فلومتر اختلاف فشاری

نحوه عملکرد جریان سنج های فشار دیفرانسیل

جریان سنج فشار دیفرانسیل از معادله برنولی برای اندازه گیری جریان سیال در یک لوله استفاده می کند. جریان سنج های فشار افتراقی باعث ایجاد انقباض در لوله می شود که افت فشار را در جریان سنج ایجاد می کند. با افزایش جریان ، افت فشار بیشتری ایجاد می شود.

لوله های ضربه ای فشارهای بالادست و پایین دست جریان سنج را به فرستنده منتقل می کند که فشار دیفرانسیل را برای تعیین جریان سیال اندازه گیری می کند. این فناوری حدود 21 درصد از بازار جهانی فلومتر ها را به خود اختصاص داده است.

معادله برنولی بیان می کند که افت فشار در طول انقباض با مربع سرعت جریان متناسب است. با استفاده از این رابطه ، 10 درصد جریان مقیاس کامل تنها 1 درصد فشار افتراقی مقیاس کامل را تولید می کند.

در 10 درصد جریان مقیاس کامل ، دقت جریان سنج فشار دیفرانسیل بستگی به دقت فرستنده در محدوده فشار دیفرانسیل 100: 1 دارد. دقت فرستنده فشار دیفرانسیل معمولاً در فشارهای افتراقی کم در محدوده خود کاهش می یابد ، بنابراین دقت جریان سنج نیز می تواند به طور مشابه کاهش یابد.

بنابراین ، این رابطه غیر خطی می تواند تأثیر مخربی بر دقت و خنثی سازی جریان سنج های فشار افتراقی داشته باشد. به خاطر داشته باشید که دقت سیستم اندازه گیری جریان --- نه دقت فرستنده فشار دیفرانسیل مورد توجه است.

برای اندازه گیری های مختلف از هندسه های مختلف استفاده می شود ، از جمله صفحه روزنه ، نازل جریان ، عنصر جریان آرام ، لوله جریان کم تلفات ، کوه قطعه ای ، مخروط V و لوله ونتوری.

مزایا و معایب

جنبه مثبت این فناوری کم هزینه است ، نسخه های متعدد را می توان برای مایعات و اهداف مختلف بهینه کرد ، برای انتقال حضانت تأیید شده است (اگرچه برای این کار کمتر و کمتر استفاده می شود) ، این روش خوبی برای اندازه گیری جریان است.

می تواند با سنسور دما ، سنسور فشار همراه شود تا جریان جرمی بخار و سایر گازها را تأمین کند. نکات منفی این است که محدوده به دلیل سیگنال فشار دیفرانسیل غیر خطی خوب نیست (به جز عناصر جریان آرام) ، دقت بهترین نیست و با سایش و گرفتگی می تواند بدتر شود.

نحوه استفاده از جریان سنج فشار افتراقی

جریان سنج های فشار افتراقی به طور استنباطی جریان مایعات ، گازها و بخار ، مانند آب ، مایعات برودتی ، مواد شیمیایی ، هوا ، گازهای صنعتی و بخار را اندازه گیری می کند. در مورد مایعات با ویسکوزیته بالا ، مانند برخی از هیدروکربن ها و غذاها ، از جریان سنج های فشار متمایز مراقب باشید ، زیرا وقتی عدد رینولدز کم است ، می توان دقت آنها را کاهش داد.

این جریان سنج را می توان برای مایعات نسبتاً تمیز استفاده کرد. با توجه مناسب به مصالح ساختمانی ، جریان مایعات خورنده ، مانند آنچه در صنایع شیمیایی یافت می شود ، قابل اندازه گیری است.

مایعات تا حدودی کثیف را می توان با پاکسازی لوله ضربه ای با سیال بی اثر اندازه گیری کرد. هنگام استفاده از جریان سنج های فشار دیفرانسیل در سرویس های کثیف مراقب باشید زیرا خاک می تواند لوله ضربه ای را وصل کرده و اندازه گیری های نادرست ایجاد کند.

مهر و موم دیافراگم گاهی اوقات می تواند در این برنامه ها استفاده شود. با این حال ، باید به یاد داشته باشید که مهر و موم دیافراگم می تواند عملکرد سیستم فرستنده فشار دیفرانسیل را کاهش دهد ، و بنابراین ، عملکرد سیستم اندازه گیری جریان را کاهش می دهد.

جریان سنج های فشار دیفرانسیل به طور کلی برای بسیاری از جریانها در اکثر صنایع مانند معادن ، فرآوری مواد معدنی ، خمیر کاغذ ، کاغذ ، نفت ، شیمیایی ، پتروشیمی ، صنایع آب و فاضلاب کاربرد دارد.

سایر فناوریهای اندازه گیری جریان ممکن است در بسیاری از کاربردها بهتر از جریان سنج های فشار دیفرانسیل عمل کنند ، اما به دلیل آشنایی دیرینه کاربران با این فناوری ، هنوز جریان سنج های فشار دیفرانسیل به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

صنایع مورد استفاده

به ترتیب نزولی ، از آنها در نفت و گاز ، مواد شیمیایی ، نیرو ، آب و ضایعات ، داروسازی ، فلزات و معادن ، خمیر کاغذ ، مواد غذایی و آشامیدنی و HVAC استفاده می شود.

هشدارهای کاربردی برای اندازه گیری فشار دیفرانسیل

به دلیل رابطه غیر خطی بین جریان و فشار دیفرانسیل ، می توان دقت اندازه گیری جریان را در قسمت پایین دامنه جریان تنزل داد. اتصال لوله های ضربه ای می تواند نگرانی بسیاری از خدمات باشد. برای سرویس دوغاب ، باید از تصفیه ها برای جلوگیری از اتصال لوله ضربه ای استفاده کرد.

برای سرویس مایع ، لوله های ضربه ای باید جهت دار و شیب دار باشند تا پر از مایع باقی بماند و گاز جمع آوری نکند. برای سرویس گاز ، لوله های ضربه ای باید جهت دار و شیب دار باشند تا پر از گاز بماند و مایعات جمع آوری نشود.

در سرویس بخار ، ممکن است بخار در برخی از لوله های ضربه ای متراکم شود تا یک مایع مایع بین بخار داغ و فرستنده ایجاد شود تا از فرستنده در برابر حرارت محافظت شود.

نکته مهم

مراقب باشید زیرا کالیبراسیون فرستنده فشار دیفرانسیل می تواند تحت تأثیر تجمع مایع یا گاز در لوله ضربه ای قرار گیرد. علاوه بر این ، هنگامی که مقادیر متفاوتی از مایع در طول زمان تجمع می یابد ، می توان دقت سیستم اندازه گیری جریان را کاهش داد.

کالیبراسیون

مسائل کالیبراسیون می تواند برای کاربرد موفقیت آمیز این فناوری مهم باشد.

به عنوان مثال ، حذف فرستنده فشار دیفرانسیل برای کالیبراسیون ، فرستنده را در معرض چندین منبع از مشکلات احتمالی قرار می دهد که می تواند بر اندازه گیری تأثیر بگذارد ، که حداقل آن میزان محکم شدن مجدد لوله فرستنده پس از کالیبراسیون است.

کالیبراسیون به طور کلی باید در صورت امکان در محل انجام شود و مفاد لازم برای انجام این کار باید در مرحله طراحی مورد توجه قرار گیرد.

به عنوان مثال ، فرستنده فشار دیفرانسیل را می توان با یک منیفولد دریچه انتگرال خریداری کرد که امکان کالیبراسیون آسان بدون قطع لوله ضربه ای را فراهم می کند.

کاربرد

برنامه های کاربردی گاز باید با دقت طراحی شوند زیرا تغییرات فشار و دمای کار می تواند به طور چشمگیری بر اندازه گیری جریان تأثیر بگذارد.

به عبارت دیگر ، چگالی گاز می تواند در طول کار بطور قابل توجهی متفاوت باشد. در نتیجه ، فشار دیفرانسیل تولید شده توسط جریان سنج نیز می تواند در طول کار بطور قابل توجهی متفاوت باشد.

عدم جبران این اثرات می تواند باعث خطاهای اندازه گیری جریان 20 درصد یا بیشتر در بسیاری از برنامه ها شود. در این کاربردها ، از یک رایانه جریان می توان برای محاسبه اندازه گیری جریان تصحیح شده با استفاده از اندازه گیری فشار ، دما و جریان واقعی استفاده کرد.