فلومتر توربینی

فلومتر توربینی یا Turbine Flow meter نوعی فلومتر یا دبی سنج جریان میباشد که با یک مکانیزم کاملآ مکانیکی توسط چرخیدن پره های توربین قادر به اندازه گیری فلوی سیالات مایع و گازها میباشد.

 

در این نوع فلومتر پره های توربین که روتور نیز نامیده میشوند، در اثر عبور جریان به دلیل وارد شدن نیروی سیال به سطح تیغه های روتور حول یک محور ثابت (شافت) دوران پیدا کرده و میچرخد. در قسمت بالای این روتور یک پیکاپ کویل الکتریکی (pickup sensor) یا سیم پیچ الکترومغناطیسی وجود  داشته که هرگاه تیغه توربین روتور از این سیم پیچ پیکاپ مغناطیسی عبور کند، یک پالس ولتاژ الکتریکی تولید می کند که معیاری از سرعت جریان است و تعداد کل پالس ها اندازه گیری شار کل را نشان می دهد.

سرعت چرخش و تعداد پالس های الکتریکی این پره ها دقیقآ متناسب با سرعت عبوری و در نتیجه فلوی سیال یا سرعت جریان حجمی میباشد. فلومترهای توربینی با توجه به دقتشان مقرون به صرفه میباشند و در نتیجه جایگزین مناسبی برای فلومترهای جرمی می‌باشند.

فلومترهای توربینی برای اندازه گیری فلو در سیالات تمیز، مایعات و سیالات خورنده تا سایز 8 اینچ مورد استفاده قرار می گیرند.

مشخصات فنی فلومتر توربینی:

فلومتر توربینی که توسط رینهارد ولتمن (Reinhard Woltman) اختراع شده است، یک سامانه اندازه‌گیری دقیق و قابل اعتماد برای اندازه‌گیری دبی مایعات و گازها است. این فلومتر شامل یک لوله جریان با اتصالات در دو سر و یک روتور چرخشی آزاد با تیغه‌های مغناطیسی است که در داخل دستگاه نصب شده است. روتور به وسیلهٔ یک شافت در جهت جریان درون لوله بر روی تکیه‌گاه‌های نصب شده داخلی قرار می‌گیرد.

استفاده از سنسور بر پایه اصل مغناطیسی:

فلومترهای توربینی ابزارهایی هستند که برای اندازه‌گیری دبی یا سرعت جریان سیال استفاده می‌شوند. این فلومتر‌ها شامل یک سری پره دوار و چرخان هستند که به وسیله نیرویی که سیال وارد آنها می‌شود، می‌چرخند.

در سیستم پروانه‌ای، پروانه جریان سیال را ایجاد می‌کند و توربین نامیده می‌شود، زیرا حرکت و جریان سیال را ایجاد نمی‌کند، بلکه تنها به وسیله سیال متحرک می‌چرخد. سرعت چرخشی توربین متناسب با سرعت متوسط سیال است، و برای انتقال اطلاعات مربوط به سرعت چرخشی از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود.

یکی از روش‌های رایج، استفاده از سنسورهایی بر پایه اصل مغناطیسی است. در این روش، با استفاده از پیک آپ  مغناطیسی  یا سوئیچ پروکسیمیتی القایی، چرخش تیغه‌های توربین قابل تشخیص است. نرخ پالسی که توسط این روش ایجاد می‌شود، مستقیماً با نرخ دبی سیال متناسب است.

فاکتور K (یا ضریب K):

فاکتور K (یا ضریب K) در فلومترهای توربینی به تعداد پالس‌های تولید شده در واحد حجم سیال مربوط می‌شود. این فاکتور بستگی به نوع و اندازه فلومترو ابزار دقیق مورد استفاده دارد. از طریق اندازه‌گیری و ضبط تعداد پالس‌ها در یک حجم مشخص از سیال، می‌توان فاکتور K را تعیین کرد.

با توجه به خطای مجاز در صنعت و وجود تلرانس، مقدار عملی فاکتور K ممکن است بین مدل‌های مشابه از فلومتر‌ها متفاوت باشد.

فرکانس فلومتر توربینی:

فرکانس فلومتر توربینی به دو دسته فرکانس پایین (Low Frequency) و فرکانس بالا (High Frequency) تقسیم می‌شود. در حالت فرکانس پایین، بخشی از سطح سیال با فلومتر در تماس است و بخشی دیگر با فلومتر تماسی ندارد. به همین دلیل، فلومتر توربینی در این حالت فرکانس و پالس کمتری تولید می‌کند. این نوع فلومتر به طور معمول با سرعت کمتری شروع به حرکت می‌کند.

در حالت فرکانس بالا، تمام قسمت سیال با توربین در تماس است و پالس بیشتری به حسگر منتقل می‌شود. در این حالت، فلومتر توربینی با سرعت بالاتری حرکت می‌کند و پالس‌های بیشتری تولید می‌شود.

کالیبراسیون فلومتر توربینی

کالیبراسیون فلومتر توربینی به معنای تنظیم و تعیین دقت و عملکرد صحیح این دستگاه است. در فرآیند کالیبراسیون، فلومتر توربینی در شرایط آزمایشگاهی بر روی آب تنظیم و ارزیابی می‌شود. اگر فلومتر در محیطی با ویسکوزیته بالا (میانگین 2-300 سانتی‌استوک) استفاده شود، برای کالیبراسیون از یک سیال با خواصی مشابه با محیط کاربردی استفاده می‌شود.

در نتیجه، برای هر هدف و محیط، ضریب k خاص خود تعیین می‌شود. برخی تولیدکنندگان نیز نمودارهای یکپارچه ویسکوزیته آماده شده را به بسته‌های ابزاری که برای کالیبراسیون استفاده می‌شود، اضافه می‌کنند. با استفاده از این نمودارها، کاربر می‌تواند به سرعت ضریب k محاسبه‌شده را برای مواد مختلف تعیین کند.

در عمل، کالیبراسیون فلومتر توربینی شامل تنظیم پارامترهای داخلی دستگاه می‌شود تا خروجی آن با جریان واقعی سیال هماهنگ شود. این فرآیند معمولاً توسط تجهیزات و تکنیک‌های اندازه‌گیری دقیق در آزمایشگاه‌های تخصصی صورت می‌گیرد. با کالیبراسیون منظم و صحیح، دقت و قابلیت اطمینان فلومتر توربینی برای اندازه‌گیری جریان بهبود می‌یابد.

نصب فلومتر توربینی

با توجه به به آنچه که بالاتر نیز به آن اشاره شد، فلومترهای توربینی بیشتر مناسب سرویس ها و سیالات تمیز و بدون هرگونه ناخالصی میباشند، چراکه در سیالات کثیف، پره های توربین دچار استهلاک و سایش خواهند شد.

اما باید خاطرنشان کرد برای سیالاتی که دارای ذرات جامد و ناخالصی می باشند میتوان با نصب فیلتر یا استرینر قبل از فلومتر مورد استفاده قرار گیرند.

سایز فلومتر با سایز خط لوله باید یکی باشد. برای اندازه گیری مقدار دقیق فلو توسط فلومتر های توربینی نیاز میباشد که یک جریان آرام و لمینار وارد فلومتر توربینی شود. به همین جهت در فاصله 10 برابر قطر لوله قبل از قرارگیری فلومتر و 5  برابر قطر لوله بعد از قرار گیری فلومتر، هیچ مانعی نباید در مسیر فلومتر وجود داشته باشد.

فلومتر توربینی باید به نحوی طراحی و انتخاب گردد که میانگین فلوی عبوری بین 60 تا 75 درصد حداکثر ظرفیت فلومتر باشد. سرعت جریان کمتر از 1 فوت بر ثانیه برای فلومتر کافی نبوده و فلومتر دقت اندازه گیری خوبی در این سرعت نخواهد داشت و از طرفی دیگر سرعت های بیشتر از 10 فوت بر ثانیه نیز باعث ساییدگی پره های توربین میگردد. بیشتر فلومتر توربین برای حداکثر سرعت 30 فوت بر ثانیه طراحی شده اند.

ویسکوزیته بر دقت و خطی بودن اندازه گیری فلومتر توربینی به شدت تاثیر می گذارد. به همین جهت کالیبره کردن فلومتر دقیقآ برای سیالی که داخل فلومتر جریان دارد و فلومتر فلوی آن سیال را اندازه‌گیری می‌کند بسیار مهم میباشد.

از آنجا که بر ویسکوزیته بر دقت اندازه گیری فلومتر تأثیر می گذارد، تغییرات دما نیز می تواند بر دقت اندازه گیری تأثیر منفی بگذارد و باید جبران یا کنترل شود. اما تغییرات چگالی روی فلومتر توربینی آنچنان تاثیر گذار نمیباشد.

عوامل تأثیرگذار بر قیمت فلومتر توربینی :

نوع فلومتر: وجود انواع مختلف فلومترهای توربینی با مشخصات و عملکرد متفاوت می‌تواند به تفاوت در قیمت منجر شود. فلومترهای با قابلیت‌ها و ویژگی‌های پیشرفته‌تر معمولاً قیمت بالاتری دارند.

رنج اندازه‌گیری: فلومترهای توربینی با رنج اندازه‌گیری گسترده‌تر و قابلیت اندازه‌گیری دبی بزرگتر معمولاً قیمت بالاتری دارند.

جنس و کیفیت ساخت: استفاده از مواد با کیفیت و فناوری‌های پیشرفته در ساخت فلومتر توربینی می‌تواند به افزایش قیمت آن منجر شود. همچنین، استانداردهای ساخت و کیفیت ساخت نیز می‌تواند تأثیری در قیمت داشته باشد.

برند و تامین‌کننده: برندهای معتبر و معروف در صنعت فلومتر توربینی معمولاً قیمت بالاتری دارند. همچنین، تامین‌کنندگان با تجربه و شهرت بیشتر ممکن است قیمت‌های بالاتری داشته باشند.

ویژگی‌ها و امکانات اضافی: وجود ویژگی‌ها و امکانات اضافی مانند نمایشگر دیجیتال، رابط کاربری پیشرفته، قابلیت اتصال به سیستم‌های خارجی و غیره ممکن است قیمت فلومتر توربینی را افزایش دهد.

مقاومت در برابر شرایط محیطی: فلومترهای توربینی با قابلیت مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی مانند دما، فشار، رطوبت و ویژگی‌های فیزیکی خاص می‌توانند قیمت بالاتری داشته باشند.

مزایا و معایب فلومتر توربینی

مزایا:

1. دقت بالا: فلومتر توربینی دارای دقت بسیار بالا است و می‌تواند اندازه‌گیری دقیقی از جریان سیال ارائه دهد.
2. ابعاد کوچک: این فلومتر در ابعاد کوچکتری نسبت به مدل‌های دیگر در سایز مشابه عرضه می‌شود.
3. تکرارپذیری بالا: تکرارپذیری فلومتر توربینی حدود 0.02 درصد است، به این معنی که تغییرات کوچک در جریان سیال را به خوبی تشخیص می‌دهد.
4. خروجی سیگنال پالس: فلومتر توربینی خروجی‌ای با فرمت سیگنال پالس تولید می‌کند که آن را به سیستم‌های کنترلی و اندازه‌گیری متصل می‌کند.
5. قابلیت استفاده در سیالات تک فاز و مایعات: این فلومتر قابلیت اندازه‌گیری جریان سیالات تک فاز (مانند آب، روغن و گاز) و مایعات را دارد.
6. قابلیت تعویض و تنظیم ویسکوزیته: فلومتر توربینی قابلیت تعویض و تنظیم ویسکوزیته سیال را دارد و می‌تواند برای سیالات با ویسکوزیته متفاوت استفاده شود.

معایب:

1. نامناسب برای سیالات دوفازی و بخار: فلومتر توربینی مناسب برای اندازه‌گیری جریان سیالات دوفازی (مانند خلوص آب و روغن) و بخار نیست و ممکن است دقت کاهش یابد.
2. وابستگی به ویسکوزیته سیال: فلومتر توربینی وابستگی شدیدی به گرانروی یا ویسکوزیته سیال دارد و در صورت تغییر ویسکوزیته سیال به دلیل تغییرات دمایی، دقت آن کاهش می‌یابد.
3. استهلاک و نیاز به تعمیر و نگهداری: استفاده مداوم از فلومتر توربینی باعث استهلاک بالا و نیاز به تعمیرات و نگهداری دوره‌ای و پرهزینه می‌شود.
4. نیاز به تماس کامل سیال با پره‌های توربین: برای اندازه‌گیری دقیق، لازم است که لوله‌ی سرویسی کاملاً با سیال پر شده باشد تا تمامی جریان سیال به پره‌های توربین منتقل شود.
5. محدودیتهای دیگر: فلومتر توربینی به دلیل تماس کامل سیال با پره‌های توربین و حرکت مکانیکی دائمی پره‌ها و شافت و بلبرینگ‌های فلومتر، معرض استهلاک بالا قرار می‌گیرد و نیاز به تعمیرات و نگهداری منظم دارد.

برند های فلومتر توربینی:

• ELSTER
• Kobold
• Sika
• Burkert

تجهیز صنعت یکی از بهترین تامین کنندگان  تجهیزات ابزار دقیق وپایپینگ در کشور است. این فروشگاه بزرگ و مطمئن در جهت افزایش سطح کیفی صنایع در حوزه ابزاردقیق و پایپینگ و فلومترتوربینی با بهترین قیمت و کیفیت به فروش می رساند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص فلومتر یا دبی سنج کلیک نمایید.