج‌ترین کاربردهای آنها عبارتند از:

• اندازه‌گیری هوای احتراق در دیگ‌های بزرگ صنعتی
• اندازه‌گیری گاز فرآیند نیمه‌هادی در صنایع پتروشیمی
• کروماتوگرافی گازی و آزمایش‌های مربوط به فیلتر و نشتی
• کاربردهای تحقیق و توسعه در زمینه‌های مختلف

این فلومترها به دلیل توانایی در اندازه‌گیری دقیق نرخ جریان گاز کم یا سرعت پایین گاز (کمتر از 25 فوت در دقیقه) شناخته می‌شوند، که از قابلیت‌های برجسته آنها نسبت به سایر دستگاه‌ها است.

3. فلومتر جرمی پروانه‌ای توربین

فلومتر جرمی پروانه ای توربین از دو عنصر چرخان در جریان سیال، یک توربین و یک پروانه استفاده می کند. هر دو دارای کانال یا مسیرهایی هستند که سیال می تواند از آنها عبور کند. پروانه با سرعت ثابت حرکت می کند و توسط موتور سنکرون هدایت می شود. موتور پروانه را از طریق یک کوپلینگ مغناطیسی حرکت می دهد و هنگام عبور سیال از فلومتر، سرعت زاویه ای به سیال وارد می کند. توربین پایین دست تمام تکانه زاویه ای را از سیال خارج می کند و گشتاور متناسب با تکانه زاویه ای را دریافت می کند. توربین توسط یک فنر محدود شده است که از طریق زاویه ای منحرف می شود که متناسب با گشتاورهای وارد شده توسط سیال بر روی آن است و اندازه گیری جریان جرم را ارائه می دهد.

4. فلومتر جرمی توربین دوقلو

فلومترهای جرمی توربین دوقلو بر اساس اصل اینرسی سیال کار می کنند. این نوع فلومتر جرمی دارای دو چرخ توربین چرخان است و هر دو دارای گام تیغه های مختلف هستند. آنها توسط یک کوپلینگ انعطاف پذیر داخل لوله به یکدیگر متصل هستند. همانطور که هر چرخ توربین سعی می کند با سرعت خود بچرخد، اینرسی سیال باعث ایجاد یک گشتاور دیفرانسیل بین آنها می شود. هرچه نرخ جریان جرمی بیشتر باشد، جابجایی زاویه ای بین دو چرخ بیشتر است.

کاربردهای فلومترهای جرمی در صنایع مختلف

فلومترهای جرمی در نظارت و کنترل فرآیندهای صنعتی که به جرم نسبی مواد وابسته هستند، مانند واکنش‌های شیمیایی، فرمولاسیون دستورالعمل‌ها، تعیین تراز مواد و عملیات انتقال و نگهداری، به کار می‌روند. دقت و قابلیت اطمینان در اندازه‌گیری جریان جرم در این فرآیندها بسیار حیاتی است.

1. صنعت نفت و گاز:
   مس فلومترها برای اندازه‌گیری دقیق جریان گاز طبیعی و مایعات هیدروکربنی در پالایشگاه‌ها و خطوط لوله بسیار مفید هستند.

2. صنایع شیمیایی و پتروشیمی:
   این دستگاه‌ها در کنترل و پایش جریان مواد شیمیایی در فرآیندهای تولیدی که نیاز به دقت بالایی دارند، کاربرد دارند.

3. صنایع دارویی:
   مس فلومترها در فرآیندهای تولید دارو برای اندازه‌گیری و کنترل دقیق جریان مواد اولیه و محصولات نهایی استفاده می‌شوند.

4. صنایع غذایی:
   در تولیدات غذایی، مس فلومترها برای مدیریت جریان مایعات و مواد اولیه مانند روغن‌ها، آب، و مواد افزودنی به کار می‌روند.

5. صنعت خودروسازی:
   این دستگاه‌ها برای کنترل جریان سوخت و سایر سیالات در سیستم‌های موتور احتراق داخلی استفاده می‌شوند.

مزایای استفاده از مس فلومتر

• دقت بالا: با اندازه‌گیری جرم واقعی سیال، این دستگاه نتایج بسیار دقیقی را ارائه می‌دهد.
• پاسخگویی سریع: مس فلومترها قادر به تشخیص سریع تغییرات در جریان سیال هستند.
• مناسب برای شرایط مختلف: این دستگاه‌ها در شرایط مختلف دمایی و فشاری عملکردی دقیق دارند.
• کالیبراسیون ساده: بسیاری از مس فلومترها به راحتی کالیبره می‌شوند.
• مقاومت بالا: برخی مدل‌ها مقاوم در برابر خوردگی و مناسب برای محیط‌های سخت صنعتی هستند.

نتیجه‌گیری
مس فلومترها ابزارهایی ضروری برای صنایعی هستند که نیاز به اندازه‌گیری دقیق جریان جرمی سیالات دارند. با توجه به دقت بالا و قابلیت‌های فراوان، این دستگاه‌ها نقش مهمی در بهینه‌سازی فرآیندها و تضمین کیفیت در تولیدات مختلف ایفا می‌کنند.