مس فلومتر یا فلومتر جرمی تجهیزی ابزار دقیق است که برای اندازه گیری مستقیم یا غیرمستقیم دبی جرمی سیالات استفاده می شود. برخلاف بسیاری از فلومترهای حجمی که دبی را بر اساس حجم عبوری اندازه گیری می کنند، مس فلومتر مقدار جرم عبوری سیال را محاسبه یا اندازه گیری می کند و در کاربردهایی که چگالی، دما، فشار یا ترکیب سیال تغییر می کند، دقت و پایداری بالاتری ارائه می دهد.
در تجهیز صنعت امکان تأمین انواع فلومتر جرمی شامل فلومتر جرمی کوریولیس، فلومتر جرمی حرارتی، مس فلومتر گاز، مس فلومتر مایع، فلومتر جرمی هوای فشرده، فلومتر جرمی مواد شیمیایی، فلومتر جرمی صنایع غذایی و مدل های دارای خروجی ۴-20mA، پالس، HART، Modbus، PROFIBUS یا Foundation Fieldbus وجود دارد. برای انتخاب صحیح مس فلومتر باید نوع سیال، فاز سیال، محدوده دبی جرمی، فشار و دمای کاری، دقت موردنیاز، متریال بدنه، افت فشار مجاز، نوع اتصال، استاندارد بهداشتی یا ضدانفجار و شرایط نصب بررسی شود.
برای استعلام قیمت مس فلومتر، بهتر است مشخصات سیال، حداقل و حداکثر دبی، فشار، دما، سایز خط، نوع اتصال، خروجی موردنیاز و برند مدنظر را برای کارشناسان تجهیز صنعت ارسال کنید.
مس فلومتر چیست؟
فلومتر جرمی، که به عنوان مس فلومتر نیز شناخته می شوند، از جمله ابزارهای دقیق اندازه گیری جریان به شمار می روند. نوع کوریولیس دبی جرمی و چگالی را مستقیم اندازه میگیرد؛ نوع حرارتی از انتقال حرارت برای دبی جرمی، معمولاً در گازها، استفاده میکند. یکی از ویژگی های بارز این نوع فلومترها، عملکرد مستقل آن ها از تغییرات دما، فشار و ویسکوزیته سیال است.
به عبارت دیگر، این فلومترها می توانند به طور مؤثر جریان انواع مختلف سیالات فرآیندی را اندازه گیری کنند. این سیالات شامل مایعات متنوع، مواد شیمیایی، نفت، آب، بخار و همچنین گازها هستند. به همین دلیل، فلومترهای جرمی در صنایع مختلف کاربردهای گسترده ای دارند و به عنوان ابزاری کلیدی در کنترل و مدیریت فرآیندها به شمار می روند.
در این مطلب به معرفی مس فلومترها و انواع آن، همچنین اساس عملکردی آنها میپردازیم و مهمترین تولیدکنندگان آنها را معرفی خواهیم کرد:
جدول راهنمای انتخاب مس فلومتر مناسب
| شرایط کاربرد | مس فلومتر پیشنهادی | نکته فنی مهم |
|---|---|---|
| اندازهگیری دقیق دبی جرمی مایعات | فلومتر جرمی کوریولیس | برای مواد شیمیایی، سوخت، مواد غذایی و بچینگ دقیق مناسب است |
| اندازهگیری همزمان دبی و چگالی | کوریولیس چندمتغیره | دبی جرمی، چگالی و دما را همزمان ارائه میدهد |
| اندازهگیری دبی گاز صنعتی | فلومتر جرمی حرارتی یا کوریولیس | برای گازهای Utility معمولاً حرارتی اقتصادیتر است |
| هوای فشرده و نیتروژن | فلومتر جرمی حرارتی | افت فشار کم و حساسیت خوب در دبیهای پایین دارد |
| سیالات گرانقیمت یا دوزینگ دقیق | کوریولیس با دقت بالا | دقت، تکرارپذیری و خروجی Batch اهمیت دارد |
| سیالات خورنده | کوریولیس با متریال مقاوم | متریال تیوب مانند SS316L، هستلوی یا آلیاژ خاص بررسی شود |
| صنایع غذایی و دارویی | کوریولیس بهداشتی | اتصال کلمپی، قابلیت CIP/SIP و استانداردهای بهداشتی مهم است |
| خطوط بزرگ گاز | حرارتی Insertion | نصب اقتصادیتر در سایزهای بزرگ، اما پروفایل جریان مهم است |
| محیط مستعد انفجار | مدل دارای ATEX/IECEx/FM | نوع حفاظت، زون و دمای سطحی بررسی شود |
| نیاز به ارتباط با PLC/DCS | خروجی ۴-20mA، پالس، HART یا Modbus | خروجی باید با سیستم کنترل سازگار باشد |
عملکرد مس فلومتر
همانطور که بالاتر نیز اشاره کردیم، مس فلومتر یا Mass Flow Meter یکی از انواع فلومترها میباشد که با اندازه گیری جریان جرمی فلوی سیال عبوری را با دقت بسیار بالایی اندازه گیری می کند. این فلومترها اندازه گیری فلوی سیالات گازی، بخار و انواع مایعات را بر اساس شتاب کوریولیس (نیروی گریز از مرکز) انجام میدهند.
در مس فلومترها، لوله های خمیده و انعطاف پذیری وجود دارند که توسط اسیلاتور یا نوسان ساز تحت فرکانس مشخصی (در زمانی که سیال در داخل لوله ها وجود ندارد) مرتعش شده و نوسان میکنند. سنسورهایی که در دو سر لوله قرار دارند، این نوسان را اندازهگیری میکنند. پس از عبور جریان سیال از داخل لوله های فلومترها جرمی، فرکانس این نوسان لوله ها تغییر پیدا خواهد کرد.
با توجه به نوسانات زمانی و مکانی که در لوله به وجود میآید، فلومتر کوریولیس قادر است دبی سیال، چگالی و مشخصات دیگر سیال را اندازه بگیرد. به عبارتی دیگر مس فلومترها با اندازه گیری و تحلیل اختلاف فاز و فرکانس نوسانات، اطلاعات دقیقی از جریان سیال را ارائه میدهند. این تغییرات فاز و فرکانس را می توان به ولتاژ القایی تبدیل کرد. این ولتاژ القایی به طور مستقیم با شدت جریان سیال در ارتباط است.
ساختار مس فلومتر
مس فلومترها دارای دو لوله اندازه گیری میباشند که توسط یک تحریک کننده (اوسیلاتور)، به نوسان درمی آیند. هنگامیکه جریان سیالی در فلومتر وجود ندارد لوله های اندازه گیری با یک فرکانس مشخصی شروع به نوسان میکنند. با عبور جریان سیال از داخل این محصول به دلیل وجود اینرسی، یک حرکت پیچشی هم به نوسان اولیه لوله ها اضافه خواهد شد و لوله های اندازه گیری با فرکانسی جدید که نسبت به نوسان قبلی دارای اختلاف فاز میباشد شروع به نوسان خواهد کرد.
در شکل بالا این اختلاف فاز در فرکانس لوله های مس فلومترها را در دو حالت عدم وجود جریان و جریان سیال مشاهده میکنید.
دو سنسور به کار رفته در این سیستم، تغییر نوسان را به عنوان اختلاف فاز ثبت می کنند. این اختلاف فاز، نسبت مستقیمی با دبی جرمی سیال دارد.
علاوه بر آن، با استفاده از فرکانسی که لوله اندازه گیری نوسان می کند، می توان چگالی سیال را به دست آورد. یکی از مزیت های فلومتر های کوریولیس اندازه گیری مستقیم چگالی میباشد که فلومتر کوریولیس را در کاربردهایی با چگالی و دمای متغیر، منحصر بفرد می سازد.
در شکل زیر عملکرد و انواع سنسورهای بکار رفته در مس فلومتر ها را مشاهده میکنید.
انواع مس فلومتر
مس فلومترها در دو مدل با لوله های اندازه گیری مستقیم (Straight Tube) و لوله های منحنی شکل (Curved Tube) در صنایع مورد استفاده قرار میگیرند. در مس فلومتر با لوله اندازه گیری مستقیم از یک لوله و در مس فلومترهای با لوله اندازه گیری منحنی از دو لوله موازی با یکدیگر استفاده میشود.
مس فلومترهای با لوله های خمیده به دلیل دقت بالاتر نسبت به فلومترهای جرمی با لوله مستقیم بیشتر در صنایع مورد استفاده هستند. همچنین محدوده رنج قابل اندازه گیری برای مس فلومترهای لوله منحنی از ۱۰۰:۱ تا ۲۰۰:۱ متغیر میباشد. اما برای مس فلومترهای با لوله اندازه گیری مستقیم در حدود ۳۰:۱ تا ۵۰:۱ میباشد.
مقایسه فلومتر جرمی کوریولیس و فلومتر جرمی حرارتی
| ویژگی | فلومتر جرمی کوریولیس | فلومتر جرمی حرارتی |
|---|---|---|
| اصل عملکرد | اثر کوریولیس و ارتعاش تیوب | انتقال حرارت از سنسور گرمشده به سیال |
| سیال رایج | مایعات، گازها، دوغابها، مواد شیمیایی، غذایی و سوخت | گازها، هوای فشرده، نیتروژن، گاز طبیعی و گازهای صنعتی |
| خروجی اصلی | دبی جرمی، چگالی، دما و گاهی دبی حجمی | دبی جرمی و دمای گاز |
| دقت | معمولاً بسیار بالا | مناسب کاربردهای گازی، وابسته به ترکیب گاز و شرایط نصب |
| افت فشار | بسته به سایز و طراحی ممکن است قابل توجه باشد | معمولاً کم، مخصوصاً در مدلهای Insertion |
| حساسیت به ترکیب سیال | کمتر از مدل حرارتی | ترکیب گاز و رطوبت میتواند روی دقت اثر بگذارد |
| کاربرد مناسب | دوزینگ، بچینگ، Custody Transfer، مواد گرانقیمت، چگالی | هوای فشرده، مصرف گاز، پایش انرژی، گازهای Utility |
| محدودیت | قیمت بالاتر، وزن، حساسیت به دو فازی و نصب | بیشتر مناسب گازها؛ نیازمند شناخت دقیق ترکیب گاز |
مزایای فلومتر جرمی کوریولیس
فلومترهای مس (جرمی) دارای مزیت های بسیار زیادی میباشند که در ادامه به تعدادی از آنها اشاره خواهیم کرد:
- اندازه گیری جریان جرمی انواع بسیار زیادی از سیالات گازی، بخار و مایع در سرعت های بسیار زیاد یا کم.
- عدم ضرورت در ایجاد فضای اضافی برای بالا دست و یا پایین دست به دلیل عملکرد مستقل از عدد رینولدز سیال (مستقل از پارامترهای جریان مانند آشفتگی و تلاطم رژیم جریان)
- اندازه گیری مستقیم جرم و چگالی سیال و مستقل از تغییرات دمایی و فشار
- دقت بسیار بالا (تا حدود ۰.۱٪)
- عدم وجود هیچگونه قطعه مکانیکی و متحرک در مسیر جریان سیال.
معایب مس فلومتر
- ۱- محدودیت در سایز (حداکثر تا “۸)
- ۲- ایجاد افت فشار نسبتآ زیاد در تجهیز به دلیل شکل ظاهری و مسیر خمیده لوله ها
- ۳- نیاز به افزایش سرعت سیال (معمولآ در گازها) برای تشخیص نوسان و ثبت اختلاف فاز توسط سنسور های اندازه گیری که منجر به ایجاد افت فشار در تجهیز خواهد شد.
- ۴- دارای سایز و اندازه بزرگتر نسبت به انواع دیگر فلومترها در سایز های مشابه
- ۵- قیمت بالاتر به دلیل دقت اندازه گیری فوق العاده بالا
کاربردهای صنعتی فلومترهای مس
- صنایع غذایی و آشامیدنی
- سیستم های گرمایش و سرمایش
- صنایع دارویی و بیوتکنولوژی
- مدیریت آب و فاضلاب
- سیستم های آبیاری و کشاورزی
نکات نصب فلومتر جرمی کوریولیس
فلومتر کوریولیس معمولاً به مسیر مستقیم طولانی مثل برخی فلومترهای سرعتی نیاز ندارد، اما کیفیت نصب همچنان روی عملکرد آن اثر می گذارد. باید از ایجاد تنش مکانیکی روی فلنج ها، لرزش شدید، حباب گاز در مایعات، جریان دوفازی، خالی شدن تیوب و نصب نامناسب جهت جریان جلوگیری شود. Emerson برای برخی مدل های Micro Motion به نبود نیاز به Straight Run به عنوان مزیت نصب در فضای محدود اشاره می کند، اما این موضوع جایگزین رعایت دستورالعمل نصب سازنده نمی شود.
نکات نصب فلومتر جرمی حرارتی
در فلومترهای حرارتی، ترکیب گاز، رطوبت، رسوب روی سنسور، تغییر خواص حرارتی گاز، جهت جریان، پروفایل جریان و طول مستقیم لوله می تواند روی دقت اثر بگذارد. در مدل های Insertion، محل قرارگیری سنسور در قطر لوله و پروفایل سرعت اهمیت زیادی دارد. Endress+Hauser برای t-mass به برنامه ریزی برای گازهای مختلف، تشخیص جریان برگشتی و پایداری اندازه گیری اشاره می کند.
پارامترهای مهم در خرید مس فلومتر
پارامترهای مهم و متعددی در انتخاب و خرید یک مس فلومتر حائز اهمیت میباشند. فاکتورهای مهمی از جمله اقتصادی و مالی، شرایط و محل نصب، متریال و بسیاری موارد دیگر در این مهم نقش خواهند داشت. در ادامه به برخی از این فاکتورها اشاره خواهیم کرد:
| عامل مؤثر بر قیمت | توضیح |
|---|---|
| تکنولوژی | کوریولیس معمولاً گرانتر از فلومتر حرارتی است |
| سایز خط | افزایش سایز باعث افزایش قیمت سنسور، بدنه و اتصال میشود |
| نوع سیال | سیالات خورنده، بهداشتی، ویسکوز یا گازهای خاص نیازمند مدل تخصصی هستند |
| دقت و Turndown | دقت بالاتر و رنجپذیری بیشتر قیمت را افزایش میدهد |
| متریال | SS316L، هستلوی، تیتانیوم و متریال خاص روی قیمت اثر دارند |
| نوع اتصال | فلنجی، کلمپی، رزوهای، ویفری یا Insertion قیمت متفاوتی دارند |
| خروجی و پروتکل | HART، Modbus، PROFIBUS، Foundation Fieldbus یا Ethernet قیمت را تغییر میدهد |
| ضدانفجار بودن | ATEX، IECEx، FM و سایر گواهیها قیمت را افزایش میدهند |
| برند | Endress+Hauser، Emerson Micro Motion، Krohne، Siemens، Bronkhorst و برندهای اقتصادی قیمت متفاوتی دارند |
| کالیبراسیون | گواهی کالیبراسیون، تست دقت و تنظیم برای سیال خاص روی قیمت اثر دارد |
قیمت مس فلومتر به نوع تکنولوژی، سایز، نوع سیال، دقت، متریال، اتصال، خروجی، گواهی ضدانفجار، برند و شرایط کالیبراسیون بستگی دارد. برای استعلام قیمت دقیق، باید نوع سیال، دبی حداقل/نرمال/حداکثر، فشار، دما، سایز خط، نوع اتصال، خروجی موردنیاز و استاندارد پروژه مشخص شود.
سایزینگ و راهنمای انتخاب فلومتر کوریولیس (مس فلومتر) مناسب
نگهداری و کالیبراسیون برای حفظ دقت فلومترهای مس:
- کالیبراسیون دوره ای طبق دستور سازنده
- بررسی دوره ای اتصالات و اجزای مس
- تمیزکاری منظم به ویژه در کاربردهای غذایی
- کنترل نشانگرهای برای خرابی احتمالی
جدیدترین فناوری ها در فلومترهای مس
- فناوری های دیجیتال و اتصال IoT
- سنسورهای هوشمند با قابلیت خودتشخیصی
- طراحی های کم مصرف با باتری های طولانی مدت
- رابط های کاربری پیشرفته و نمایشگرهای لمسی
سوالات متداول مس فلومتر
مس فلومتر چیست؟
مس فلومتر یا فلومتر جرمی تجهیزی است که دبی جرمی سیال را اندازه گیری می کند. این تجهیز برخلاف فلومترهای حجمی، مقدار جرم عبوری سیال را نمایش می دهد و برای فرآیندهایی که دقت جرمی، دوزینگ، بچینگ یا محاسبه مصرف واقعی اهمیت دارد استفاده می شود.
تفاوت فلومتر جرمی کوریولیس و حرارتی چیست؟
فلومتر جرمی کوریولیس بر اساس اثر کوریولیس کار می کند و معمولاً دبی جرمی، چگالی و دما را برای مایعات، گازها و دوغاب ها اندازه گیری می کند. فلومتر جرمی حرارتی بر اساس انتقال حرارت کار می کند و بیشتر برای اندازه گیری جرم گازها، هوای فشرده و گازهای صنعتی استفاده می شود.
مس فلومتر برای مایع بهتر است یا گاز؟
برای مایعات و سیالاتی که چگالی، ویسکوزیته یا ترکیب آن ها تغییر می کند، معمولاً فلومتر جرمی کوریولیس انتخاب دقیق تری است. برای گازهای صنعتی، هوای فشرده، نیتروژن و گازهای Utility، فلومتر جرمی حرارتی می تواند انتخاب اقتصادی و کاربردی تری باشد.
آیا مس فلومتر به جبران فشار و دما نیاز دارد؟
فلومتر کوریولیس دبی جرمی را به صورت مستقیم اندازه گیری می کند و معمولاً مانند فلومترهای حجمی به جبران سازی فشار و دما برای محاسبه جرم نیاز ندارد. فلومتر حرارتی نیز برای بسیاری از کاربردهای گازی، دبی جرمی را مستقیم ارائه می دهد، اما دقت آن به ترکیب گاز و شرایط نصب وابسته است.
هنگام خرید مس فلومتر چه اطلاعاتی باید اعلام شود؟
برای خرید یا استعلام قیمت باید نوع سیال، مایع یا گاز بودن، دبی حداقل، نرمال و حداکثر، فشار و دمای کاری، چگالی یا ترکیب گاز، سایز خط، نوع اتصال، دقت موردنیاز، خروجی سیگنال، گواهی ضدانفجار و برند موردنظر مشخص شود.
چرا قیمت فلومتر جرمی کوریولیس بالاتر است؟
فلومتر کوریولیس به دلیل اندازه گیری مستقیم دبی جرمی، امکان اندازه گیری چگالی و دما، دقت بالا، ساختار پیچیده تر، متریال تخصصی و کالیبراسیون دقیق معمولاً قیمت بالاتری نسبت به بسیاری از فلومترهای دیگر دارد.
تجهیز صنعت تامین کننده و وارد کننده انواع مس فلومتر از برند های معتبر میکروموشن، اندرس هاوزر، ای بی بی، زیمنس و سایر برندهای معروف در دنیا میباشد. انواع مس فلومتر در سایز های مختلف از “۱/۲ تا “۸ در انواع متریال های مختلف لوله اندازه گیری در انواع سایزهای مختلف در انبار شرکت تجهیز صنعت موجود میباشد. برای استعلام قیمت فلومتر و مشاوره فنی با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.
