Akış ölçerler, çeşitli endüstrilerde akış miktarını ölçmek için kullanılan temel araçlardır. akış hızı sıvıların, gazların veya bulamaçların. Akış ölçer, petrol ve gaz, su arıtma, kimyasal üretim, yiyecek ve içecek gibi sektörlerdeki proseslerin verimliliğini, güvenliğini ve maliyet etkinliğini etkileyen kritik veriler sağlar. Endüstriler geliştikçe, hassas ve güvenilir akış ölçümüne olan talep artmış ve bu da çok çeşitli akış ölçer teknolojilerinin geliştirilmesine yol açmıştır.
Şu anda 50'den fazla akış ölçer tipi mevcuttur ve ilkeleri, avantajları ve dezavantajlarıyla birlikte en yaygın kullanılan 9 akış ölçeri seçtik. Bu hususları anlamak, belirli bir uygulama için en uygun akış ölçeri seçmek, doğru ölçüm ve optimum performans sağlamak için çok önemlidir.
İçindekiler
Manyetik Akış Ölçerler
Çalışma Prensibi
Manyetik akış ölçerlerMagmetreler olarak da bilinen bu cihazlar Faraday'ın Elektromanyetik İndüksiyon Yasasına göre çalışır. Bu prensibe göre, iletken bir akışkan manyetik bir alandan aktığında, akış hızıyla orantılı bir voltaj üretir. Manyetik akış ölçer, iletken olmayan bir malzeme ile kaplı manyetik olmayan bir akış tüpünden ve tüp duvarlarına monte edilmiş elektrotlardan oluşur.
Akışkan, tüpün dışındaki bobinler tarafından oluşturulan manyetik alandan akarken, elektrotlar arasında bir voltaj indüklenir. Bu voltaj akış hızıyla doğru orantılıdır ve akış hızının hesaplanmasını sağlar.
Avantajlar
- Uygun bir va içinriety sıvıların: Elektromanyetik sayaç, kağıt hamuru, çamur, kanalizasyon vb. gibi katı partiküller içeren sıvı-katı iki fazlı sıvılar da dahil olmak üzere iletken sıvılar için en iyi seçimdir. Aşındırıcı sıvılar doğru astar ile kullanılabilir.
- Hareketli Parça Yok: Hareketli parçaların olmaması bakım ihtiyacını azaltır ve güvenilirliği artırır.
- Geniş akış hızı kalibre aralığı.
- Basınç Düşüşü Yok: Akış yolunda herhangi bir engel olmadığı için basınç düşüşüne neden olmazlar.
Dezavantajlar
- Sadece İletken Sıvılar: Manyetik akış ölçerler yalnızca su ve bulamaç gibi iletken sıvılarla çalışır. Petrol ve yağ gibi çok düşük iletkenliğe sahip sıvılar ölçülemez. Gaz ve buhar ölçülemez.
- Büyük kabarcıklar içeren sıvılar ölçülemez.
Uygulamalar
Manyetik akış ölçerler su ve atık su arıtma, kimyasal işleme, gıda ve içecek üretimi ile kağıt hamuru ve kağıt endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle kirli veya aşındırıcı sıvıların akışını ölçmek için çok uygundurlar.
Ultrasonik Akış Ölçerler
Çalışma Prensibi
Ultrasonik akış ölçerler, ultrasonik ışınlar kullanarak bir sıvının akış hızını ölçer. İki ana tipi vardır: geçiş zamanı ve Doppler akış ölçer. Transit zamanlı ultrasonik akış ölçerler, akış yönünde ve ona karşı ultrasonik darbeler göndererek çalışır. Bu darbeler arasındaki zaman farkı akış hızını hesaplamak için kullanılır. Doppler ultrasonik akış ölçerler ise akışkan içindeki partiküllerden veya kabarcıklardan yansıyan ultrasonik sinyalin frekans kaymasını ölçer.
Ultrasonik sayaçlar kelepçeli veya hat içi olabilir. Kelepçeli sayaçlar müdahaleci değildir ve borunun dışına monte edilirken, hat içi sayaçlar borunun içine yerleştirilir.
Avantajlar
- Müdahaleci olmayan: Kelepçeli ultrasonik akış ölçerler borunun kesilmesini veya akışın kesilmesini gerektirmez, bu da kurulumu daha kolay ve daha ucuz hale getirir.
- Çok Yönlülük: Belirli miktarda asılı partikül ve kabarcık içeren sıvılar da dahil olmak üzere hem sıvıların hem de gazların akışını ölçebilirler.
- Niletken sıvılar üzerinde: Ultrasonik akış ölçerler, elektromanyetik bir sayaçla mümkün olmayan iletken olmayan akışkanları (saf su, yoğuşma suyu, hidrokarbonlar...) da ölçebilir.
- Basınç Düşüşü Yok: Hareketli parçalar veya engeller olmadığından, ultrasonik sayaçlar basınç düşüşüne neden olmaz.
Dezavantajlar
- Sınırlamalar: Katı parçacıklar içeren sıvıları ve sadece kısmen dolu olan boruları ölçemezler.
- Akış Profiline Bağımlılık: İyi geliştirilmiş bir akış profili gerektirirler, bu da sayaçtan önce ve sonra düz boru geçişleri gerektirebilir.
Uygulamalar
Ultrasonik akış ölçerler, yüksek basınçlı doğal gaz boru hatları gibi yüksek basınçlı, yüksek akışlı uygulamalar için iyi bir seçimdir. Su ve atık su arıtma, petrol ve gaz ve kimyasal işleme alanlarında yaygın olarak kullanılırlar ve ayrıca akışkanın iletken olmadığı veya akış ölçerin taşınabilir veya müdahaleci olmaması gereken uygulamalarda da kullanılırlar.
Vorteks Akış Ölçerler
Çalışma Prensibi
Vorteks akış ölçerler akış yoluna yerleştirilen bir blöf gövdesi tarafından yayılan girdapları tespit ederek akış hızını ölçer. Kármán girdap sokağı fenomenine göre, akışkan blöf gövdesinin yanından akarken, aşağı yönde değişen girdaplar oluşturur. Bu girdapların frekansı akış hızıyla orantılıdır.
Vorteks ölçerler tipik olarak bu girdapları tespit etmek için sensörler kullanır ve frekansı akış hızını hesaplamak için kullanılan bir elektrik sinyaline dönüştürür. Bu sayaçlar özellikle gaz ve buhar akışını ölçmek için etkilidir.
Avantajlar
- Hareketli Parça Yok: Hareketli parçaların olmaması bakımı azaltır ve güvenilirliği artırır.
- Çok Yönlülük: Vorteks metreler sıvıları, gazları ve buharı ölçebilir, bu da onları çok yönlü hale getirir.
- Geniş sıcaklık ve basınç aralığı: Genel olarak, vorteks akış ölçerler -200°C ila +400°C sıcaklık aralığına ve vakumdan yüksek basınca kadar basınç aralığına uyum sağlayabilir
Dezavantajlar
- Titreşime Karşı Hassasiyet: Dış titreşimler vorteksmetrelerin doğruluğunu etkileyebilir.
- Minimum Akış Gereksinimi: Girdap oluşturmak için minimum akış hızına ihtiyaç duyarlar, bu da düşük akışlı uygulamalarda bir sınırlama olabilir.
- Uygun değil düşük Reynolds sayısı ortamı için.
Uygulamalar
Vorteks akış ölçer, su, petrol, kimyasal çözeltiler ve daha fazlası dahil olmak üzere çok çeşitli sıvı ortamları doğru bir şekilde ölçmek için idealdir. Ayrıca hava, doğal gaz ve nitrojen gibi çeşitli gaz ortamlarını ölçmek için de oldukça etkilidir. Ayrıca, vorteks akış ölçerler buhar akışını ölçmek için de çok uygundur, bu da onları çeşitli endüstriyel uygulamalar için çok yönlü cihazlar haline getirir.
Türbin Akış Ölçerler
Çalışma Prensibi
Türbin akış ölçerler akışkan içinden akarken dönen bir rotor kullanarak akış hızını ölçer. Rotor, akış ölçer gövdesi içindeki bir mile monte edilir ve akışkan rotor kanatlarına çarptıkça rotorun dönmesine neden olur. Rotorun dönüş hızı akış hızıyla orantılıdır. Sensörler dönüşü algılar ve daha sonra akış hızını hesaplamak için kullanılan bir elektrik sinyaline dönüştürür.
Avantajlar
- Yüksek Doğruluk: Türbin metreler, özellikle temiz, düşük viskoziteli sıvılar için iyi doğruluk ve tekrarlanabilirlik sunar.
- Geniş Ebat Yelpazesi: Çeşitli uygulamalar için uygun hale getiren geniş bir boyut yelpazesinde mevcutturlar.
- Uygun maliyetli: Türbinli sayaçlar genellikle diğer bazı yüksek hassasiyetli akış ölçerlerden daha ucuzdur.
Dezavantajlar
- Akış Profiline Duyarlılık: Türbinli sayaçlar iyi geliştirilmiş bir akış profili gerektirir, bu da sayaçtan önce ve sonra düz boru geçişleri gerektirir.
- Mekanik Aşınma: Hareketli parçalar aşınma ve yıpranmaya maruz kalır, bu da uzun vadeli doğruluğu ve güvenilirliği etkileyebilir.
- Temiz Sıvılarla Sınırlı: Partiküller veya aşındırıcı maddeler rotora zarar verebileceğinden, temiz, aşındırıcı olmayan sıvılar için en uygunudur.
Uygulamalar
Türbin akış ölçerler petrol ve gaz endüstrisinde, su arıtımında ve yakıt, kimyasallar ve ilaçların ölçümünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle doğruluk, maliyet etkinliği ve güvenilirlik kombinasyonunun gerekli olduğu uygulamalarda kullanışlıdırlar.
Coriolis Akış Ölçerler
Çalışma Prensibi
Coriolis akış ölçerler Coriolis etkisini kullanır, burada hareket eden bir sıvı ölçüm cihazının borusunda bir titreşime neden olur. Bu titreşimler ölçülür ve akışkanın kütle akış hızını belirlemek için kullanılır. Sayaç tipik olarak doğal frekanslarında titreşen bir veya iki tüpten oluşur. Akışkan içinden geçerken, akışkan üzerinde etkili olan Coriolis kuvvetleri nedeniyle titreşim modeli değişir.
Titreşimdeki bu değişim, kütle akış oranıyla doğru orantılıdır. Kütlesel akışa ek olarak, Coriolis ölçüm cihazları akışkanın yoğunluğunu ve sıcaklığını da ölçebilir ve kapsamlı bir akış profili sağlar.
Avantajlar
- Yüksek Doğruluk: Coriolis ölçüm cihazları olağanüstü doğruluk sunar ve mevcut en hassas akış ölçüm cihazlarından biri olarak kabul edilir.
- Çok Yönlülük: Kütle akışını, yoğunluğu ve sıcaklığı ölçebilirler, bu da onları çok yönlü hale getirir.
- Çok çeşitli ölçülebilir sıvılar: Coriolis kütlesel akış ölçerler, yüksek viskoziteli sıvılar, katı madde içeren bulamaçlar, gaz içeren sıvılar ve yeterli yoğunluğa sahip orta ve yüksek basınçlı gazlar dahil olmak üzere çeşitli sıvıları ölçebilir.
- Hayır düz boru kesitleri için gereklilikler: Coriolis kütlesel akış ölçer, yukarı akış hızı dağılımına duyarlı değildir.
- Bu akışkan viskozitesine ve akışkan yoğunluğundaki değişikliklere karşı duyarsız.
- Mçok parametreli ölçülebilir: Örneğin, yoğunluğu ve sıcaklığı ölçebilir ve bunlardan yola çıkarak bir çözeltideki çözünen maddelerin konsantrasyonunu hesaplayabilir.
Dezavantajlar
- Yüksek Maliyet: Coriolis metreler diğer akış ölçerlere kıyasla pahalıdır ve bu da bazı uygulamalar için sınırlayıcı bir faktör olabilir.
- Karmaşık Kurulum: Titreşimlerden ve doğruluğu etkileyebilecek diğer dış faktörlerden kaçınmak için dikkatli kurulum gerektirirler.
- Sınırlı boru çapları: Coriolis akış ölçer daha büyük boru çapları için kullanılamaz, şu anda 200 mm'den az ile sınırlıdır.
- Zero-nokta kayması: Coriolis kütle akış ölçerlerdeki sıfır noktasının kararsızlığı, sıfır noktası kaymasına yol açarak cihazın doğruluğunu etkiler. Sonuç olarak, birçok cihaz modeli toplam hatayı iki kategoriye ayırmak zorundadır: temel hata ve sıfır noktası kararsızlığı ölçümü.
Uygulamalar
Coriolis akış ölçerler, kimyasal işleme, petrol ve gaz, yiyecek ve içecek üretimi gibi hassas ölçümün kritik olduğu sektörlerde kullanılır. Özellikle yüksek viskoziteli sıvıların, bulamaçların ve aşındırıcı sıvıların akışını ölçmek için kullanışlıdırlar.
Termal Kütle Akış Ölçerler
Çalışma Prensibi
Termal kütle akış ölçerler ısı transferi prensibine dayalı olarak akış hızını ölçer. Ölçüm cihazı tipik olarak ısıtılmış bir eleman ve akış akışına yerleştirilmiş sıcaklık sensörlerinden oluşur. Akışkan ısıtılmış elemanın yanından akarken ısıyı emerek sıcaklıkta bir değişikliğe neden olur. Bu sıcaklık farkı sensörler tarafından ölçülür ve akışkanın kütle akış hızıyla orantılıdır.
İki ana tip termal kütle akış ölçer vardır: kılcal ve daldırılabilir. Kılcal termal kütle ölçerler düşük akışlı uygulamalar için kullanılırken, daldırılabilir tipler daha büyük akış hızları için kullanılır.
Avantajlar
- Doğrudan Kütle Akış Ölçümü: Termal kütle ölçerler, basınç ve sıcaklık kompanzasyonu ihtiyacını ortadan kaldırarak doğrudan kütle akışını ölçer.
- Hareketli Parça Yok: Hareketli parçaların olmaması bakım ihtiyacını azaltır ve güvenilirliği artırır.
- Geniş Uygulama Yelpazesi: Gazların ve düşük viskoziteli sıvıların akışını ölçebilirler, bu da onları çok yönlü hale getirir.
Dezavantajlar
- Akışkan Bileşimine Duyarlı: Nem veya gaz karışımı gibi sıvı bileşimindeki değişiklikler doğruluğu etkileyebilir.
- Temiz Sıvılarla Sınırlı: Partiküller ısı transferini engelleyebileceğinden, temiz gazlar ve sıvılar için en uygun olanlardır.
- Kurulumla İlgili Hususlar: Yanlış hizalama veya yanlış yerleştirme hatalı okumalara yol açabileceğinden, doğru kurulum kritik önem taşır.
- Gaz gerekir kuru ve kirletici maddelerden arındırılmış olmalıdır: Yüksek nem, sensör yüzeyindeki ısı değişimini değiştirerek hatalı çıktı sonuçlarına yol açabilir. Ayrıca, partikül madde sensör performansını olumsuz etkileyebilir.
- Yüksek viskoziteli gazlar için tavsiye edilmez: Yüksek viskoziteli gazlar, gazın ısı transferi özellikleri değiştiğinden termal gaz kütle akış ölçerin performansını tehlikeye atabilir.
Uygulamalar
Termal kütle akış ölçerler, yarı iletken, ilaç ve HVAC endüstrileri gibi doğrudan kütle akış ölçümünün gerekli olduğu uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Özellikle hava, doğal gaz ve diğer gazların akışını ölçmek için kullanışlıdırlar.
Değişken Alanlı Akış Ölçerler (Rotametreler)
Çalışma Prensibi
Değişken alanlı akış ölçerleryaygın olarak rotametreler olarak bilinen, akış hızı değiştikçe konik bir tüp içinde yükselen ve alçalan bir şamandıra prensibine göre çalışır. Şamandıra sıvı akışı tarafından kaldırılır ve şamandıranın stabilize olduğu yükseklik belirli bir akış hızına karşılık gelir.
Konik tüpün üst kısmı alt kısmından daha geniştir, bu nedenle şamandıra yükseldikçe etrafındaki alan artar ve daha fazla sıvının geçmesine izin verir. Akış hızı doğrudan tüp üzerindeki bir ölçekten okunur, bu da rotametreleri basit ve kullanımı kolay hale getirir.
Avantajlar
- Basitlik: Rotametrelerin kurulumu, çalıştırılması ve bakımı kolaydır.
- Harici Güç Gerektirmez: Harici bir güç kaynağı gerektirmeden tamamen şamandıranın mekanik hareketiyle çalışırlar.
- Görsel Gösterge: Akış hızı doğrudan sayaçtan kolayca okunabilir ve net bir görsel gösterge sağlar.
Dezavantajlar
- Sınırlı Doğruluk: Rotametreler, özellikle düşük akış hızlarında diğer bazı akış ölçer türlerine göre daha az doğrudur.
- Akışkan Özelliklerine Bağımlılık: Doğruluk, sıvı yoğunluğu, viskozite ve sıcaklıktaki değişikliklerden etkilenebilir.
- Basınç Düşüşü: Şamandıra, sistemde bazı uygulamalarda önemli olabilecek bir basınç düşüşü yaratır.
Uygulamalar
Rotametreler laboratuvarlarda, pilot tesislerde ve akış hızının basit, görsel bir göstergesinin yeterli olduğu uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Ayrıca su arıtma, kimyasal dozajlama ve gaz akışı ölçümünde de kullanılırlar.
Fark Basınçlı Akış Ölçerler
Çalışma Prensibi
Fark basınçlı (DP) akış ölçerler Akan bir sıvıda bir engel boyunca basınç düşüşünün akış hızıyla orantılı olduğunu belirten Bernoulli prensibine göre çalışır. Bu sayaçlar tipik olarak bir birincil eleman (orifis plakası, Venturi tüpü veya akış nozulu gibi) ve bir ikincil elemandan (diferansiyel basınç transmiteri) oluşur.
Akışkan birincil elemandan geçerken bir basınç düşüşü yaratır. İkincil eleman bu basınç farkını ölçer ve daha sonra akış hızını hesaplamak için kullanılır. Basınç düşüşü ve akış hızı arasındaki ilişki genellikle doğrusal değildir ve doğru akış ölçümü için karekök çıkarma işleminin kullanılmasını gerektirir.
En yaygın kullanılan fark basınçlı akış ölçerler şunlardır ori̇fi̇smetreler ve Venturi sayaçları.
Avantajlar
- Çok Yönlülük: DP akış ölçerler, gazlar, sıvılar ve buhar dahil olmak üzere çok çeşitli akışkanların yanı sıra geniş basınç ve sıcaklık aralığı ve boru çapları için kullanılabilir.
- Basitlik: Tasarım nispeten basit ve iyi anlaşılırdır, bu da bakımını ve sorun gidermeyi kolaylaştırır.
- Uygun maliyetli: Fark basınçlı akış ölçerler, özellikle büyük boru boyutları için genellikle diğer bazı tiplerden daha ucuzdur.
Dezavantajlar
- Basınç Kaybı: Birincil elemanlar sistemde önemli olabilecek kalıcı bir basınç kaybı yaratır.
- Doğruluk: Doğruluk, birincil elemanlardaki aşınma ve yıpranmadan etkilenebilir ve dikkatli bir kalibrasyon gerektirir.
- Karmaşık Kurulum: Doğru ölçüm için doğru kurulum çok önemlidir ve süreç karmaşık olabilir.
Uygulamalar
DP akış ölçerler petrol ve gaz, kimyasal işleme ve su arıtma gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sağlam ve çok yönlü ölçümün gerekli olduğu buhar, doğal gaz, su ve diğer akışkanların akışını ölçmek için uygundurlar.
Pozitif Deplasmanlı Akış Ölçerler
Çalışma Prensibi
Pozitif deplasmanlı (PD) akış ölçerler Belirli bir hacimdeki sıvıyı bir haznede yakalayıp sonra da geçirerek akışı ölçer. Bu işlem dişliler, diskler veya kanatlar gibi akışkanla birlikte hareket eden veya dönen mekanik bileşenleri içerir. Her hareket veya dönüş sabit bir sıvı hacmine karşılık gelir ve ölçüm cihazının toplam akışı doğrudan ölçmesine olanak tanır.
Yaygın PD metre türleri arasında somun disk, döner kanat ve oval dişli akış ölçerler bulunur. Mekanik parçaların hareketi genellikle bir sayma mekanizmasını çalıştırmak için kullanılır ve akış hızının doğrudan okunmasını sağlar.
Avantajlar
- Yüksek Doğruluk: PD ölçüm cihazları, özellikle düşük akış hızlarında yüksek doğruluklarıyla bilinir.
- Akış Şartlandırmasına Gerek Yok: Bu sayaçlar akış profili değişikliklerinden daha az etkilenir ve sayaçtan önce veya sonra düz boru geçişleri gerektirmez.
- Doğrudan Ölçüm: İçinden geçen gerçek hacmi ölçerler, bu da karmaşık hesaplamalara olan ihtiyacı azaltır.
Dezavantajlar
- Mekanik Aşınma: Hareketli parçalar aşınmaya ve yıpranmaya maruz kalır, bu da bakım sorunlarına ve zaman içinde doğruluğun azalmasına neden olabilir.
- Temiz Sıvılarla Sınırlı: Partiküller mekanik bileşenlere zarar verebileceğinden PD ölçüm cihazları genellikle temiz sıvılar için kullanılır.
- Basınç Düşüşü: Bu sayaçların mekanik yapısı sistemde bir basınç düşüşü yaratabilir.
Uygulamalar
PD akış ölçerler, yakıt ölçümü, yağ ve gaz ölçümü ve kimyasal dozajlama gibi yüksek doğruluk gerektiren uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Ayrıca konutlardaki su ve gaz sayaçlarında da yaygın olarak kullanılırlar.
Nasıl Seçilir Akış Ölçer Çeşitleri
Farklı akış ölçer tiplerini karşılaştırırken doğruluk, maliyet, bakım gereksinimleri ve belirli uygulamalar için uygunluk gibi çeşitli faktörler devreye girer.
- Doğruluk: Coriolis ve manyetik akış ölçerler genellikle en yüksek doğruluğu sunar, bu da onları kritik uygulamalar için uygun hale getirir. Diferansiyel basınç ve türbin sayaçları da iyi doğruluk sağlar ancak daha fazla bakım gerektirebilir.
- Maliyet: Pozitif deplasmanlı ve türbinli sayaçlar, özellikle daha büyük boru boyutları için genellikle daha uygun maliyetlidir. Ultrasonik ve Coriolis sayaçlar, ileri teknolojileri nedeniyle daha pahalı olma eğilimindedir.
- Bakım: Ultrasonik, Coriolis ve manyetik sayaçlar gibi hareketli parçası olmayan akış ölçerler tipik olarak daha az bakım gerektirir. Buna karşılık, pozitif deplasmanlı ve türbinli sayaçlar gibi mekanik sayaçlar daha sık bakım gerektirebilir.
- Uygunluk: Akış ölçer seçimi büyük ölçüde ölçülen akışkana bağlıdır. Örneğin, manyetik sayaçlar iletken akışkanlar için idealdir, termal kütle sayaçları ise gazlar için en iyisidir. Vorteks ölçerler buhar ve gaz için uygundur ve fark basınç ölçerler çeşitli akışkan türlerinde çok yönlüdür.
Belirli bir uygulama için doğru akış ölçeri seçmek, doğru ve güvenilir akış ölçümü sağlamak için kritik öneme sahiptir. Her bir akış ölçer tipinin kendine özgü güçlü ve zayıf yönleri vardır ve bu da onu belirli akışkanlar, akış koşulları ve endüstriyel prosesler için uygun hale getirir. Her bir akış ölçer tipinin çalışma prensiplerini, avantajlarını ve dezavantajlarını anlamak, uygulamanın gereksinimlerini karşılayan bilinçli bir karar vermeye yardımcı olur.
Akışkan özellikleri, doğruluk ihtiyaçları, kurulum koşulları ve bütçe gibi faktörleri göz önünde bulundurarak, özel ihtiyaçlarınız için en iyi performans ve maliyet-etkinlik dengesini sunan akış ölçeri seçebilirsiniz.
Bir yorum bırakın