تحقیق جریان سنج ها


فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : جریان سنج ها
* چکیده
* مقدمه
* اندازه گیری
* مزیت سیستم میترینگ
* تقسیم بندی جریان سنج ها
* جریان سنج با سوراخ کامل
* جریان سنج ونتوری
* جریان سنج روزنه ای
* جریان سنجV شکل
* جریان سنج سطحی روتامتر
مزایای روتامتر
معایب روتامتر
* جریان سنج تیغه ای
* جریان سنج فرکانس گردابی
* کنتورهای اریفیسی
صفحه اریفیس
جزییات صفحه ی اریفیس از نوع هم مرکز
انواع اریفیس از نظر نوع فلنج
طول لوله های ورودی و خروجی
انواع نقاط اتصال
* محاسبات اریفیس ها
محاسبات اریفیس ها در جریان گاز
تصحیح اثر تغییرات دما و فشار
گلوگاه دارای صفحه ی اریفیس دار
گلوگاه نازل دار
تشخیص عیوب در اریفیس مترها بر اساس اختلاف فشار
نتیجه گیری
* جریان سنج توربینی
مزایا جریان سنج توربینی
معایب جریان سنج توربینی
* کنتور گاز توربینیfluxi 2000/tz
شمار انداز
انتقال دهنده ها
پمپ روغن
پره توربینی
استرایز
تغییرات در شمار انداز در ورژن های مختلف
محل سنسور فشار
ترموول
غلاف ترموول
یکنواخت کننده جریان
ویژگی انتقال دهنده
* جریان سنج ها با جا به جایی مثبت
مزایا جریان سنج جابه جایی مثبت
معایب جریان سنج جابه جایی مثبت
* کنترهای اولتراسونیک
مزایا جریان سنج اولتراسونیک
معایب جریان سنج اولتراسونیک
* فلومتر اولتراسونیک گاز
تئوری عملکرد
دلایل گزینش فلومترهای اولتراسونیک
دلایل گزینش فلومترهای اولتراسونیک ساخت الستر- اینسترومت
نسل جدیدی از فلومترهای اولتراسونیک گاز
خدمات گوناگون از یک منبع
عیب یابی diagnostic
کنترل خودکار بهره AGC
پذیرش سیگنال signal acceptance
* جریان سنج مغناطیسی
تحریک اندازه گیر مغناطیسی
الکترودها
پیشرفت های جدید
انتخاب و اندازه
کاربردهای مشکل
نصب
* جریان سنج فراصوتی
* فلومتر ورتکس
نحوه عملکرد
موارد کاربرد
* OSCILLATOR FLOW METER
* thermal mass flow METER
* فلومتر مدارات الکترونیکی
* جریان سنج کریولیس
مزایا جریان سنج کریولیسی
معایب جریان سنج کریولیسی
* جریان سنج جا اندازی
* لوله پیتو
معایب لوله پیتو
* جریان سنج گرمایی
* سایر جریان سنج های جا اندازی
* جریان سنج روزنه ای جریان سنج توربینی
* ACCURACY
* CALIBRATION
* RANGEABILITY
* REPEATABILITY
* RELIBILITY
* MAINTENANCE 107
* PRICE
* مقایسه بین اریفیس متر و توربین مترها
OPERATION
PRESSURELOSS
CONSTRUCTION
جمع بندی
تفاوت ونتوری متر و اریفیس متر
* سایر ادوات اصلی یک سیستم میترینگ
فلو کامپیوتر و سیستم کنترل و سوپروایزری
میتر فاکتور
فصل دوم : کالیبراسیون
* مقدمه
* کالیبراسیون
* فواید کالیبراسیون
* PM
* هدف و دامنه کاربرد استاندارد
* تجهیزات
* قابلیت ردیابی اندازه گیری
* ضرورت کالیبراسیون
* کدام دستگاه ها باید کالیبره شوند؟
* اهداف اصلی کالیبراسیون
* استقرار قابلیت ردیابی نتایج اندازه گیری (در کالیبراسیون)
* دستاوردهای کالیبراسیون
* مراحل اقدام برای کالیبراسیون
* تعاریف
1- کد گذاری تجهیزات اندازه گیری و تهیه شناسنامه و لیست آنه
2- طبقه بندی تجهیزات از نظر کالیبراسیون
3- تعیین دوره تناوب کالیبراسیون
4- تعیین حد مجاز خطای تجهیز
5- معیارهای انتخاب کالیبره کننده
حداقل نیازمندی ها برای کالیبره کردن
6 -شناسایی تجهیز
* روش کالیبراسیون
کالیبره کننده
تجهیز مناسب
قابلیت ردیابی
شرایط محیطی تاثیر گذار بر کالیبراسیون
تعیین خطا
صدور گواهی
ثبت و حفظ و نگهداری سوابق کالیبراسیون
* فنون کالیبراسیون
* اهمیت کالیبراسیون
* بررسی تاثیر شکل دبی سنج روی ضریب کالیبراسیون
1-مقدمه
2-روش محاسباتی
3-نتایج و بحث
4- نتیجه گیری
* آشنایی با نحوه کالیبراسیون آنالایزر
کالیبراسیون
مهارت های مورد نیاز
سیستم احیاء دستی
روش کالیبراسیون
روش انجام
* آزمایشگاه کالیبراسیون فلومیترهای جرمی و حجمی
* آزمایشگاه کالیبراسیون فلومیترهای حجمی
نتیجه گیری
منابع

چکیده

برای انتقال و ذخیره سازی مایعات و گازها باید در مورد خواص و رفتار این سیالات اطلاعات کافی در اختیار داشت. بسیاری از این نیروها بر روی این سیالات اثر کرده،به گونه ای که باعث تغییر فشار،دما، تنش و کشش در آنها میشود.
مبحث اندازه گیری از جمله مباحثی است که همواره در صنعت مورد توجه بوده و می باشد . کمیتها و پارامترهای عمده که در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی مورد اندازه گیری و کنترل قرار می گیرند عبارتند از فشار ، دما، ارتفاع سطح و جریان که در بین این کمیتها اندازه گیری و کنترل جریان نقش مهم و بسزایی را ایفا می کند . با توجه به شرکتی شدن مناطق گاز رسانی و ضرورت ایجاد واحدهای اندازه گیری و توزیع گاز در شرکتهای گاز استانی بحث اندازه گیری جریان گاز از جایگاه ویژه ای برخوردار گردید چرا که با توجه به حجم بالای گاز عبوری از یک ایستگاه CGS و یا ایستگاههای صنعتی ، دستگاههای اندازه گیری جریان گاز می بایست دارای خصوصیات و شرایط ویژه ای باشند.
این پایان نامه از دو فصل تشکیل شده است.فصل اول در قالب طرح تحقیق به بررسی و نیز اهمیت مساله مورد تحقیق می پردازد.
درفصل اول به مبانی مبحث با انواع مختلف جریان سنجها پرداخته شده است. ازجمله جریان سنج هایی که می توان مد نظر قرار داد ( جریان سنج با سوراخ کامل،جریان سنج ونتوری،جریان سنج سطحی روتامتر، جریان سنج روزنه ای، جریان سنج تیغه ای، جریان سنج فرکانس گردابی، کنتورهای اریفیسی، جریان سنج توربینی، جریان سنج ها با جا به جایی مثبت، کنترهای اولتراسونیک، جریان سنج مغناطیسی، جریان سنج فراصوتی، جریان سنج جا اندازی، جریان سنج گرمایی، جریان سنج کریولیس،…)وموارد دیگر که در رابطه باآن بحث خواهیم کرد و معایب و مزایای آنها را به طور تخصصی بررسی می کنیم.
در فصل دوم به بحث پیرامون کالیبراسیون دستگاههای جریان سنج می پردازیم.هر دستگاه ویژگیهای فنی و ویژگیهای اندازه شناختی خود را دارد. با توجه به اینکه دستیابی به کیفیت برتر از طریق انجام آزمونها و اندازه گیری های مطمئن ارزیابی می گردد ، این بحث مطرح می شود که اندازه گیری مطمئن چگونه اندازه گیری می باشد؟ آیا نو بودن تجهیزات یا استفاده از تکنولوژی جدید دستگاهی ، می تواند منجر به اندازه گیری مطمئن شود.پاسخ اینست که تنها کالیبراسیون صحیح و دوره ای به نتایج خروجی دستگاهها کیفیت می بخشد.به همین جهت توضیحی در رابطه با کالیبراسیون و دستگاه های مورد استفاده و نحوه کار با آنها داده شده است.
برای کنترل فرآیند صنعتی، باید مقدار ماده ای که وارد فرآیند میشود یا از آن خارج میشود معلوم باشد.چون تا حد امکان به شکل سیال منتقل میشوند، اندازه گیری آهنگ جریان سیال در لوله یا سایر کانال ها اهمیت دارد.به همین دلیل مبحث جریان سنج ها اهمیت خاصی دارد.امید که مفید محضر خوانندگان محترم قرار گیرد.

فصل1

جریان سنج ها

* مقدمه :
برای انتقال و ذخیره سازی مایعات و گازها باید در مورد خواص و رفتار این سیالات اطلاعات کافی در اختیار داشت.بسیاری از این نیروها بر روی این سیالات اثر کرده،به گونه ای که باعث تغییر فشار،دما، تنش و کشش در آنها میشود.در صورتی که رابطه ی بین اجزای تنش و شدت کشش وارده در تمام جهات یکسان باشد به ان سیال ایزوتروپیک گفته میشود.معمولا در تخمین های اولیه ی طراحی برای به دست اوردن شدت جریان مایع از دما و فشار متوسط استفاده میشود.شدت جریان از پارامترهای کلیدی برای محاسبه ی اندازه ی لوله،پمپ،کمپرسور و ظرفیت انها محسوب میشود.
روتامترها، صفحات سوراخ دار، ونتوری و جابه جایی سنج ها به شکل گسترده ای برای اندازگیری شدت جریان سیال در عملیات های صنعتی به کار می روند.از صفحات سوراخ دار و روتامترها بیش از سایر تجهیزات استفاده می شود.روتامترها با استفاده از یک شناور شاقولی که در یک لوله قرار دارد و قطر آن به تدریج تغییر می کند، شدت جریان را نشان میدهد.جریان سیال با کاهش قطر تنظیم می شود.سوراخ کردن دقیق این لوله باعث افزایش قیمت این تجهیزات می شود.از طرف دیگر صفحات سوراخ دار ارزان ترین و انعطاف پذیرترین این تجهیزات هستند.با وجود افت فشاری که به طور دایمی ایجاد می کنند آنها را میتوان یکی از تجهیزات رایج در دانست.لوله های ونتوری بسیار گران قیمت هستند البته به دلیل اینکه به طور پیوسته افت فشار بسیاری ایجاد نمی کنند در مواردی که افت فشار از اهمیت فراوانی برخوردار است میتوان از آن استفاده کرد.لوله های ونتوری معمولا دارای یک ورودی با قطر متغیر و زاویه داخلی 25 تا 30 درجه و یک خروجی با قطر متغیر و زاویه ی داخلی 7 درجه هستند.در این شرایط اگر عدد رینولز بر اساس شرایط مقطعی جریان بالا دستی بیش از 5000 باشد میتوان مقدار ضریب تخلیه را 98/0 فرض کرد.
در صنعت معمولا از چندین نوع جریان سنج جرمی استفاده می شود.در یک جریان سنج جرمی با جریان محوری که از خاصیت مومنتم عرضی استفاده می کند، جریان محوری از یک پروانه و یک توربین که به طور سری قرار گرفته اند عبور می کند.پروانه به سیستم مومنتم زاویه ای میدهد که باعث گشتاور می شود و این گشتاور توسط توربین اندازگیری می شود.گشتاور اندازگیری شده متناسب با سرعت دورانی پروانه و شدت جریان جرمی است.
برای کنترل فرآیند صنعتی، باید مقدار ماده ای که وارد فرآیند میشود یا از آن خارج میشود معلوم باشد.چون تا حد امکان به شکل سیال منتقل میشوند، اندازه گیری آهنگ جریان سیال در لوله یا سایر کانال ها اهمیت دارد.در صنعت، انواع مختلف جریان سنج ها به کار میروند.جریان سنج بر این مبنای انتخاب میشود: قابلیت کاربرد، هزینه نصب و هزینه های کارکرد، گستره آهنگ های جریان که جریان سنج میتواند با آن کار کند، و دقت جریان سنج.گاهی اوقات، نمایش تقریبی آهنگ جریان تنها کاری است که جریان سنج انجام میدهد؛ ولی در مواردی مانند کنترل خوراک راکتورها یا انتقال مقدار معینی سیال، برای اندازه گیری بسیار دقیق آهنگ جریان جرمی از آن استفاده میکنند.
تعدادی از جریان سنج ها آهنگ جریان جرمی را مستقیما اندازه می گیرند،اما بیشتر آنها آهنگ جریان حجمی یا سرعت متوسط سیال را اندازه می گیرند، که از روی آن آهنگ جریان حجمی را میتوان محاسبه کرد.برای تبدیل آهنگ حجمی به آهنگ جریان جرمی باید چگالی سیال در شرایط کارکرد معلوم باشد.بیشتر جریان سنج ها با تمام سیال داخل لوله یا کانال کار می کنند و به آنها جریان سنج با سوراخ کامل میگویند.انواع دیگر، به نام جریان سنج های جا اندازی، آهنگ جریان، یا معمولا سرعت سیال، را در یک نقطه تنها اندازه می گیرند.البته،اغلب میتوان آهنگ جریان کلی را با دقت زیاد از روی این اندازه گیری تک نقطه به دست آورد.
* اندازه گیری
مبحث اندازه گیری از جمله مباحثی است که همواره در صنعت مورد توجه بوده و می باشد . کمیتها و پارامترهای عمده که در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی مورد اندازه گیری و کنترل قرار می گیرند عبارتند از فشار ، دما، ارتفاع سطح و جریان که در بین این کمیتها اندازه گیری و کنترل جریان نقش مهم و بسزایی را ایفا می کند . با توجه به شرکتی شدن مناطق گاز رسانی و ضرورت ایجاد واحدهای اندازه گیری و توزیع گاز در شرکتهای گاز استانی بحث اندازه گیری جریان گاز از جایگاه ویژه ای برخوردار گردید چرا که با توجه به حجم بالای گاز عبوری از یک ایستگاه CGS و یا ایستگاههای صنعتی ، دستگاههای اندازه گیری جریان گاز می بایست دارای خصوصیات و شرایط ویژه ای باشند.
شرایط ویژه گاز پس از عبور از خطوط انتقال از نقطه نظر ذرات معلقموجود و آلودگی های احتمالی بخصوص روغنها، گریسها به همراه محصولات خوردگی همه وهمه ایجاب مینماید که در انتخاب سیستم اندازه گیری برای هر شرایط تفاوتهائی را قائلشد.
هرچه میزان گاز عبوری از دستگاه اندازه گیری بیشتر گردد ، دقت اندازه گیری نیز میبایست بالاتررود بدلیل اینکه حتی خطائی معادل 0.5% ممکن است درحجمهای میلیونی در دراز مدت زیانهای مالی بسیاری را بر شرکت تحمیل نماید واین دقیقا" همان چیزی است که باعث شده افزایش ACCURACY یک دستگاه اندازه گیری به میزان %1 قیمت دستگاه را نسبت به مشابه خود دو برابر نماید.درعلم اقتصاد و بحث مدیریت صنعتی میتوان با افزایش CAPITAL COST میزان VARIABLE COST را کم کرد و بنابراین با خرید و سرمایه گذاری جهت سیستمهای اندازه گیری مطمئن تر و با دقت بالاتر حتی با قیمت چند برابر در دراز مدت اثرات آن در سود آوری شرکتها کاملا" آشکار خواهدشد.
جهت اندازه گیری جریان سیالات ، دستگاهها و روشهای متفاوتی وجود دارد که بطور اختصار می توان موارد زیر را نام برد :
1- وسایل ایجاد کننده اختلاف فشار
2- جریان سنجهای سرعتی
3- جریان سنجهای نوع جابجایی
4- جریان سنجهای جرمی

* مزیت سیستم میترینگ:
-1 دخالت کمتر عوامل انسانی دراندازه گیری وجلوگیری از احتمال بروز خطاهای انسانی
-2امکان نمونه گیری صحیح از تمامی محموله تحویلی یا دریافتی و انجام محاسبات برپایه این نمونه.
-3ثبت تمام تغییرات فشار و دما و اعمال این تغییرات در محاسبات مربوطه
-4امکان کالیبراسیون دوره ای با توجه به وجود صحت سنج در آرایش این سیستم.
با تمام این مزایا ،میتوان عدم دقت سیستمهای معمول میترینگ را به 0/25 % رساند.
* تقسیم بندی جریان سنج ها
1. وسایلی که بر پایه اندازه گیری وزن یا حجم عمل می کنند. این وسایل بسیار ساده اند و کاربرد چندانی را در صنعت ندارند.
2. وسایل اندازه گیری جریان از نوع هدهای متغییر ، متداول ترین و بیشترین کاربرد را در صنعت دارند. مانند اریفیس متر ، ونتوری متر ، لوله پیتو و … .
3. وسایل اندازه گیری جریان و سطح که در آنها ، جزئی با سرعت معین و اعمال شده از طرف سیال در دستگاه جابجا می شود، مانند روتامترها که جزء مساحت سنج ها هستند.
4. وسایل اندازه گیری جابجایی مثبت ، شامل انواع پمپ های اندازه گیر ، مانند دوزینگ پمپهای انتقال سیال به حالت مایع
5. وسایل اندازه گیری از نوع مغناطیسی که بر اساس حرکت سیال و ایجاد پتانسیل الکتریکی در داخل یک میدان مغناطیسی تولید شده ، عمل می کنند.
* جریان سنج ها با سوراخ کامل
متداول ترین نوع جریان سنج ها با سوراخ کامل عبارتند از جریان سنج های ونتوری، جریان سنج های روزنه ای، جریان سنج ها با مساحت متغیر از قبیل روتامترها.وسایل دیگر اندازه گیری با سوراخ کامل عبارتند از جریان سنج هایv شکل ،جریان سنج های مغناطیسی، جریان سنج های فرکانس گردابی، جریان سنج های توربینی و جریان سنج ها با جا به جایی مثبت؛ جریان سنج های فراصوتی؛ و وسایل اندازه گیری جرمی مانند جریان سنج های کریولیسی.
* جریان سنج ونتوری
جریان سنج ونتوری قسمت ورودی کوتاه مخروطی آن به گلوگاه ختم می شود، و پس از آن مخروط بلند تخلیه قرار دارد.انشعاب فشار سنجی در شروع قسمت ورودی و در گلوگاه به یک مانومتر متصل میشوند.
در مخروط فرادست،سرعت سیال افزایش میابد و فشار آن کم میشود.از افت فشار در این مخروط برای اندازگیری آهنگ جریان استفاده می شود.در مخروط تخلیه، سرعت کاهش میابد و فشار اولیه به مقدار زیاد بازیابی میشود.زاویه مخروط تخلیه بین 5 تا 15 درجه است تا از جدایی لایه مرزی جلوگیری شود و اصطکاک به حداقل برسد.چون در مقطع عرضی انقباضی جدایی لایه مرزی وجود ندارد،مخروط فرادست را کوتاه تر از مخروط فرودست میتوان ساخت.معمولا 90 درصد افت فشار در مخروط فرادست بازیافت میشود.اگر چه جریان سنج های ونتوری را برای اندازه گیری آهنگ جریان گازها میتوان به کار برد،از آنها اغلب برای مایعات،به خصوص برای جریان های بزرگ آب،استفاده میشود،و در این حالت به علت بازیابی زیاد فشار،جریان سنج ونتوری در مقایسه با انواع دیگر احتیاج به قدرت کمتری دارد.

* جریان سنج روزنه ای
جریان سنج ونتوری در عملیات صنعتی دارای معایبی است.گران است، جای زیادی میگیرد و به نسبت قطر گلوگاه آن به قطر لوله را نمیتوان تغییر داد.با جریان سنج ونتوری، همراه با یک سیستم مانومتری، ماکزیم آهنگ جریانی را که نمیتوان اندازه گرفت مقدار ثابتی است، و بنابراین اگر گستره جریان تغییر کند،قطر گلوگاه ممکن است بزرگ تر از آن باشد که خوانده دقیقی را بدهد یا کوچکتر از آن باشد که با ماکزیمم آهنگ جریان تطبیق دهد.جریان سنج روزنه ای این شرایط را برقرا میکند اما قدرت مصرفی آن بیشتر است.
این جریان سنج متشکل است از ورقی که به دقت ماشین کاری و سوراخ شده است و بین دو فلانج نصب شده است، و طوری در لوله قرار می گیرد که سوراخ آن با لوله به طور هم مرکز باشد.(گاهی اوقات از سوراخ های خارج از مرکز نیز استفاده میشود).سوراخ ورق را در وجه فرودست میتوان مخروطی کرد.انشعاب های فشار سنجی، یکی در بالا و یکی در پایین ورق سوراخ دارد، به مانومتر تفاضلی متصل میشوند.مکان انشعاب های فشار سنجی اختیاری اند، و ضریب جریان سنج به مکان انشعاب های فشار سنجی بستگی دارد.
جریان سنج روزنه ای پیچیدگی مهمی دارد که جریان سنج ونتوری فاقد آن است.به علت تیزی روزنه، جریان سیال از وجه فرودست ورق سوراخ دار جدا می شود و حتی جریان آزاد را در سیال فرو دست تشکیل میدهد.جت سیال تحت تاثیر دیواره ی جامد قرار نمیگیرد، و مساحت جت از مقدار متناظر با روزنه تا مساحت انقباض ونا تغییر میکند.مساحت را در هر نقطه،مثلا، در انشعاب فشار سنجی فرودست نمیتوان به سهولت تعیین کرد، و سرعت جت در انشعاب فشار سنجی فرودست را به سهولت نمیتوان به قطر روزنه ارتباط داد.ضرایب جریان سنج روزنه ای از ضرایب جریان سنج ونتوری تجربی ترند، و بنابراین برسی کمی این دو جریان سنج تفاوت دارد.
شکلVجریان سنج
در این وسایل، جریان تحت تاثیر کنگره شکل در وجه جانبی لوله یا تحت تاثیر گوی فلزی که در لوله جای گذاری شده است قرار میگیرد.این جریان سنج ها نسبتا گران هستند، اما دقت آنها زیاد است و نمی توانند آهنگ های جریان سیالاتی را که کارکردن با آنها مشکل است اندازه بگیرند، مانند مایعاتی که شامل ذرات جامد، یا حاوی گازهای حل نشده، یا حاوی گازهایی هستند که در آنها قطرات مایع وجود دارد.ضریب جریان در آنها تقریبا 8/0 است، و بر خلاف جریان سنج های روزنه ای، در آهنگ های جریان کم با اعداد رینولدز کمتر از 500،اساسا ثابت است.
* جریان سنج های سطحی : روتامترها
در جریان سنج های روزنه ای،نازلی یا ونتوری، تغییرات آهنگ جریان در مساحت ثابت افت فشار متغیری را به وجود میاورد و،توسط این افت فشار، آهنگ جریان اندازه گیری میشود.نوع دیگری از جریان سنج ها به نام جریان سنج های سطحی، از وسایلی تشکیل شده اند که در آنها افت فشار ثابت است یا تقریبا این طور است، و مساحتی که سیال در آن جریان میابد بر حسب آهنگ جریان تغییر میکند.با درجه بندی مساحت، آهنگ جریان را اندازه میگیرند.
روتامتر مهمترین جریان سنج سطحی است.روتامتر اساسا از یک لوله ی شیشه ای مخروطی تشکیل شده است که در قابی،که انتهای بزرگ آن رو به بالاست،به طور عمودی نصب شده است.سیال در لوله ی مخروطی رو به بالا جریان میابد و یک شناور را به طور آزاد معلق میکند(این شناور در حقیقت در سیال غوطه ور است نه شناور).شناور عنصر نشان دهنده است، و هر چه آهنگ جریان بیشتر باشد،شناور در لوله بیشتر بالا میرود.تمام جریان سیال در فضای حلقوی بین شناور و دیواره لوله جریان میابد.لوله درجه بندی شده است، و عددی که در مقابل لبه شناور (واقع در بزرگترین مقطع عرضی شناور) قرار دارند خوانده جریان سنجی را نشان میدهد.یک منحنی درجه بندی که خوانده را به آهنگ جریان ارتباط میدهند باید در دسترس باشد.از روتامترها برای اندازه گیری جریان مایعات یا گازها میتوان استفاده کرد.
دهانه داخلی روتامتر شیشه ای، که به دقت شکل داده میشود،به صورت مخروطی ساده یا مخروطی با سه خیاره،به موازات محور لوله،است.در روتامترهای مخروطی ساده،شکاف های زاویه دار در نوک شناور باعث چرخش آن میشود،اما شناور در بیش تر موارد نمیچرخد.برای مایعات غیر شفاف،برای دماها یا فشار های زیاد،یا برای شرایط دیگری که نمیتوان از لوله شیشه ای استفاده کرد،از لوله های فلزی استفاده میشود.لوله های فلزی به شکل مخروطی ساده اند.چون در لوله فلزی نمیتوان شناور را روئت کرد،باید ابزار دیگری برای نشان دادن یا انتقال خوانده جریان سنج در نظر گرفت.این کار با اتصال دادن میله ای،به نام میله انبساط، به نوک یا به کف شناور و با استفاده از آن به عنوان القاگیر انجام میشود.میله انبساط در داخل تیوبی که مانع نفوذ سیال است و روی یکی از اتصالات نصب شده است قرار دارد.چون داخل این تیوب مستقیما با قسمت داخلی روتامتر در ارتباط است، هیچ جعبه آب بندی برای میله انبساط لازم نیست.تیوب توسط کویل های القایی خارجی احاطه شده است.طولی از میله انبساط که در مقابل کویل ها است بر حسب مکان شناور تغییر میکند و، در نتیجه، خودالقایی کویل را تغییر میدهد.تغییر خود القایی به طور الکتریکی یک شیر کنترل را به کار می اندازد یا خوانده ای را روی ثبت کننده میدهد.همچنین، از یک پیرو مغناطیسی، که در قسمت خارجی تیوب و در مجاورت یک مقیاس عمودی نصب شده است، به عنوان اندیکاتور مرئی ساده، که فقط از لوله های شیشه ای ساخته شده است،به یک وسیله کنترل کننده و ثبت کننده ی چند منظوره تبدیل می شود.
رابطه بین جریان و مکان شناور در روتامترها، در مقایسه با منحنی درجه بندی در جریان سنج های روزنه ای،تقریبا خطی است.درجه بندی روتامتر،بر خلاف درجه بندی جریان سنج روزنه ای،نسبت به توزیع سرعت در جریان نزدیک شونده حساس نیست، و لوله های بلند و مستقیم در فرادست و فرودست یا پره های مستقیم ساز مورد نیاز نیستند.

مزایای روتامتر:
1- قابلیت خوب درجه بندی
2- قیمت نسبتاً کم
3- مناسب برای اندازه گیری شدت جریان های کم
4- می توان آن را با alarmswitch مجهز نمود.
5- هیچ گونه محدودیتی در رابطه با لوله کشی برای ورودی و خروجی وجود ندارد.
6- افت فشار کم نیاز دارد.
7- طراحی هایی وجود دارد که سیستم را ایمن از ویسکوزیته می کند.
8- در بعضی از دوغابه های کم دانسیته می توان استفاده نمود.
معایب روتامتر:
1- نوع شیشه ای آن مواجه با شکستگی است.
2- برای سرویس پالستی مناسب نیست.
3- باید به طور عمودی نصب گردد.
4- به طور عمده محدود به لوله های با قطر کم است مگر از نوع روتامتر به همراه کنارگذر استفاده نمود.
5- محدود به دماهای نسبتاً پایین
6- دقت نسبتاً کم
7- نیاز به نصب در خط دارد.( مگر نوع کنار گذر )

* جریان سنج تیغه ای
در جریان سنج تیغه ای، دیسک لبه تیزی به طور عمود بر جهت جریان قرار داده میشود، و نیروی دراگ وارده از سیال بر دیسک اندازه گیری میشود.آهنگ جریان با جذر این نیرو و با چگالی سیال متناسب است.جریان سنج های تیغه ای بادوام و ارزان اند و از آنها برای سیالات مختلف،حتی مایعات ویسکوز و دوغاب ها،میتوان استفاده کرد.البته اگر محتوای ذرات جامد دوغاب زیاد باشد، مکانیزم میله ای ممکن است گیر کند.
* جریان سنج های فرکانس گردابی
در جریان سنج فرکانس گردابی، "هدف"جسم دماغه پهنی است، که مقطع عرضی آن اغلب ذوزنقه ای است این جسم برای این منظور طراحی میشود که وقتی جریان متلاطم است، "مسیر گرداب" در ویک به وجود آید.سنسورهای نزدیک به جسم دماغه پهن افت و خیزهای فشار، واز این رو فرکانس دفع گرداب، را اندازه میگیرند، و از روی آن میتوان آهنگ جریان حجمی را به دست آورد.این جریان سنج ها برای بسیاری از انواع سیالات، شامل گاز و بخار آب با دمای زیاد، به کار میروند.حداقل عدد رینولدز لازم برای پاسخ های خطی نسبتا زیاد است، و بنابراین با این وسیله نمیتوان آهنگ جریان مایعات با ویسکوزیته زیاد را اندازه گرفت.

* کنتورهای اریفیسی
کنترهای اریفیسی برای اندازه گیری جریان های گازی به کار میروند و جزء قدیمیترینروشهایاندازهگیریدبیاست.طراحی آنها بر مبنای اصل برنولی و با در نظر گرفتن جریان جرمی،سرعت و فشار می باشد.این کنترها دارای یک صفحه ی اریفیسی با ابعاد و مشخصات معلوم می باشند.همچنین این کنترها شامل سنسورهایی جهت اندازه گیری دمای خط،فشار خط و فشار دیفرانسیلی عقب و جلوی صفحه ی اریفیسی می باشند.. اختلاف فشار ایجاد شده،توسط یک وسیله اندازه گیری اختلاف فشار ،اندازه گیری شده ودبی سیال با استفاده از روابط حاکم به دست می آید.

اریفیس میتر شامل سه قسمت است :
1- عنصر اولیه (اریفیس)
2- دستگاه نشان دهنده
3- لوله کشی ( رابط بین دستگاه نشان دهنده به طرفین اریفیس )
1-عنصر اولیه (اریفیس) : همانطورکه میدانیم اختلاف فشار بین دو نقطه سبب جریان بین آن دو نقطه می شود بنابراین با به وجود آوردن اختلاف فشار می توان جریان را اندازه گیری کرد. اریفیس برای به وجود آوردن اختلاف فشار بین دو نقطه در یک لوله سیال به کار می رود . هنگام عبور سیال از سوراخ اریفیس که از قطر لوله کوچکتر است طبق اصل برنولی سرعت آن زیاد و در نتیجه فشار کم می شود.
سوراخ موجود بر روی اریفیس،از قطر داخلی خط کوچکتر می باشد.بنابراین در حین عبور گاز از این صفحه،سرعت افزایش می یابد.به دلیل افزایش سرعت،فشار بایستی کاهش یابد.با اندازه گیری فشار دیفرانسیلی،فشار خط،دما،قطر لوله و با استفاده از مشخصات صفحه ی اریفیس،میتوان مقادیر گاز عبوری را محاسبه کرد.افت فشار زیاد و نیز لزجت نسبتا بالای نفتی،استفاده از این کنتورها در خطوط نفتی را غیر عملی ساخته است.

مقدار دقیق ضریب تخلیه و جزئیات دیگر طراحی و ساختاری فیس در استانداردهای مربوط به طور کامل ارائه شدهاست.

یکی از پارامترهای تاثیر گذار برضریب تخلیه اریفیس ،فاصله نقاط اندازه گیری بالا دست و پایین دست از تیغه صفحه اریفیس است. مقادیر ضریب تخلیه برای چند حالت مختلف از جمله مواردی که در شکلهای بالا نشان داد هشده اند،در استانداردها موجود است.
صفحه اریفیس Orifice Plate :
از عوامل اولیه ایجاد اختلاف فشار که به مراتب کاربرد زیادتری از سایر عوامل اولیه دارد صفحه اریفیس است و آن صفحه فلزی مدوری است به ضخامت از ⅛ تا 1/4 اینچ وگاهی در شرایط خاص ضخامت آن کمتر یا بیشتر انتخاب میشود. در این صفحه سوراخی تعبیه شده که محل سوراخ و شکل و اندازه آن بستگی به کاربرد صفحه اریفیس دارد. مسئله بسیار مهم صاف بودن سطح صفحه اریفیس و تیز بودن لبه 90 درجه آن است که اگر چنانچه در اثر برخورد مواد معلق در سیال هنگام عبور لبه آن تیزی خود را از دست بدهد دقت اندازه گیری از بین خواهد رفت . همچنین اگر ضخامت صفحه اریفیس در رابطه با اختلاف فشار دو طرف آن صحیح انتخاب نشود باعث خواهد شد انحنا یا فرورفتگی در خود صفحه ایجاد شده و شکل صحیح الگو خراب شود. در مواردی که به علت اختلاف فشار زیاد ناچار شوند ضخامت صفحه اوریفیس را بیشتر انتخاب کنند برای کم کردن سطح تماس دهانه با مایع در حال خروج به وسیله ماشین تراش لبه آن را 45 درجه تراشیده و به اصطلاح پخ می کنند به طوری که ضخامت آن نصف شود .

جزئیات صفحه اریفیس از نوع هم مرکز :

drain در شکل فوق برای حالاتی است که جریان مایع حاوی حبابهای گاز باشد و سوراخ vent سوراخ برای مواردی است که در جریان گاز، احتمال وجود مایع یا کندانس وجود داشته باشد. در صورت تعبیه این سوراخها در صفحه اریفیس باید اثر آنها را نیز به حساب آورد.
با آنکه سوراخ هم مرکز اریفیس بیشترین کاربرد را دارد، لیکن در موارد خاص ممکن است از صفحات با شکلهای عبور جریان متفاوت استفاده کرد.

در شکل زیر در قسمت سمت راست یک مجموعه اریفیس فلنج بسته شده و در سمت چپ قسمت های مختلف یک مجموعه اریفیس شامل فلنجها، واشرها، پیچ ها و صفحه اریفیس نشان داده شده است . ازjackscrew برای جداکردن فلنجها از هم در هنگام بازکردن مجموعه استفاده میشود.

برای اندازه گیری اختلاف فشار دو طرف اریفیس میتوان از روشهای مختلفی استفاده کرد. ساد ه ترین روش،، استفاده از یک مانومتر است.

روش دوم، استفاده از یک اختلاف فشارسنج عقربهای است.
مرسومترین روشی که در صنعت مورد استفاده قرار میگیرد، استفاده از یک ترانسمیتر اختلاف فشار است. نمونه ای از نحوه اتصال یک اریفیس به ترانسمیتر اختلاف فشار در شکل زیر نشان داده شده است.

یکی از نکات مهم در استفاده از اریفیس (و سایر روشهای مبتنی بر اختلاف فشار )آن است که اختلاف فشار دو طرف اریفیس با توان دوم دبی رابطه دارد. این امر باعث میشود که معمولاً نسبت حداکثر دبی به حداقل دبی به 1:5 محدود باشد.
انواع اریفیس از نظر نوع فلنج :
اریفیس های از نظر نوع فلنج به دو شکل کلی تقسیم بندی می شوند .
در این نوع، Wafer روش اول که در شکل نشان داده شده است، استفاده از فلنج های نوع هنگام است. نصب دو عدد فلنج تخت به دو سر لوله ورودی و خروجی نصب شده و سپس با قرار دادن اریفیس نوع Waferو واشر ها در بین دو فلنج پیچ های فلنج تخت بسته می شود .
استفاده از فلنج های Welding Neck بایستی به خط لوله ورودی و خروجی جوش داده شوند .

طول لوله های ورودی و خروجی :
به منظور برطرف کردن اغتشاشات جریان , لازم است در ورودی و خروجی اریفیس طول معینی از لوله با قطر داخلی فلنج اریفیس بصورت مستقیم داده شود .و نوع اتصالات ورودی بستگی دارد .
نقاط اتصال لوله های حامل اختلاف فشار از دو طرف صفحه اریفیس (Orifice Tapping) :
برای اتصال لوله های حامل اختلاف فشار از طرفین صفحه اریفیس به دستگاه جریان سنج در اثر تجربه و تحقیق نقاطی پیدا کرده اند . نکته قابل توجه این است که قطر لوله های حامل اختلاف فشار از D/10 ( D قطر داخلی لوله های حامل جریان) نباید بزرگتر باشد.

انواع نقاط اتصال :
1- D/2 , D
2- اتصال فلنجی
3-اتصال لوله ای
1- اتصال زاویه ای
2- اتصال صفحه ای
3- اتصال Vena – Contracta

سیال در حال جریان هنگامی که از دهانه تنگ صفحه اریفیس عبور می کند با اینکه دهانه اریفیس کمترین قطر را در راه عبور دارد ولی قطر مایع پس از عبور از دهانه باز هم کوچکتر شده و در فاصله ای آن طرفتر از صفحه اریفیس به حد اقل قطر خود می رسد به این نقطه اصطلاحا نقطه Vena Contracta می گویند. فاصله این نقطه تا صفحه اریفیس بستگی به نسبت d/D دارد هر چه این نسبت به یک نزدیکتر شود این نقطه نزدیکتر به صفحه تشکیل خواهد شد.
* محاسبات اریفیس ها
از اریفیس ها برای تنظیم شدت جریان یا فشار خط لوله استفاده می شود. کاربردهای اریفیس ها عبارتند از:
-1 تنظیم شدت جریان تحت یک افت فشار ثابت
* روی جریان Minimum Flow پمپ ها (RO-1)
* روی جریان تزریقی Purge Gas (RO-9)
* روی جریان تزریقی Flushing Oil (RO-2&3)
* روی جریان آب خنک کننده ورودی به تجهیزات دوار (RO-4)
* روی اتصالات نمونه گیر (RO-5)
* روی جریان Warming-up bypass توربین های بخار (RO-6)
-2 تنظیم فشار تحت یک شدت جریان ثابت
* روی جریان Vent تخلیه به اتمسفر (RO-7)
* روی جریان Steam Letdown (RO-8)
* روی جریان های Seal Gas از قبیل N2 و Fuel Gas (RO-17)
-3 سایر کاربردها
* توزیع جریان یکنواخت از هدر با بالانس کردن افت فشارها در هر شاخه (RO-10~13)
* برای پشتیبانی )بهبود کنترل پذیری سیستم یا کاهش نویز( شیر کنترل هایی که در معرض نویز هستند، به کار برده می شوند. (RO-14)
* به عنوان یک میکسر ساده اختلاط ) (Static Mixer استفاده می شود. (RO-15&16)
* جهت Instrument Tapping در سرویس های حاوی ترکیبات فرار و بخار شدنی (RO-18

محاسبات اریفیس ها در جریان های گاز
ابتدا باید به کمک معادله زیر معلوم شود جریان بحرانی یا غیر بحرانی است:

rc=
قطر اریفیس در جریان بحرانی از رابطه زیر محاسبه می شود :

d₀=
که در آن :
:C ضریب تخلیه از اریفیس است و از رابطه زیر محاسبه می شود:

C=0.8484 _0.099+0.1167_0.63

در این رابطه :
d₀:(ƒt),R=1546(ƒt.lb/lbmole.F),w:(lb/sec),k=Cᵨ/Cᵥ
g˛=32.17(ft/sec²), p₁,p₂:,T:( ͦR)

قطر اریفیس در جریان غیر بحرانی از رابطه زیر محاسبه میشود :
d₀=
k=0.5982+0.1941β_0.4981β²+1.3679 β³
Y=1_
Y=
p₀=p₁_
β= در جریان غیر بحرانی ابتدا با فرض مقداری برای  محاسبات را دنبال می کنیم و سپس با محاسبه قطر اریفیس مجددا  را محاسبه کرده و تکرار محاسبات را تا جایی ادامه میدهیم که مقدار  محاسبه شده با مقدار مرحله قبل یکی شود.
تصحیح اثر تغییرات دما و فشار
در اندازه گیری دبی گازها، در صورت تغییر دما و فشار خط، جرم حجمی گاز نیز تغییر می کند. یکی از روش های تصحیح اثرات این تغییرات، استفاده از فلو کامپیوتر است. در این روش، برای تصحیح اثر این تغییرات، بایستی علاوه بر اندازه گیری اختلاف فشار دو طرف اریفیس توسط ترانسمیتر اختلاف فشار، فشار و دمای خط نیز اندازه گیری شده و سپس توسط دستگاه فلو کامپیوتر، تصحیحات لازم برای تغییرات دما و فشار انجام می شود.

گلوگاه دارای صفحه ی اریفیس دار (Orifice PlateRestriction):
گلوگاه صفحه ای اریفیس دار یک صفحه ی فلزی نازک و دایره ای می باشد ، که در وسط آن سوراخی تعبیه شده است. اریفیس در لوله به صورتی واقع می شود که محور آن با محور لوله منطبق باشد. البته اریفیس هایی که هم محور با محور لوله قرار نگرفته باشند نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
مقطع خطوط جریان سیال پیش از اریفیس کم کم باریک می شود و این باریک شدن تا فاصله ی اندکی پس از اریفیس نیز ادامه دارد تا این که مقطع جریان سیال به حد اقل می رسد. از این نقطه به بعد سطح مقطع جریان سیال به تدریج افزایش پیدا می کند ، تا قطر لوله کاملا پر شود. در این وسیله فشار بعد از محل صفحه ی اریفیس دار با فشار اصلی (یعنی فشار پیش از نقطه ی جمع شدن خطوط جریان) هرگز برابر نمی شود.
در زمانی که سیال از یک صفحه ی اریفیس دار عبور می کند ، در اطراف لبه ی سوراخ صفحه ، ناحیه ای ایجاد می شود که اصطلاحا ناحیه ی راکد (Stagnant Zone) نامیده می شود و در این ناحیه به علت اختلاف فشار های موجود ، حالتی از برگشت خطوط جریان ایجاد می شود کهاصطلاحاجریانثانویهیاجریانگردابینامیدهمی شود. از آن جایی که سیال لزج (گرانروی) است و نیز حرکت جریان اولیه در خلاف جهت حرکت ثانویه است ، مقداری از انرژی جذب شده و در نتیجه قسمت قابل توجهی از فشار سیال افت می کند. در اثر تغییر در امتداد حرکت خطوط جریان سیال نیز افت فشار ایجاد می شود ، اما مقدار آن نسبت به افت فشار ناشی از جریان های برگشتی قابل ملاحظه نیست.
فشار های استاتیک P1 و P2 در قبل و بعد از صفحه ی اریفیس دار ، با استفاده از مجراهایی حس می شوند که در زاویه ی بین صفحه ی اریفیس دار و سطح داخلی لوله قرار دارند. این مجراها را "مجراهای حس کننده ی فشار یا مجراهای گوشه ای" Corner Taps می نامند ؛ البته ممکن است که این مجراهای حس کننده ی فشار در جایی غیر از گوشه ها نیز قرارگیرند. در طرح این گونه فلو متر ها نسبت قطر روزنه به قطر لوله را برای مایعات حدود 15/0 تا 75/0 و برای گازها حدود 02/0 تا 07/0 در نظر می گیرند. اریفیس ها با توجه به ماده ای که برای اندازه گیری آن به کار رفته اند ، در اشکال گوناگونی ساخته می شوند:
1- اریفیس پلیت متحدالمرکز: که سوراخ آن در وسط صفحه قرار دارد و برای گازها ، مواد نفتی سبک و بدون رسوب به کار می رود.
2- اریفیس پلیت خارج از مرکز: که سوراخ آن خارج از مرکز است و برای مواد نفتی رسوب دار و سنگین به کار می رود.
3- اریفیس پلیت قطعه ای (نیم دایره ای): که سوراخ آن خارج از مرکز و به صورت قطعه ای از دایره می باشد و کاربرد آن برای مواد رسوب دار است.
4- اوریفیس کریر(Orifice Carrier) : که می تواند انواع صفحه اریفیس را در خود جا دهد و آن فلنج دایره شکلی است که می توان انواع صفحه های اریفیس را با اندازه های مختلف به وسیله چند پیچ در محیط روی آن نصب نمود. چون سوراخهای اتصال برای لوله های حامل اختلاف فشار روی خود Carrier تعبیه شده احتیاج به فلنج سوراخ دار یا سوراخ کردن بدنه لوله حامل جریان نیست .
به طور عمده کاربرد اریفیس ها در یافتن دبی خروجی از مخازن و همچنین لوله ها می باشد. در ساخت اریفیس ها گاهی لبه ی آن ها را گرد و گاهی با لبه ی تیز می سازند. یک اریفیس با لبه های تیز در مسیر لوله باعث ایجاد انقباض فواره در پایین دست دهانه ی اریفیس می شود.
. اوریفیس متر اصولا مشابه با ونتوری متر عمل می کند، اما چند اختلاف مهم دارد:
* صفحه سوراخ دار آن را می توان با توجه به سرعتهای متفاوت جریانی سیال به راحتی تعویض نمود، در حالیکه قطر دهانه یا گلویی یک ونتوری متر ثابت و غیر قابل تعویض است.
* اوریفیس متر همواره دارای مقادیر افت فشار نسبتا بالاست که در اثر جریانات گردابی در پشت صفحه سوراخ دار و نزدیک دیواره داخلی لوله بوجود می آیند. در حالیکه یک ونتوری متر اجازه بوجود آمدن چنین گردابهایی را نمی دهد.
* در یک اوریفیس متر معمولا شیرهایی برای کنترل خروج جریان سیال وجود دارد که محل اتصال مانومتر نیز می باشد.
* u0=C0 (2gc (ρ1 – ρ2) h/ρ(1 – β4)1/2
β=Do/D
Do=قطر سوراخ اوریفیس متر و D=قطر لوله
br>gc=32.20ft.lbm/lbf.sec2
Co=ضریب تصحیح اریفیس متر
گلوگاه نازل دار (Flow NozzleRestriction):
گلوگاه نازل دار دارای مقطعی شبیه به یک زنگوله است ، یعنی دیواره ی آن از اطراف به تدریج جمع می شود تا به صورت یک گلوگاه در می آید و در انتهای آن استوانه ای شکل است. محور نازل نیز بر محور لوله منطبق است.مقطع نازل به گونه ای انتخاب می شود که مقطع خطوط جریان سیال پس از باریک شدن تقریبا همه ی گلوگاه را پر کند. بنابراین سطح گلویی را می توان با کمترین سطح مقطع سیال عبوری برابر فرض نمود.
جریان های گردابی ایجاد شده در اطراف نازل نسبت به جریان های گردابی صفحه ی اریفیس دار ، انرژی کم تری جذب می کنند و در نتیجه افت فشار کمتری ایجاد می شود. این نکته باید یادآوری شود که در صورت یکسان بودن افت فشار و دبی صفحه ی اریفیس دار و نازل ، صفحه ی اریفیس دار دارای مقطع گلویی بزرگ تری است. محل قرارگیری مجراهای حس کننده ی فشار در گلوگاه های نازل دار شبیه به گلوگاه اریفیس دار می باشد.
تشخیص عیوب در اریفیس مترها بر اساس اختلاف فشار
سومین اختلاف فشار سنج یا DP می تواند اختلاف فشار بین پایین دست و نزدیک به مانع موجود در مسیر راقرائت نماید.در شکل 2 از سومین اختلاف فشار سنج یا DPبعنوان یک وسیله اندازه گیری استفاده نمی گردد و از اعداد قرائت شده فقط بعنوان بررسی اختلاف فشارها استفاده می شود.
وجود سه اختلاف فشار سنج یا DP باعث می شود در هر کنتور اختلاف فشاری بتوانیم روشهای اساسی برای تشخیص عیب در دسترس داشته باشیم.بر پایه قوانین ساده فیزیکی هر کدام از DPها می تواند بصورت مستقل به شدت جریان ارتباط پیدا کند.بر همین اساس،هر کنتور اختلاف فشاری این توانایی را دارد که سه شدت جریان را بجای یک شدت جریان معمول پیش بینی و اعلام نماید.این سه پیش بینی شدت جریان می تواند بصورت مقایسه داخلی بعنوان قابلیت توانایی تشخیص عیب در کنتور مورد استفاده قرار گیرد.
یک راه رسیدن به توانایی تشخیص عیب،توجه به سه نسبت اختلاف فشار یا DP تولید شده می باشد.تمام کنتورهای اختلاف فشاری که عملکرد درستی دارند می باستی مقادیر معلومی از نسبتهای DP تولید نمایند.بنابراین،این مقادیر معلوم می تواند با مقادیر واقعی مورد مقایسه قرار گیرد.بنابراین،با قرائت این سه اختلاف فشار بجای یک اختلاف فشار که همیشه بطور سنتی قرائت می شد،شش کنترل تشخیصی می تواند صورت پذیرد برای مثال سه شدت جریان اندازه گیری شده و سه نسبت جریان با یکدیگر کنترل شود.این روشهای ترکیبی می تواند یک سیستم بسیار قوی توانایی تشخیص عیب در کنتورهای اختلاف فشاری را بدست دهد.

شکل 3
سیستم تشخیص عیب در کنتورهای اختلاف فشاری تنها زمانی مفید و سودمند خواهد بود که یک بهره بردار متوسط نیز به آسانی بتواند از آن استفاده نماید.بنابراین،این مساله بسیار مهم است که سیستم تشخیص عیب در صنایعی که مورد استفاده قرار می گیرد،قابل فهم برای بهره برداران آن باشد بطوریکه نیاز به مهارت های خاص و یا آموزشهای اساسی نداشته باشد.به همین دلیل یک نمودار گرافیکی بسیار ساده برای نمایش نتایج سیستم تشخیص عیب منتشر شد.سه عدد DP سه جفت اختلاف فشار تولید می نماید،هر جفت دو کنترل سیستم تشخیص عیب برای مقایسه شدت جریان و نسبت DP دارد.بنابراین،دو کنترل برای هر جفت DP می تواند توسط یک نقطه بر روی نمودار گرافیکی نمایش داده شود(با دو مختصات).
بنابراین،سه جفت DP سه نقطه بدست می دهد.یک جعبه به حول مبدا مانند گراف شکل 3 ترسیم می گردد.این جعبه محدوده مورد قبول کار کنتور را نشان می دهد.اگر کنتور بدعمل کند یک یا چند نقطه از جعبه ترسیم شده خارج شده آلارم خطر کنتور عمل می کند.
در سال 2008 سیستم تشخیص عیب DP در چندین کنتور اختلاف فشاری در CEESI مورد تست قرار گرفت.شکل 4 یک کنتور ونتوری 4 اینچ با نسبت بتای 6/0 را در تاسیسات گاز مرطوب CEESI در شرایط آزمایش و تست نشان می دهد.شکل 5 یک کنتور مخروطی(cone meter)4 اینچ با نسبت بتای 6/0 را در بلودان هوای CEESI در شرایط تست نشان می دهد.توجه داشته باشید که هر دو دارای شیر فشار در پایین دست می باشند.برای آنکه تمام کنتورهای اختلاف فشاری درست عمل نمایند سیستم تشخیص عیب عملکرد درست را تعیین می نماید مانند تمام نقاطی که درون جعبه قرار گرفته اند.(شکل 3).

شکل 4

شکل 5

به غیر از اریفیس متر،تمام پارامترهای تشخیص عیب برای تمامی کنتورهای اختلاف فشاری با یک کالیبراسیون که برای عملکرد در شرایط استاندارد کنتورهای اختلاف فشاری نیاز بود،بدست آمد.با تمام این توضیحات لکن اریفیس متر یک مورد خاص بود.استانداردهای بین المللی(مانند ISO,ASME,API,AGA,…)اطلاعات کافی در اختیار ما قرار می دهند و در این خصوص تمام پارامترهای مورد نیاز سیستم تشخیص عیب که اریفیس متر نیاز دارد از این استانداردها می تواند استخراج گردد.به همین دلیل اریفیس متر نباید برای بدست آوردن سیستم تشخیص عیب کالیبره گردد.بطور مهم،این به این معناست که تمام اریفیس مترها که به همراه یک شیر فشار در پایین دست جریان هم اکنون مورد استفاده قرار می گیرند می توانند با یک سیستم تشخیص عیب به روز شوند.
بطور معمول،هیچ برنامه ای برای سیستمهای تشخیص عیب کنتورهای اختلاف فشاری بدون تعریف حالتهای معیوب متداول در کنتورها و چک کردن عکس العمل سیستم تشخیص عیب در این حالتها نمی تواند بسط و گسترش یابد.بعد از اینکه مشخص شد که سیستم تشخیص عیب می تواند حالت درست کارکرد را در زمان عملکرد بد کنتور(خطای)نشان دهد عملکردهای بد(خطای)کنتور در حالتهای مختلف به سیستم معرفی می گردد.شکلهای 6 و 7 و 8 سه نمونه مختلف از تست سیستم تشخیص عیب را برای کنتورهای اختلاف فشاری نشان می دهد.

شکل6

شکل7

شکل8
شکل 6 نشان دهنده نتایج سیستم تشخیص عیب در یک اریفیس پلیت تا شده که خطای منفی در شدت جریان ایجاد کرده می باشد.
شکل 7 نشان دهنده نتایج سیستم تشخیص عیب در یک کنتور مخروطی در حالتی که یک پیچ در آن گیر کرده است می باشد که ایجاد خطای مثبت نموده است.
شکل 8 نشان دهنده نتایج سیستم تشخیص عیب در جریان گاز مرطوب در حالتی است که شدت جریان گاز مرطوب از شدت جریان تعریف شده برای کنتور ونتوری بیشتر می باشد.اینها تنها نمونه هایی اتفاقی از مجموع تستهای بسیار زیادی که انجام شده است می باشد.دامنه وسیعی از کارکرد اشتباه کنتورهای اختلاف فشاری وجود دارد که سیستم تشخیص عیب آنها را در شرایط تست شناسایی کرده است.
نتیجه گیری
کنتورهای اختلاف فشاری برای مدت زمان بسیار طولانی حتی زمانی که سیستمهای تشخیص عیب نیز نداشتند در صنعت بسیار مورد توجه و معروف بوده اند.موارد بسیار زیادی مطرح شده بود که کنتورهای اختلاف فشاری نمی توانند سیستم تشخیص عیب داشته باشند زیرا قادر نیستند اطلاعات کافی برای تجزیه و تحلیل عملکرد کنتور رادر اختیار قرار دهند.به هر حال،اکنون یک سیستم ساده و در عین حال قدرتمند برای تشخیص عیب وجود دارد که تنها با اضافه کردن یک پورت فشار و DP Transmitterبدست می آید.با توجه به این مطالب،دانسته شد که تمام کنتورهای اختلاف فشاری نباید فقط بعضی سیستمهای تشخیص عیب را داشته باشند بلکه باید تمام سیستمهای تشخیص عیب جامع و قدرتمند که می توانند رقیب قابلیتهای هر سیستم تشخیص عیب مدرن و پیشرفته باشند را دارا باشند.
تا این اواخر افراد بسیار زیادی در صنایع نفت و گاز بودند که تصور می کردند کنتورهای ساده اختلاف فشاری که برای بیش از یک قرن در صنایع بخوبی کاربرد داشته اند می بایستی از چرخه خارج شوند.به هر حال،با اضافه شدن یک سیستم تشخیص عیب ساده و در عین حال قدرتمند این باور در کنفرانسهای بزرگ نفت و گاز بطور جدی مورد چالش قرار گرفته است.

* جریان سنج های توربینی
در جریان سنج توربینی روتور پره داری به طور محوری در جریان آویزان است و با آهنگ متناسب با سرعت سیال میچرخد.در بعضی مدل ها، پره های روتور از ماده ای مغناطیسی ساخته شده اند که ولتاز متناوبی را در کویل پیکاف سیگنال القا میکند.در طرح های دیگر، آهنگ چرخش توسط پیکاف فرکانس رادیویی،با یک سیگنال حامل با فرکانس زیاد که توسط پره های چرخان مدوله میشود، آشکار میشود.جریان سنج توربینی در شرایط مناسب خیلی دقیق اند، اما شکننده اند و هزینه تعمیر و نگه داری آنها زیاد است.

کنتورهای توربینی از نوع محاسباتی می باشند که کاربرد آنها از دهه ی 1960 آغاز گردیده و با بهبود فن آوری آنها،بیشتر مقبول شرکتها گردیده اند.این کنتورها با اندازه گیری سرعت هر روتور تیغه دار که داخل جریان شناور می باشند،دبی جرمی جریان را تعیین میکنند.
سرعت گردشی روتور متناسب با دبی جرمی می باشد.برای مواد نفتی،دبی حجمی برابر با حاصلضرب سطح مقطع عبوری جریان و سرعت روتور می باشد که ضریب اندازه گیری،اعمال گردیده و تصحیحات دمایی و فشاری صورت می گیرد.روش محاسبه برای گاز طبیعی همانند فوق می باشد،تنها با این تفاوت که خاصیت تراکم پذیری نیز بایستی در نظر گرفت.
عملکرد کنتورهای توربینی در موردی که دبی جریان یکنواخت بوده و خواص سیال همساز باشند(چگالی و لزجت تغییر نکنند)عالی می باشد.در واقع این کنترها خواهان جریان هموار و مستقیم می باشند و لذا قبل از ورود نفت یا گاز طبیعی به این کنترها و نیز بعد از ترک جریان،از لوله مستقیم استفاده می شود.در صورتی که فضای کافی برای نصب لوله ی مستقیم موجود نباشد.از تیغه های هموار ساز (لوله های کوچک داخل خطوط با قطر بیشتر)استفاده میگردد.
از این نوع کنترها برای استفاده جهت LIQUID SERVICE و نیز GAS SERVICE مورد استفاده قرار میگیرند.
مزایا جریان سنج توربینی :
o ابعاد کوچک و وزن کمی دارند.
o بسیار خطی و تکرارپذیر هستند.
o نسبت به سایر انواع فلومیتر ارزانترند.
o به علت محدود بودن قطعات مکانیکی به تعداد دفعات تعمیر کمی نیازمند می شوند.
o با قابلیت خروجی پالس دوگانه یکی از قابل اعتماد ترین فلومیتر ها هستند.

معایب جریان سنج توربینی :
o در سرویسهای عملیاتی با سیال با ویسکوزیته بالا بازه عملکردی پایینی دارند.
o عملکرد آنها بسیار وابسته به گرانروی سیال است.
o تنها برای جریانات کاملاً تک فازی مناسب هستند.
o به پروفایل جریان بالادست بسیار وابسته اند

* کنتور گاز توربینی FLUXI 2000/TZ
کنتور های توربینی کنتور هایی هستند که در مسیر جریان گاز قرار می گیرند و برخورد گاز به پره کنتور باعث چرخیدن پره می شود . این سرعت چرخشی توربین که متناسب با سرعت خطی گاز است به صورت مکانیکی به شماره انداز از طریق کوپلینگ مغناطیسی انتقال داده می شود . کنتور های FLUXI 2000/TZ برای اندازه گیری گاز طبیعی و گازهای غیر خورنده در رنج های فشاری متفاوت در کلاس های 150 ، 300 و 600 طراحی شده اند . کنتور های FLUXI 2000/TZ برای استفاده در تمامی موارد مربوط به توزیع در شبکه های گاز تایید شده می باشند.

این نوع کنتور از پنج قسمت اصلی تشکیل شده است :
• بدنه اصلی کنتور توربینی .
• هدایت کننده و مستقیم کننده جریان برای پایدار شدن و تسریع جریان گاز قبل ازبرخورد به پره توربین.
• بخش اندازه گیری شامل پره توربین .
• کوپلینگ مغناطیسی برای انتقال چرخش از پره توربین به شماره انداز.
• شماره انداز برای ثبت مقدار گاز مصرفی .
شماره انداز :
• شاخص 9 رقمی برای ثبت مقدار مصرف گاز ( یک رقم بیشتر از حالت استاندارد)
• داشتن زاویه 45 درجه شماره انداز برای راحتی و سهولت در قرائت
• داشتن قابلیت چرخش در جهت های مختلف
• قابلیت نصب cyble sensor در هر زمان
• مجهز به رطوبت گیر در شماره انداز
• مجهز به دیسک انعکاس دهنده ی نور بر روی رقم اول
• مجهز به دیسک نوری جهت تسهیل در کالیبراسیون دوره ای
انتقال دهنده ها :
cyble sensor-1 میتواند در زمان مونتاژ یا در هر زمانی پس از مونتاژ بر روی سیستم نصب گرددcyble sensor این امکان را می دهد که جریان های برگشتی احتمالی کنترل شود.
2_ فرکانس پایین (LF) : عدد رید سوییچ مطابق با استاندارد بر روی تمامی سایزها نصب شده است که به ازاء یک دور چرخش رقم اول شماره انداز ، یک پالس انتقال می دهد .
رید سوییچ محافظ (AT) :این وسیله جهت محافظت در برابر دستکاری بر روی تمامی سایزها قرار گرفته است .
3- فرکانس میانی (MF) :به ازای عبور هر پره MF یک پالس انتقال داده می شود .
4- فرکانس بالا (HF) :قابلیت نصب سه نوع انتقال دهنده پالس را دارد . دو عدد بر روی پره توربین کهبهاصطلاح HF3 نامیده می شود و به ازای عبور هرتیغه پره از جلوی سنسور یک پالس می دهد . یک عدد بر روی سطح وسط پره که به ازای هر سوراخ روی پره یک پالس میدهد و به اصطلاح HF2 نامیده میشود .
5_ درایو مکانیکی : شماره انداز می تواند به درایو مکانیکی مجهز شود این درایو بر اساس استاندارد EN 12261 طراحی گردیده است.
پمپ روغن :
یک پمپ روغن که کار روغن کاری بلبرینگ اصلی را انجام می دهد بر روی دستگاه نصب میگردد و روغن کاری کنتور زمانی که تحت فشار هست را ممکن می سازد.
پره توربین:
این وسیله یکی از مهم ترین و حساس ترین قسمت های کنتور جهت اندازه گیری با دقت بالا در رنج فشارهای متفاوت است . پره توربین میتواند از آلومینیوم یا از پلی استال برای DN≤200ساخته شود.بسته به Grate های مختلف زاویه پره میتواند 45 یا 60 درجه باشد.
پره توربین در زاویه 60 درجه از سرعت بیش از حد پره جلوگیری میکند.
در حالتی که کنتور با HF3 درخواست گردد، پره باید از جنس آلومینیوم باشد.برای استفاده در فشار بالا یا برای اندازه گیری گازهای کثیف نیز پره آلومینیوم پیشنهاد میشود.
استرایز :
این قطعه برای یکنواخت کردن و هدایت جریان گاز به سمت پره توربین طراحی شده است و طراحی این قطعه بر اساس EN 1261انجام شده که دو نوع تست جریان های مغشوش را در حد نیاز و کم پالس می کند .
تمامی سایزهای کنتور توربینی در حالت تست اختشاش کم جریان گاز فقط در ورودی به اندازه 2DN طول سیستم نیاز دارند و در خروجی نیازی به طول مستقیم خروجی نیست .
برای سایزهای سه تا شش اینچ برای جریان های مغشوش در حد زیاد ، نیازی به تجهیز اضافه ای غیر از اندازه2DN طول سیستم در ورودی را ندارد و در خروجی نیز طول مستقیم نیاز ندارد .
برای سایزهای هشت تا بیست اینچ در شرایط جریان های مغشوش در حد زیاد اگر بخواهیم در ورودی از طول مستقیم 2DN استفاده کنیم باید از فلوکاندیشنر در ورودی کنتور استفاده کنیم .

تغییرات در شماره انداز در ورژن های مختلف :
با توجه به اینکه فاصله بین بدنه و چرخ ها و شیشه شماره انداز زیاد است ، قرائت کنتور در دمای پایین بدون مشکل انجام می شود.
محل سنسور فشار :
این وسیله این امکان را می دهد که فشار گاز در نقطه ی مرجع اندازه گیری شود که به صورت استاندارد بر روی دستگاه نصب شده است.
ترموول :
ترموول این امکان را می دهد که دمای گاز اندازه گیری شده در نقطه ی مرجع ، خروجی کنتور خوانده شود . کنتور ها می توانند دو جایگاه ترموول داشته باشند که بر اساس سفارش ، این دو جایگاه بر روی کنتور نصب می گردد . پس از نصب ترموول نیازی به کالیبراسیون مجدد کنتور نیست.

یکنواخت کننده جریان :
فلو کاندیشنر صفحه ای فلزی است با سوراخ های منظم که بسته به سایز و کدهای کنتور طراحی می گردند .
برای سایزهای 2 تا 8 اینچ بین دو فلنج بر روی ورودی کنتور نصب می شود . و برای سایزهای 8 تا 20 اینچ این قطعه می تواند مستقیما داخل فلواستراگنر نصب شود . که برای این مورد هیچ فلنج اضافی نیاز نیست.

ویژگی های انتقال دهنده :

انتقال دهنده LF شامل دو رید سوییچ و به صورت NORMALLY OPEN می باشد که بوسیله مغناطیسی که در اولین رقم شماره انداز نصب شده فعال می شود.
انتقال دهنده های محافظ دستگاه (AT ):
شامل یک رید سوییچ و به صورت NORMALLY CLOSE است که وقتی در اثر شار مغناطیسی فعال گردد، باز می شود .تمامی خاصیت های الکتریکی آن شبیه انتقال دهنده های LF است.
* جریان سنج ها با جابه جایی مثبت :
کنترهای جابه جایی مثبت از نوع کنتورهای اندازه گیری مستقیم می باشند.آنها مشابه ورودی گردان هتلها یا فروشگاه ها عمل میکنند.جریان به بخش های نا پیوسته تفکیک گردیده و با گردش بخش های یا محفظه ها،شمارش آنها صورت میگیرد.با جمع کردن بخش ها،حجم کل مشخص میگردد.
این کنترها عملکرد خوبی در خطوط نفتی دارند،ولی در مورد گاز طبیعی(یا هر گاز دیگر)این مطلب درست نیست.با عبور جریان گاز از کنترهای جا به جایی مثبت،تمایل به کاهش فشار در گاز بوجود می آید که موجب چرخش اضافی کنتور میگردد.برای اینکه چنین مشکلی در خطوط نفتی رخ ندهد،بایستی فشار به میزانی بیشتر از فشار بخار سیال تامین گردد.در اغلب مواقع،افت اصطکاکی یا ارتفاع عبوری سیال از کنتور،جهت تامین این فشار کافی می باشد.در برخی موارد نیز برای اطمینان از اینکه تبخیر صورت نگیرد،از شیر فشاری استفاده میشود.این کنترها به عنوان ابزار اندازه گیری متداول و استاندارد در خطوط لوله نفتی بوده و هستند.
بسیاری از پمپ ها و دمنده های با جابه جایی مثبت را میتوان به صورت جریان سنج مورد استفاده قرار داد، و برای این منظور باید تعداد دفعاتی را که محفظه متحرک پر و خالی میشود شمارش کرد.اتلافات اصطکاکی باعث افت فشار سیال میشوند.اگر چه بعضی مدل ها آهنگ جریان را نشان میدهند، بیشتر این وسایل حجم کلی سیالی را که از ماشین گذشته است نشان میدهند.دیسک با رقص محوری، پیستون نوسان کننده، پره لغزان، و انواع دیگر جریان سنج های با جابه جایی مثبت در دسترس اند.این وسایل خیلی دقیق اند و برای گازها و مایعات تمیز، و حتی مایعات ویسکوز، به کار میروند؛ در حقیقت هر چه ویسکوزیته بیشتر باشد،عملکرد بهتر است.این جریان سنج ها را برای دوغاب و مایعات کثیف نمی توان به کار برد.آنها نسبتا گران هستند و هزینه کارکرد آنها زیاد است.
اساس کار این نوع دبی سنج ها ، محاسبه دبی جریان حجمی جریان بامحصور کردن مقداری از سیال در یک مخزن و سپس تخلیه سیال به خروجی می باشد .حجم کلمایع عبوری از این وسیله در یک پریود زمانی از حجم سیال نمونه گیری شده و تعدادنمونه گیری ها بدست می آید . دبی سیال مستقیما توسط یک ماشین محاسبه گر گزارش دادهمی شود. هر مخزن متحرک با سیال توسط آب بند های باریکی از مخزن بعدی جذا شده است.نیروی مورد نیاز دبی سنج های جابجایی مثبت از انرژی جریان بدست می آید .
این نوعدبی سنج ها به دلیل داشتن قطعات متحرک زیاد برای پساب ها مناسب نمی باشند. موارداستفاده آنها در کل در سیالات یک طرفه مانند اندازه گیری آب یا گاز طبیعی یا توزیعسوخت نفتی می باشد . نشتی حول دنده ها و پره ها باعث ایجاد خطا در اندازه گیری دبیجریان می شود ولی سیالات ویسکوز این خطا را کاهش می دهند. برای عملکرد دقیق آنها بهیک مکانیسم تصفیه و یا خازن الکتریکی جهت دفع هوای مایعات ( یایکصافیتصفیهگاز)نیاز می باشد ولی در کل نشتی زیاد سیال از صفحات آب بندی ، دقت آنها نسبت به دیگردبی سنج ها کاهش داده است. شکل زیر چندین مدل از این نوع دبی سنج را نشان میدهد.
مزایا جریان سنج جا به جایی مثبت :
o بسیار خطی و تکرارپذیر
o کمترین حساسیت نسبت به تغییر ویسکوزیته
o قابل استفاده برای سیالات با ویسکوزیته بالا
o کمترین حساسیت به رژیم جریان بالادستی
o قابلیت کار کرد به صورت 100 % مکانیکی
معایب جریان سنج جا به جایی مثبت :
o معمولاً بزرگ و سنگین هستند افت فشار بالایی دارند.
o بخاطر تعدد قطعات مکانیکی قیمت نسبتاً بالایی دارند.
o دفعات تعمیرات بیشتری نیاز دارد.
o احتیاج به روغن کاری توسط سیال عبوری دارند
o نسبتاً پر سر و صدا هستند.

* کنترهای التراسونیک :
کنترهای التراسونیک با استفاده از سرعت جریان،سطح مقطع کنتور و چگالی سیال،دبی جرمی را محاسبه میکنند.عملکرد این کنتورها با ارسال امواج یا پالسهای صوتی و فرکانس بالا از فرستنده ای در یک سمت لوله به گیرنده ای در سمت دیگر صورت می پذیرد.سرعت جریان عبوری،تعیین کننده مدت زمان سیر پالس در دو سمت لوله می باشد.کنتورهای التراسونیک دارای چندین فرستنده و گیرنده می باشند که پیرامون کنتور تعبیه می گردند.هر فرستنده به طور متناسب پالسهایی ارسال می دارد و نتایج توسط رایانه ها متوسط گیری می شوند تا جواب دقیق حاصل گردد.
کنتورهای التراسونیک نسبت به سایر کنتورها،از چندین مزایا برخوردارند.این کنترها مزاحم عبور سیال نبوده و هیچ مانعی در برابر جریان بوجود نمی آورند.آنها قطعات متحرک نداشته و افت فشار اضافی تحمیل نمی کنند.به هر حال چالش اصلی در این کنتورها زمان سنجی و اندازه گیری دقیق پالسها می باشد.از معایب این کنتورها نیز ناتوانی در اندازه گیری سیالات با خواص متغیر(مثلا چگالی)می باشد.

فلومترهای التراسونیک از لحاظ کارکرد به دو دسته اصلی تقسیم میشوند:transient time و فلومترهای Doppler به طور کلی در اندازه گیریهای دقیق خصوصا در گازها از روش transient time استفاده میشود که اساس آن بر اندازه گیری دقیق زمان استوار است.از لحاظ کاربرد نیز فلومترهای آلتراسونسک به فلومترهای اندازه گیری گاز و مایع قابل تقسیم هستند.
در فلومترهای آلتراسونیک ،سیگنالهای آلتراسونیک توسط ترانسدیسرهائی که در اطراف بدنه فلومتر قرار دارند تولید و بدرون سیال در حال حرکت منتقل میشوند. در روش transient time مدت زمان رفت و برگشت سیگنال در درون سیال time of flight اندازه گیری گردیده و فلومتر بر اساس اختلاف زمان رفت و برگشت امواج بین دو سنسور ،سرعت سیال را محاسبه مینماید.در واقع زمان رسیدن امواج کوتاهتر شده و زمانیکه جهت حرکت امواج سیال باشد زمان رسیدن امواج به سنسور مقابل طولانی تر خواهد بود.
از پارامترهای مهم در انتخاب فلومترهای التراسونیک ،جنس ترانسدیوسرها ، مقاومت نسبت به ذرات مزاحم درون سیال ،عدم تاثیر بدنه بر روی اندازه گیری ، محدوده دما و فشار فلومتر و … میباشد.
در انتخاب فلومتر آلتراسونیک موارد زیر را در نظر داشته باشید :
1_ رنج فول
2_ فشار خط
3_ نحوه نصب
4_ چگالی یا ویسکوزیته سیال
5_ پرتابل یا ثابت بودن دستگاه
6_ وجود ذرات ناخالص در سیال
مزایا جریان سنج اولتراسونیک :
o وسیله مکانیکی متحرک ندارند.
o افت فشار نزدیک به صفر دارند.
o در صورت عبور ناگهانی ذرات جامد،احتمال آسیب دیدگی پایین دارند.
o نسبت به سایر فلومیترها اطلاعات بیشتری از وضعیت جریان خط لوله به کاربر می دهند.
o مناسب برای سرویس گاز خشک و گاز نم دار می باشند.
o دامنه شدت جریان بالایی را دارند.
معایب جریان سنج اولتراسونیک:
o با تغییرات کوچک ویسکوزیته نیز نیازمند کالیبراسیون مجدد هستند.
o ذاتاً فلومیترهای با تکرارپذیری ضعیف هستند.
o معمولاً به حجم های پرور بزرگ احتیاج دارند.
o به وضعیت رژیم جریان و پروفایل جریان بالادست بسیار وابسته اند.

* فلومترهای اولتراسونیک گاز :
تئوری عملکرد :
کار فلومتر اولتراسونیک گاز بر این اصل استوار است که پالس اولتراسونیک در مسیر جریان گاز،سریع تر از مسیر خلاف جریان طی طریق میکند.برعکس این پالس ها در جهت حرکت به بالادست کندتر حرکت می کنند.هر چقدر تفاضل این دو زمان بیشتر باشد نماینده عبور سیال بیشتر است.

V=
tᵤ=

t

: سرعت گازV
:سرعت صوت در گازC
:طول مسیر حرکت پالسL
:قطر لولهD
:زمان طی طریق پالس در جهت بالادستTu
: زمان طر طریق پالس در جهت پایین دستTd

استفاده از فناوری پیشرفته ما را قادر میسازد که تفاضل زمانی بسیار کوچک را اندازه گیری کنیم.این تفاضل زمانی ممکن است تا حد 1میلی متر بر ثانیه کوچک باشد.از انجا که فلومترهای اولتراسونیک بر خلاف روش های دیگر اندازه گیری از انرژی جنبشی گاز برای کار کردن خود استفاده نمیکنند.کمترین جریان گاز را می توانند اندازه گیری کنند.در نتیجه دامنه پذیری این نوع جریان سنج بسیار بالا (بیش از 50:1)بوده و بدون افت فشار گاز کار میکنند.ترکیب امتیازات اندازه گیری دو جهته در دامنه پذیری بالا و نیاز به فضای کم برای نصب،فلومتراولتراسونیک را جریان سنج مناسبی برای مبادلات پولی ساخته است.
فلومترهای اولتراسونیک گاز به این دلیل مورد استقبال فراوان قرار گرفته که برتری زیادی نسبت به روش های متداول مثل صفحه های روزنه ای،ونتوری،توربینی،ورتکس یا دورانی دارند مانند نداشتن قطعات متحرک،قابلیت اندازه گیری گاز خشک و گاز مرطوب با دامنه پذیری وسیع و بالاترین دقت مناسب برای انتقالات حقوقی و پولی.

با توجه به دقت مورد نیاز ،فشار و دما و شرایط گاز (خشک،مرطوب،مشعل کارخانه) نوع فلومتر اولتراسونیک را انتخاب میکنند.

دلایل گزینش فلومترهای اولتراسونیک :
انتخاب فلومترهای اولتراسونیک تاثیر عمده بر سرمایه گذاری اولیه دارد.ترکیب امتیازات دامنه پذیری بالا و فضای محدود نصب قبل و بعد از فلومتر در این نوع جریان سنج برتری فوق العاده آن را بر جریان سنج های روزنه ای نمایان می سازد.در تاسیسات دریایی که کاهش هزینه سرمایه گذاری اولیه ،هزینه تعمیرات و نگهداری آن نیز به حداقل میرسد و ضریب اعتماد آن بالاست.
چون فلومترهای اولتراسونیک باعث افت فشار گاز در خط لوله نمی شوند،هزینه تقویت فشار که بالغ بر 100000دلار در سال برای هر خط اندازه گیری است صرفه جویی میشود.بدلیل عدم وجود قطعات فرسوده شدنی،هزینه تعمیر و نگهداری به شدت پایین می آید.علاوه بر همه این ها،با استفاده از شبکه اینترنت امکان نظارت بر کار فلومتر و عیب یابی آن از راه دور نیز میسر می شود.گزینه دیگر امکان تعویض مبدل ها بدون تخلیه خط از گاز است.

دلایل گزینش فلومترهای اولتراسونیک ساخت الستر _اینسترومت :
چون در این نوع فلومترها از شبکه اولتراسونیکی منحصر به فردی استفاده می شود امکان انالیز کل سطح مقطع لوله میسر می شود.ودر نتیجه سرعت محوری و پیچشی با دقت بالایی انالیز می شود.و در نتیجه جبران سازی در حد بالایی برای اثرات شرایط نصب میسر می شود.
به دلیل فناوری انعکاسی طول مسیر سیگنال در حد قابل توجهی و معادل فلومترهای 12 مسیره متعارف افزوده شده و در نتیجه سرعت جریان گاز با دقت بیشتری اندازه گیری می شود.
در اغلب کاربردهای انتقال حقوقی دقت مورد نیاز5.%از حد اندازه گیری اعلام می شود.برای تحصیل چنین دقتی با سه مسیر اولتراسونیک شامل دو مسیر با دو انعکاس و یک مسیر با یک انعکاس طراحی شده است.مسیرهای دو انعکاسی یکی در جهت عقربه های ساعت و دیگری خلاف ان برقرار میشود تا امکان قدرت پیچش همراه با سرعت گاز را بتواند اندازه گیری نماید.برای محل هایی که محدودیت طول مطرح باشد مثل بعضی از ایستگاه های اندازه گیری و تقلیل فشار و تاسیسات دریایی مناسب است.دارای بالاترین درجه عیب یابی و کمترین حد عدم قطعیت می باشد.

نسل جدیدی از فلومترهای اولتراسونیک گاز :
این فلومتر دارای بدنه ای جمع و جور بوده و مبدل ها عمود بر صفحه (بر خلاف روش های متداول زاویه دار)نصب میشود.این مدل برای اندازه گیری های 4 و بالاتر طراحی شده و مناسب انتقالات حقوقی گاز میباشند.پیره بندی مسیرهای اولتراسونیک بر اساس اصل پذیرفته شده انعکاسی،شامل مسیر تک انعکاسی و دو انعکاسی از مرکز لوله است.مبدل ها در بالای دستگاه به منظور دسترسی و تعمیرات راحت تر قرار میگیرند.
قرار گرفتن مبدل ها در بالای دستگاه ، امکان جمع شدن قطرات مایع در غلاف مبدل ها را غیر ممکن می سازد.در نتیجه این نوع فلومتر در گازهای مرطوب عملکرد مطلوبی دارند.گزینه دیگر در این نوع فلومتر امکان تعویض مبدل ها در شرایط عملیاتی است.استفاده از ابزار ویژه (که برای این منظور طراحی شده) امکان بیرون کشیدن مبدل بدون نیاز به تخلیه فلومتر از گاز را میسر میسازد.زاویه ارسال سیگنال در روی خود مبدل قرار گرفته است.این مساله باعث کاهش زمان ساخت فلومتر و هزینه تولید آن شده است.یک قفل مکانیکی امکان تراز مبدل بعد از نصب یا تعویض را میسر میسازد.

فرکانس اولتراسونیک در این نوع فلومتر به 200کیلوهرتز افزایش داده شده تا کیفیت برتری از نسبت سیگنال به نویز تولید شده در رگولاتورها کمتر حساس باشد.

هر کدام از شیوه های اندازه گیری برای کارکردن نیاز به شرایط ویژه ای دارند.صفحه های روزنه ای و فلومترهای ورتکس نیازمند جریان یک دست می باشند.
فلومترهای جابه جایی مثبت متعارف،تولید ضربان بسامد در فرکانس پایین میکنند که میتواند در کار فلومترهای توربینی خلل وارد سازد.فلومترهای اولتراسونیک ممکن است تحت تاثیر امواج فرکانس بالا که توسط شیرهای رگولاتورها تولید میشود قرار گیرند.
شرکت الستر_اینسترومت برای ایمن سازی فلومترهای اولتراسونیک از تداخل نویز اقدامات وسیعی انجام داده است.همزمان با این فعالیت ها مدلی را ابداع کرده اند که میتواند حضور نویز را در دستگاه های اندازه گیری و تقلیل فشار پیش بینی نماید.در اصل فشار صوتی تابع سرعت گاز و افت فشار در رگولاتور میباشد.
سیگنال خروجی فلومتر اولتراسونیک شامل سیگنال سریال دیجیتال میباشد که به فلو کامپیوتر به صورت متداول متصل می شود.اطلاعات سریال شامل اقلام اندازه گیری و تشخیصی می باشد.انواع خروجی های دیگر شامل فرکانس آنالوگ نیز قابل دسترسی است.شرایط خط اندازه گیری قبل و بعد از دستگاه میبایستمطابق استاندارد های -9ISO CD 17089,AGA میباشد.

اغلب مشتریان از شرکت الستر_اینسترومت میخواهند که برای طرح دقیق ترین ایستگاه های اندازه گیری راهنمایی شوند.اگر چه فلومتر اولتراسونیک ساخت این شرکت طوری طراحی میشود که بتواند با شرایط آشفته هماهنگ شوند اما توصیه می شود که در شرایط جریان که به سختی تحت کنترل در می آید،از بهساز جریان توصیه میشود که این وسیله در زمان کالیبراسیون جریان به فلومتر متصل شده و آنگاه کالیبراسیون انجام شود.
در صورت تغییرات شدید دمای محیط،توصیه میگردد که فلومتر در زیر سایه بان قرار داده شود و در صورت دمای فوق العاده پایین از گرم کننده ها استفاده گردد.اثرات ضرائب انبساط در فلومتر را میتوان در فلوکامپیوتر اصلاح کرد.

دقت ساخت فلومتر اولتراسونیک بستگی به دقت ساخت ابعاد قطعه بدنه فلومتر و دقت اندازه گیری پروفایل جریان دارد.شرکت الستر_اینسترومت،به منظور تامین بالاترین دقت ممکن در کارخانه خود از یک ماشین 6 محوره استفاده میکند که با وسیله آن ساخت با 100/1 دقت در هر میلی متر میسر میشود.
در مرحله آزمایش های پذیرش در کارخانه ،فلوکامپیوتر را از گاز نیتروژن تحت فشار پر میکنند در این حال سرعت صوت به صورت جداگانه در تمام مسیرها اندازه گیری می شود،با کالیبراسیون خشک در فلومترهای چند مسیره میتوان به دقت 5. % +_ دست یافت.
به طور کلی برای نقل و انتقال قانونی گاز کالیبراسیون در فشار بالای عملیات ضرورت دارد،که بایستی مطابق نزدیک ترین شرایط عملیاتی صورت پذیرد.اجراء این نوع آزمایش در اروپا و شمال امریکا میسر است.بزرگترین ایستگاه کالیبراسیون در کانادا با ظرفیت 3 میلیون متر مکعب در ساعت در طول سال فعال است.بعد از این آزمایش عدم قطعیت فلومتر به 3.%+_ میرسد.

رویه مختلفی برای ارزیابی صحت عملکرد فلومترها در ایستگاه های اندازه گیری متداول است.در برخی از ایستگاه ها،از یک فلومتر بعنوان مرجع مقایسه با سایر فلومترها استفاده میشود.در برخی دیگر از ایستگاه ها هر فلومتری با یک فلومتر دیگر (از نوع توربینی یا اولتراسونیک) سری شده و پیوسته با هم مقایسه می شوند.
چنین سرمایه گذاری برای ایستگاه های اندازه گیری کوچک معمولا به صرفه نیست.در این موارد از فلومتر مرجع استفاده می شود که به صورت برنامه منظم با سایر فلومترها سری گشته و مقایسه می شوند.
در ایستگاه های اندازه گیری بزرگ نفت ،روش متداول استفاده از آزمایشگر روی خط موجود است … از این نوع آزمایشگر به صورت منظم برای ارزیابی کنتورها استفاده می شود و دارای این مزیت است که عوامل محیط نصب در آن رعایت شده است.آزمایشگرهای پیستونی دورانی اینسترومت مناسب چنین منظوری است که در ایستگاه های نقل و انتقال قانونی مورد استفاده قرار گیرد.این آزمایشگر از فلومترهای جابه جایی مثبت دورانی پیستونی تشکیل شده که فارغ از فشار و عوامل نصب است.نمونه نصب شده در کانادا قابلیت ردگیری به استانداردهای اولیه را دارد.

در این دیاگرام آزمایش فشار بالا در هلند را نشان میدهد که قبل از هر گونه تصحیح فلومتر اولتراسونیک دقت آن در محدوده 25.% است.در شرایط میدانی،آزمایش سرعت صوت ضروری است.با این آزمایش مشخص می گردد که ابعاد بدنه فلومتر دچار تغییرات شده است با خیر.
سرعت صوت اندازه گیری شده با سرعت صوت محاسباتی(بر پایه اندازه گیری دما Instromet sonic Guard با کمک ،فشار و ترکیبات گاز)به صورت روی خط (آنلاین) مقایسه می شود.آزمایش های میدانی نشان داده است که دقت سرعت صوت محاسباتی از رقم 05. % بهتر است.

خدمات گوناگون از یک منبع :
الستر _ اینسترومت راه حل های متنوعی را برای مسائل اندازه گیری گوناگون ارائه میدهد : از یک خط فلومتر تصحیح نشده تا خطوط متعدد اندازه گیری همراه با سیستم های تصحیح کننده ،کنترل های نظارتی وگزارش گیری. با استفاده از سیستم عامل windows -NT/2000 و سخت افزار های صنعتی موجود در آخرین فلومترهای گاز،ابزارهای مختلف ارزیابی را متناسب با نیاز در سیستم های نظارتی میتوان تعبیه کرد.

برخی از این ویژگی ها عبارتند از :
* ازیابی رد پای سرعت صوت
* مقایسه سرعت صوت (سرعت صوت محاسبه ای با سرعت صوت اندازه گیری شده )
* آلارم مختلف برای نظارت های اجرایی
* ترسیم نمودارهای بهره و کارآیی
* کنترل از راه دور از طریق دسترسی با اینترنت
نرم افزار اولتراسونیک الستر – اینسترومت به نام سونیک گارد ،ترکیبی از توانایی نرم افزار راه اندازی اولتراسونیک به نام uniform و ارزیابی محاسبات سرعت صوت و رد پا میباشد.با بسته کلید در دست instromet ulterasonic suite ius و با سخت افزار های مرتبط در محیط ویندوز و از طریق اینترنت امکان دسترسی به اجزاء سیستم تا سطح فلومتر اولتراسونیک میسر میشود.

عیب یابی diagnostic :
از آنجا که همه اطلاعات مرتبط به صورت الکترونیک دیجیتال در دسترس میباشد،امکان فن آوری عیب یابی پیشرفته را میسر می سازد.از اطلاعات عیب یابی که به صورت روی خط قابل تحصیل است میتوان برای ترسیم نمودارها ا ستفاده کرد. با این روش کوچکترین کاهش عیار کارآیی در اولین مراحل وقوع قابل کشف بوده تا نسبت به رفع آن کوشش شود.

کنترل خودکار بهره AGC :
سیگنال دریافتی اولتراسونیک بعلت ضعیف بودن آن نیازمند تقویت است.مدار کنترل خودکار بهره ،سطح تقویت لازم را تعیین و عمل میکند.به طور مثال ،در صورت فساد در لوله اندازه گیری و یا نشت ذرات رویه آن باعث کاهش سطح بهره می شود.پایش پیوسته کنترل خودکار بهره ابزار خوبی برای عیب یابی شمرده میشود.
پذیرش سیگنال signal acceptance :
سیگنال دریافتی با الگویی از مجموعه سیگنال های قابل قبول مقایسه می شود.در صورتی که سیگنال دریافتی با نمونه های موجود مطابقت داشته باشد مورد پذیرش واقع شده و اعمال می شود.با وجودی که فقط سیگنال های معتبر برای محاسبات جریان استفاده می شود اگر حتی تعداد سیگنال های پذیرفتنی کم هم باشد اندازه گیری را تحت تاثیر قرار نمی دهد.طبق مقررات NMI/PTB حداقل درصد سیگنال های پذیرفتنی می بایست 20% باشد.
* تعویض مبدل ها تحت فشار گاز
* مبدل های مختلف
1) مبدل های فرکانس بالا که عموما در محیط های پر سرو صدا کاربرد دارند.
2) مبدل های فشار بالا که برای فشار عملیاتی بالاتر از 150 بار
3) مبدل های دمای بالا
* خروجی آنالوگ
* کالیبراسیون در فشار بالا در هلند ، آلمان ، انگلیس ، کانادا
* محفظه های زنگ نزن
* کیت های مخصوص عملیات دریایی
* صدا خفه کن ها
* بهسازهای جریان
* نرم افزار سونیک گارد برای عیب یابی و کنترل
* فرستنده های فشار و دما
* محفظه حس کننده دما سنج ها
* موارد فولادی : 316L یا duplex
* گواهینامه های فولاد ها NACE MR-0175 ، 3.1C

Valve

Valve

فلوکامپیوتر

* جریان سنج های مغناطیسی :
این جریان سنج ها جا اندازی نمیشوند؛ یعنی هیچ مانعی در جریان سیال به وجود نمی اورند یا هیچ کاهشی را در سطح کانال جریان ایجاد نمی کنند.آنها هیچ افت فشاری در سیال به وجود نمی اورند.آهنگ جریان از خارج لوله اندازه گیری میشود.
در جریان سنج مغناطیسی، لوله جریان با ماده نارسانایی روکش میشود و دو یا تعداد بیشتری الکترود فلزی هم راستا با دیواره روکش نصب میشوند.کویل های الکترومغناطیسی اطراف لوله ی میدان مغناطیسی یکنواختی را در داخل آن به وجود میاورند.جریان سنج های مغناطیسی تجارتی میتوانند سرعت تمام مایعات را به جز هیدروکربن های، که رسانش الکتریکی آنها بسیار کوچک است اندازه بگیرند.

ساختمان جریان سنج مغناطیسی شامل :
1-قسمت الکترونیک یا پروسسور
2-سیم پیجهای ایجاد میدان
3-الکترودها
4-بدنه فلومتر
اساس کار سیستم دبی سنج های مغناطیسی مبتنی بر قانون القایمغناطیسی فارادی است که بیانگر آن است که هرگاه رسانایی در یک میدان مغناطیسی حرکت کند در آن ولتاژ جریان القاء می شود.
Faraday's Law : E = KBDV

مقدار ولتاژ القایی، مستقیماً متناسب با سرعت رسانا ، V ،پهنای رسانا ، D ، و قدرت میدان مغتاطیسی ، B ، می باشد . شکل زیر رابطه بین اجزاءفیزیکی دبی سنج مغناطیسی و قانون فارادی را بیان می کند . هنگامی که مایع رسانا ازمیدان مغناطیسی با سرعت V عبور می کند الکترود ها ولتاژ القایی را دریافت می کنند.پهنای رسانا به فاصله بین الکترود ها بستگی دارد (بدنه ایزوله از اتصال کوتاه بادیواره جلوگیری می کند ) ، تنها متغیر این وسیله سرعت مایع رسانا است و به دلیل آنکه قدرت میدان مغناطیسی و فواصل الکترود ها ثابت نگه داشته شده است ولتاژ خروجی ، E ، مستقیماً با سرعت متناسب است.
این دبی سنج هیچ گونه قطعه متحرکی ندارد وانسدادی در برابر جریان سیال ایجاد نمی کند و به دلیل آنکه نیازی به دانسیته وویسکوزیته سیال برای اندازه گیری ندارد برای سنجش دبی دوغاب ها،مایعات خورنده مناسبمی باشد. با وجود عدم افت فشار در آنها (به دلیل عدم وجود مانع بر سر راه جریان) برای گاز ها مناسب نمی باشد.سیال در این نوع اندازه گیری باید حداقل رساناییالکتریسیته را که وابسته به سازنده دبی سنج است را داشته باشد. سیال مورد استفادهباید رسانای الکتریسیته و غیر مغناطیسی باشد.
به طور کل موارد استفاده از ایننوع دبی سنج برای سنجش دبی شامل سیالات آبکی ، مایعات رسانا ، دوغاب ها و مایعاتخورنده می باشد و به طور گسترده در صنایع غذایی و آشامیدنی و خمیر و کاغذ سازی بهکاربرده می شود. از مواردی که می توان از این دبی سنج ها استفاده کرد سیالات نفتی ،گازها، هوای متراکم و … می باشند . از مشخصه های دیگر این دبی سنج ، گران قیمتبودن و سختی نصب آن می باشد.در روش فلومتری مغناطیسی معمولا مقدار رسانایی سیال را 5 میکرو زیمنس در نظر میگیرند که در نتیجه کاربرد این روش را محدود به سیالات رسانا میکند.

تحریک اندازه گیر مغناطیسی :
ولتاژی که در الکترودها توسعه یافته یک سیگنال میلی ولتی است . این سیگنال به طور نمونه به یک جریان استاندارد 20 – 4 میلی آمپر با فرکانس خروجی 10000 – 0 هرتز در نزدیکی فلوتیوب تبدیل شده است . ترانسمیترهای مغناطیسی هوشمند با خروجی های دیجیتال اجازه اتصال مستقیم را به یک سیستم کنترل توزیع شده می دهند . چونکه سیگنال اندازه گیر مغناطیسی یک سیگنال ضعیف است لذا سیم رابط باید دارای پوشش محافظ و دارای پیچ خوردگی باشد اگر ترانسمیتر دور است .
سیم پیچهای اندازه گیر مغناطیسی می توتنند بوسیله هر دو جریان مستقیم یا متناوب تغذیه شوند. وقتی تحریک ac مورد استفاده است ، ولتاژ خط به سیم پیچهای مغناطیسی اعمال شده است . در نتیجه ، سیگنال فلو ( در فلوی ثابت ) شبیه یک موج سینوسی خواهد بود . دامنه موج متناسب با سرعت است . در مجموع نسبت به سیگنال فلو ، ولتاژهای نویز می توانند القا شوند در حلقه الکترود . نویز غیر هم فاز به آسانی فیلتر می شود اما نویز هم فاز نیازمند است که فلو متوقف شود ( با لوله پر ) و خروجی ترانسمیتر روی مقدار صفر تنظیم شود . مشکل اصلی با طرح های اندازه گیر مغناطیسی ac آن است که نویز می تواند همراه با شرایط پروسه تغییر کند و به طور مکرر به منظور حفظ دقت نیاز به تنظیم مجدد صفر است .
در طرح های تحریک dc ، یک پالس dc فرکانس پایین ( 30 – 7 هرتز ) برای تحریک سیم پیچ های مغناطیسی استفاده شده است . وقتی سیم پیچها پالس دار شده اند ترانسمیتر هم سیگنالهای فلو را می خواند و هم سیگنالهای نویز را . در بین پالس ها ترانسمیتر فقط سیگنال نویز را می بیند . بنابراین نویز می تواند به طور پیوسته بعد از هر سیکل حذف شود .
این یک صفر ثابت را تامین کرده و انحراف صفر را حذف می کند . در مجموع دقت و توانایی بیشتری در اندازه گیری فلوهای کمتر خواهد بود . اندازه گیرهای dc دارای اندازه کوچکتر ، نصب آسان تر ، مصرف انرژی کمتر و قیمت کمتر نسبت به اندازه گیرهای dc هستند .
یک طرح جدید دیگر استفاده می کند از یک طراحی دوبل بی نظیر که پالس های سیم پیچها در فرکانس 7 هرتز برای ثبات صفر و همچنین در فرکانس 70 هرتز به منظور به دست آوردن یک سیگنال قوی تر به کار می روند . ترانسمیترهای اندازه گیر مغناطیسی می توانند با هر دو انرژی ac یا dc تغذیه شوند .
اندازه گیرهای ac پالس دار شده ای که نیز به تازگی معرفی شده اند ، مشکلات ثبات نقطه صفر طرح های قدیمی را رفع کرده اند . این دستگاهها شامل مداری هستند که در فواصل معین انرژی ac را قطع می کند ، به طور اتوماتیک خارج می کند نقطه صفر را از اثرات نویز پروسه ها بر روی سیگنال خروجی .
امروزه تحریک dc در حدود 85% تاسیسات استفاده می شود و اندازه گیرهای مغناطیسی ac 15% دیگر را مطالبه می کنند وقتی که به واسطه شرایط زیر توجیه شده باشند :
– وقتی جریان پروسه ها یک مایع لکه دار است و اندازه ذرات جامد یکنواخت نیستند و یا ذرات جامد به طور مشابه و یکجور در داخل مایع مخلوط نشده اند .
– وقتی فلو در یک فرکانس زیر 15 هرتز تحریک شده باشد .
وقتی هر سه شرط بالا وجود داشته باشد خروجی یک اندازه گیر dc احتمالا نویزی است . در بعضی موارد شخص می تواند مشکل نویز را به حداقل برساند ( نگهداشتن نوسان در حدود 1% نقطه تنظیم ) بوسیله فیلترینگ و تعدیل سیگنال خروجی . اگر به منظور حذف نویز بیش از 1 تا 3 ثانیه تعدیل مورد نیاز است ، در این صورت معمولا بهتر است که از یک اندازه گیر ac استفاده شود .

الکترودها :
در فلوتیوب های مرسوم ، الکترودها با سیال پروسه ها در تماس هستند . آنها می توانند برداشته شوند یا دائم بمانند اگر تولید شده باشند بوسیله یک قطره کوچک مایع پلاتینیوم که رسوب داده شده در میان یک خط سرامیکی و گداخته شده با اکسید آلومینیوم به فرم یک مهر و موم تمام عیار . این طرح به علت قیمت کمترش ترجیح داده شده است . آن هست مقاوم در برابر سایش و فرسایش . نسبت به تشعشع هسته ای حساس نیست و برای کاربردهای بهداشتی مناسب است زیرا حفره هایی در آن که باکتری ها بتوانند رشد کنند وجود ندارد . از طرف دیگر لوله سرامیکی نمی تواند خمیدگی ، کشش ، یا خنک سازی سریع را تحمل کند
در یک طرح جدید کوپل شده خازنی دیگر ، الکترودهای غیر متصل استفاده شده است . این طرح ها استفاده می شود در ناحیه در تنگنا قرار داده شده بین لایه های مواد آنها قابل دسترسی هستند در قطرهایی ( ضخامت) با اندازه های کمتر از 8 اینچ و با پوشش های سرامیکی . اندازه گیرهای مغناطیسی که استفاده می شوند با الکترودهای غیر متصل می توانند اندازه گیری کنند سیالاتی را که رسانایی آنها 100 بار کمتر از رسانایی مورد نیاز برای به کار انداختن فلوتیوب های مرسوم است .
پیشرفت های جدید :
وقتی یک فلومتر مغناطیسی مجهز شده باشد با یک سنسور سطح خازنی که در پوشش جاسازی شده است در آین صورت می تواند همچنین فلو را در لوله هایی که به طور کامل پر نشده اند اندازه گیری کند . در این طرح الکترودهای مغناطیسی قرار داده شده اند در پایین لوله ( تقریبا در یک دهم قطر لوله )
پیشرفت جدید دیگر یک فلومتر مغناطیسی است با یک فلوتیوب آهنی بدون پوشش کربن . در این طرح الکترودهای اندازه گیری نصب می شوند در سطح فلوتیوب های بدون پوشش و سیم پیچ های مغناطیسی یک میدان 15 بار قوی تر از یک لوله به وجود می آورند . این میدان مغناطیسی عمیقا نفوذ می کند در داخل میدان پروسه ها ( به جز اطراف الکترودها چون دارای پروب های مغناطیسی استاندارد هستند ) مزیت اصلی هست کم بودن هزینه اولیه و هزینه تعویض زیرا فقط سنسورها نیاز به تعویض دارند .
انتخاب و اندازه :
فلومترهای مغنطیسی می توانند نشان دهند فلوی تمیز ، کثیف ، خورنده ، سایش دهنده یا مایع چسبناک آن هست مهم که رسانایی سیال پروسه ها یکنواخت و یکسان باشد . اگر دو مایع با هم مخلوط شده باشند و رسانایی یکی بیشتر باشد اختلافش با دیگر سیال پروسه مهم است . آن هست مهم که آنها کاملا با هم مخلوط شده باشند قبل از اینکه مخلوط به اندازه گیر مغناطیسی برسد . اگر مخلوط یکنواخت نباشد سیگنال خروجی دارای نویز خواهد بود . به منظور جلوگیری از آن ، پاکتهای مختلف رسانایی می تواند حذف شود بوسیله یک مخلوط کننده ساکن در بالای اندازه گیر مغناطیسی .
سایز اندازه گیر مغناطیسی تعیین شده است بوسیله جداول ظرفیت ( گنجایش ) یا نمودارهای منتشر شده بوسیله سازنده . برای اغلب کاربردها ، سرعت های فلو باید پایین باشد بین 3 تا 15 فوت بر ثانیه . برای مایعات خورنده محدوده سرعت نرمال باید بین 3 تا 6 فوت بر ثانیه باشد . اگر فلوتیوب به طور مداوم با سرعت کمتر از 3 فوت بر ثانیه مورد بهره برداری قرار گیرد دقت اندازه گیری بدتر خواهد شد در حالیکه عملکرد مداوم با سرعتی بیشتر از سرعت نرمال عمر اندازه گیر را کوتاه خواهد کرد .
کاربردهای مشکل :
اندازه گیر مغناطیسی نمی تواند هوای جاری را از مایع پروسه تشخیص دهد بنابراین حباب های هوا باعث خواهند شد که اندازه گیر مغناطیسی مقدار زیادی را بخواند . اگر هوای در تله انداخته شده به طور یکنواخت پراکنده نشده باشد قطعا حمل می کند از گلوله های هوا یا حباب های هوای بزرگ ( به اندازه الکترود ) . این خواهد ساخت یک سیگنال خروجی نویزی . بنابراین در کاربردهایی که هوای هست محتمل ، اندازه گیر باید در اندازه ای باشد که سرعت فلو تحت شرایط نرمال 6 تا 12 فوت بر ثانیه باشد .
مشکل رایج دیگری از اندازه گیرهای مغناطیسی پوشش الکترودهاست ، مواد تقویت کننده بر روی سطوح داخلی اندازه گیر می تواند از نظر الکتریکی عایق کند الکترودها را از مایع پروسه . این می تواند موجب یک اتلاف ( از دست دادن ) سیگنال یا یک خطای اندازه گیری شود . در هر دو حالت بوسیله تغییر قطر فلوتیوب یا بوسیله محدوده و تغییر مکان صفر . طبیعتا بهترین راه حل پیشگیری است ، یک مرحله پیشگیری سایز اندازه گیر است چنانکه تحت شرایط نرمال ، سرعت فلو نسبتا بالا باشد دست کم 6 تا 12 فوت بر ثانیه یا در کاربردهای بالا توجه شود به احتمال سایش و خوردگی .
روش دیگر پیشگیری استفاده از الکترودهایی است که به طرف داخل جریان فلو برآمدگی داشته باشند به منظور گرفتن مزیت و اثر شستشو . در بیشتر سرویس های سختگیرانه ، یک سیستم شستشوی مکانیکی نصب شده و به طور متناوب یا پیوسته به منظور پاک کردن پوشش و تقویت کننده ها استفاده می شود .
نصب :
فلومتر مغناطیسی باید همیشه از مایع پر باشد . بنابراین مکانی که ترجیح داده می شود برای اندازه گیرهای مغناطیسی در خطوط فلوی عمود به طرف بالا است . نصب در خطوط افقی قابل قبول است به شرطی که قسمت لوله در یک نقطه پایین باشد و الکترودها در بالای لوله نباشند . این کار از آمدن هوا به سمت اتصال با الکترودها جلوگیری می کند .
* جریان سنج فراصوتی :
این نوع جریان سنج ها بر دو نوع اند:
با زمان عبور و با جابه جایی دوپلر.در نوع اول یک موج فشاری با فرکانس زیاد به صورت زاویه ای در عرض لوله تابیده میشود.سرعت موج از روی زمان عبور آن پیدا میشود.وقتی موج در جهت جریان منتقل میشود، سرعت آن افزایش میابد، و برعکس.از تغییر زمان عبور،در مقایسه با زمان عبور در یک سیال ساکن،میتوان سرعت سیال را تعیین کرد.جریان سنج ها با زمان عبور فقط برای سیالات تمیز به کار میروند.

جریان سنج های با جابه جایی دوپلر، بر مبنای انعکاس های موج فشاری از روی حباب ها یا ذرات معلق شده در جریان کار میکنند.فرض میشود این ذرات یا حباب ها با سرعت جریان حرکت میکنند.موج فشاری، تحت زاویه با امتداد جریان، در سیال تابیده میشوند.اختلاف بین فرکانس موج تابیده شده و فرکانس موج انعکاسی با سرعت سیال متناسب است.
* فلومتر ورتکس :
فلومتر ورتکس، انتخابی مناسب برای اندازه گیری دبی بخار آب و گازها است. در نمونه هایی از فلومترهای ورتکس امکان اندازه گیری همزمان دما و فشار و تصحیح اثرات آن برای تعیین دبی نرمال یا جرمی نیز وجود دارد. به این ترتیب نیازی به استفاده از Flow Computer و سنسورهای مجزا برای فشار و دما نیست. در انتخاب این نوع فلومتر باید به این امر توجه نمود که خط لوله نباید نوسان یا لرزش داشته باشد.
نحوه عملکرد :
در این نوع دبی سنج ها با عبور جریان سیال از روی یک مانع که بر سر راه آن قرار دارد، گردابه هایی به صورت نوسانی در پشت (پایین دست) مانع به وجود می آیند که فرکانس تولید آنها متناسب با سرعت سیال است. با اندازه گیری فرکانس ایجاد این گردابه ها مقدار دبی به دست می آید.
اساس کار این فلومتر همانگونه که از اسم آن پیداست بر اساس اندازه گیری جریان های گردابی در سیال است بدین صورت که با قرار دادن یک مانع بر سر راه سیال ، جریان گردابی در پشت مانع تولید میگردد که باعث بوجود آمدن افت فشار می شود که متناسب است با سرعت سیال ،حال بوسیله یک سنسورپیزو الکتریک میتوان این نوسانات مکانیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرد.

موارد کاربرد :
اندازه گیری دبی گازها، بخار و آب مقطر از جمله کاربردهای مرسوم این دبی سنج ها است. همچنین از این دبی سنج می توان برای اندازه گیری دبی مایعات با ویسکوزیته پایین و آب مقطر استفاده کرد.
فلومتر ورتکس بر مبنای پدیده ای در دینامیک سیالات که توسط دانشمندی به نام Theodore von Kármán کشف گردیده است کار میکند . در عمل فلومتر ورتکس با مکانیزمی بر اساس اندازه گیری نوسانات ایجاد شده در پشت یک مانع در سیال کار میکند . فلومتر ورتکس در بسیاری از صنایع برای اندازه گیری مایعات و گازها و بخار مورد استفاده قرار میگیرد . در صنایع شیمیائی و پتروشیمی برای مثال در قسمت تولید برق … در سیالاتی نظیر بخار اشباغ ، بخار بسیار داغ ، هوای فشرده ، نیتروژن ، گازهای دو فازی ، گاز دودکش ، دی اکسید کربن ، آب دمینرال ، حلالها ، روغن انتقال حرارت ، آب تغذیه بویلر و ….میتوان از این فلومتر سود جست .
اندازه گیری فلو در فلومتر ورتکس به صورت حجمی بوده که البته برای اندازه گیری به صورت جرمی در مواردی مانند بخار بایستی با استفاده ترانسمیتر فشار جداگانه و همچنین سنسور دما و اتصال آنها به فلو کامپیوتر به محاسبه جرم عبوری یا مقدار انرژی جابجا شده پرداخت . در تصاویر زیر شکل کلی این فلومترهای آمده است .

* OSCILLATOR FLOWMETER:
این روش مشابه به روش اندازه گیری تفاضلی (D.P) میباشد.بدینگونه که سیال از یک اورفیس که درون فلومتر می باشد عبور داده میشود و دو گذرکاه فرعی (By pass) در دو قسمت اورفیس قرار دارد.فشار دینامیک اورفیس باعث میشود که قسمتی از سیال به درون گذرگاه فرعی وارد شود.مسیر فرعی مجهز به یک اسیلاتور بوده که در اثر ورود سیال به چپ و راست حرکت میکند و تولید فرکانس خروجی متناسب با سرعت سیال می کند که نهایتا این فرکانس توسط Hot wire اندازه گیری میشودو به سیگنال 4-20 میلی آمپر تبدیل میشود.
این روش از نظر اقتصادی بسیار با صرفه بوده و کاربرهای عمده آن عبارتند از :
-اندازه گیری هوای فشرده
-اندازه گیری گاز طبیعی -هیدروژن ،پروپان ،آرگون ،نیتروژن
-اندازه گیری مایعات رسانا و نارسانا(آب مقطر)
* Thermal Mass FlowMeter:
اساس کار این فلومتر طبق روش انتقال پروفایل دمایی توسط جریان سیال است که مقدار مشخصی گرما به سیال اعمال میشود و تغییرات دما متناسب با دبی عبور سیال می باشد.بر خلاف روشهای اندازه گیری دبی حجمی ، در این روش نیازی به تصحیح دما و فشار سیستم نمی باشد و این روش برای اندازه گیری جریان انواع گازها ایده آل می باشد.

* فلومتر (Flometer) / مدارات الکترونیکی :

* جریان سنج های کریولیسی :

ساختمان این جریان سنج شامل :
1-لوله های موازی
2-تحریک
3-سنسورهای مغناطیسی
4-صفحه نمایش
جسمی که در سیستم چرخان حرکت میکندتحت تاثیر نیروی کریولیسی قرار میگیرد.این نیرو با جرم جسم، سرعت رو به جلوی آن و با سرعت زاویه ای سیستم متناسب است، و بر امتداد حرکت جسم و بر امتداد سرعت زاویه ای سیستم عمود است.در جریان سنج کریولیسی سیال از دو لوله خمیده، که با فرکانس های طبیعی خود نوسان میکنند، عبور کرده،و نیروی کریولیسی متناوبی را ایجاد میکند.این نیرو تغییر شکل های الاستیک کوچکی را به وجود میاورد.
جریان سنج های کریولیسی بسیار دقیق اند و آهنگ جریان جرمی را مستقیما اندازه می گیرند.چون آنها اغلب با لوله های کوچکی به کار میروند، هزینه نصب و کارکرد آنها زیاد است.در نتیجه کاربردهای آنها عموما فقط برای سیالاتی است که کار کردن با آنها مشکل است یا برای مواردی که دقت زیادی میخواهیم و هزینه مطرح نیست.
اساس کار کنتورهای کریولیس،نیروی کریولیسی می باشد که گاسپارد_گوستاو دو کریولیس آن را کشف نمود.تاثیر این نیرو شامل الگوهای جوی،جریانات دریابی و جهت گردش آب در هنگام تخلیه از سوراخ نیز می گردد.این نیرو به صورت تکانه زاویه ای عمل میکند که تشریح آن را دشوار می سازد.در اینجا به این بسنده میکنیم که نیروی حاصل از جرم( ونه دبی جرمی یا سرعت)سیال عبوری از میان کنترهای کریولیس باعث تغییر شکل تیوپ مرتعش میگردد.میزان تغییر شکل متناسب با مقدار جرم عبوری است.کنتورهای کریولیس در هر دو خط گازی و مایع مورد بهره برداری قرار می گیرند.در مواردی که نیاز به اندازگیری دبی حجمی می باشد از یک چگالی سنج استفاده می گردد تا جرم اندازه گرفته شده به حجم تبدیل گردد که این امر به نوبه ی خود از معایب این کنترها محسوب می گردد.بدین ترتیب،این گونه کنترها بیشتر در جریان های با چگالی نسبتا ثابت استفاده می شوند.
مزایا جریان سنج کریولیسی :
o دامنه شدت جریانی بالایی دارد.
o در شدت جریانهای نزدیک به صفر همچنان پردقت می ماند.
o شدت جریان وزنی را مستقیماً محاسبه می نماید.
o به شرایط جریان بالادستی حساس نیست.
o برای سرویسهای دمایی و اسیدیته بالا کاربرد دارد.
o برای اندازه گیری گاز مناسب است.
o بسیار تکرار پذیر است.
o قابلیت محاسبه چگالی به صورت همزمان را دارد.

معایب جریان سنج کریولیسی :
o محدودیت استفاده در شدت جریانهای بالا را دارند.
o به شرایط نصب و نویز سیستم بسیار وابسته اند.
o جهت عملیات کالیبراسیون وزنی بایستی به محل دیگر منطق شوند.
o احتیاج به Zero calibration دارند.

* جریان سنج جا اندازی :
در این نوع جریان سنج، یک جز سنسوری،که در مقایسه با اندازه کانال جریان کوچک است، در جریان قرار داده میشود.تعدادی از این نوع جریان سنج ها سرعت متوسط جریان را اندازه می گیرند، اما اغلب آنها سرعت محلی را فقط در یک نقطه اندازه می گیرند.بنابراین اگر بخواهیم آهنگ جریان کار را اندازه بگیریم، نحوه قرار گرفتن جز سنسوری اهمیت دارد.
نقطه اندازه گیری میتواند در خط مرکزی کانال باشد و سرعت متوسط از روی نسبت سرعت متوسط به سرعت ماکزیمم تعیین میشود.سنسور را میتوان در نقطه بحرانی کانال قرار داد، یعنی در جایی که سرعت محلی با سرعت متوسط برابر است.در هر حالت، با پیش بینی قسمت های بلند آرام کننده در فرادست جریان سنج، میتوان مطمین شد که نمایه سرعت کاملا فراگیر و آشفته نشده است.
* لوله پیتو :
لوله پیتو وسیله ای است که سرعت محلول را در امتداد خط شریان اندازه میگیرد.دهانه ی لوله یبرخورد بر جهت جریان عمود است.دهانه ی لوله ی استاتیک به موازات جریان است.دو لوله به شاخه های یک مانومتر، یا هر وسیله ای که برای اندازگیری اختلاف فشار های کوچک به کار میرود،متصل شده اند.لوله ی استاتیک فشار استاتیک را اندازه میگیرد زیرا هیچ مولفه سرعت در امتداد عمود بر دهانه ی آن وجود ندارد.دهانه ی برخورد شامل نقطه ی رکود میباشد؛این نقطه انتهای خط جریان است.
معایب لوله پیتو:
1- اغلب آنها سرعت متوسط را مستقیما نمی دهند.
2 – خوانده های آنها برای گاز ها بسیار کوچک است.
وقتی لوله پیتو برای اندازه گیری گازها با فشار کم به کار میرود، از یک نوع جریان سنج چند منظوره نیز باید استفاده کرد .

* جریان سنج گرمایی :
این جریان سنج ها با اندازه گیری افزایش دمای سیال هنگام عبور آن از روی المنت گرمکن یا با اندازه گیری آهنگ گرمای داده شده از سطح گرم به بخار آب، آهنگ جریان را مستقیما اندازه میگیرند. اغلب جریان سنج های گرمایی رایج از نوع جا اندازی هستند، و برای اندازه گیری جریان گاز در مجراهای بزرگ به کار میروند.
این جریان سنج ها معمولا تشکیل میشوند از لوله فولادی زنگ نزنی که بطور الکتریکی گرم میشوند و در مجاورت لوله مشابهی که دارای دماسنج مقاومتی است قرار دارد، ولوله جداگانه ای که گرم نمی شود و آن هم در مجاورت لوله ای است که دارای دما سنج مقاومتی است. گاز از روی لوله ها بطور عرضی عبور میکند، و لوله ای که در مجاورت المنت گرم کن است از لوله دیگر گرم تر میشود. اختلاف دمای بین لوله ها با آهنگ جریان جرمی گاز به طور معکوس متناسب است؛ این اختلاف دما در نبود جریان گاز به حداکثر میرسد و با افزایش آهنگ جریان گاز کمتر میشود. بعضی جریان سنج های گرمایی میتوانند دمای تا 455 درجه ی سانتی گراد تشعشع زیاد و ارتعاشات زیاد مجرا را تحمل کنند.

* سایر جریان سنج های جااندازی :
انواع جریان سنج های مغناطیسی، توربینی، فوق صوتی و سایر به عنوان جریان سنج های جااندازی در دسترس اند.هر یک از آنها مزایای خاص خود را دارند.جریان سنج های جااندازی معمولا ارزان تر از جریان سنج های با سوراخ کامل هستند و معمولا بهترین وسیله برای اندازه گیری جریان در لوله های بزرگ اند.
* مقایسه بین orifice meter و turbin meter ها
انچه در ادامه خواهد آمد مقایسه ی نسبتا کاملی است بین دو دستگاه مذکور.در این مقایسه دو دستگاه از زاویه های گوناگون با یکدیگر مقایسه شده اند.
Operation
orifice meter ها دستگاههای اندازه گیری غیر مستقیم می باشند چرا که خود به تنهایی نمی توانند جریان را اندازه گیری نمایند و باید بوسیله یک ترانسمیتر، اختلاف فشار دو طرف orifice plate را گرفته و سیگنال متناسب ارسال شود و نهایتاً توسط یک integrator مقدار جریان نشان داده میشود ولی Turbin meter ها دستگاههای اندازه گیری مستقیم می باشند و میزان اندازه گیری شده مستقیماً بر روی index کنتور نمایش داده میشود.
Pressure loss
orifice meter هایی که از flange taps استفاده می کنند نیمی از افت فشار ایجاد شده خود در طول orifice plate را بدست می آورند ولی با وجود این افت فشار آنها نسبت به turbine meter بسیار بالا می باشد .
با توجه به مطلب ذکر شده ، هنگام مقایسه ظرفیتهای دو دستگاه باید میزان فشار قابل بازیافت در orifice meter ها را مد نظر قرار داد.
Construction
در حالی که Turbine meter ها دستگاههای نسبتاً پیچیده ای همراه با تعداد قطعات متحرک می باشد. orifice meter ها هیچ قطعه متحرکی ندارند.
ولی از طرف دیگر Turbine meter ها دستگاههای قرائت مستقیم هستند و نیاز به وسیله دیگری جهت نشان دادن میزان جریان نمی باشند در حالیکه orifice meter ها به تنهایی یک وسیله ناقص می باشند.
جمع بندی :
بعنوان نتیجه گیری و جمع بندی می توان در مورد کاربرد orifice meter ها بعنوان یک وسیله اندازه گیری در حالت custody transfer موارد زیر را عنوان نمود .
۱- افت فشار در orifice meter ها زیاد می باشد
۲- Accuracy و uncertainty مربوط به orifice meter ها نسبت به turbine meter ها ضعیف تر می باشد .
۳- Rangeability دستگاه های مذکور بسیار کم می باشد و این محدودیتی قابل توجه در بعد اندازه گیری گاز در سیستم گازرسانی و فروش می باشد .
۴- خطاهای قابل پیش بینی و محتمل در orifice meter ها نسبتاً زیاد و میزان آنها نیز بالا می باشد و با توجه به اینکه اکثر خطاهائی که در این مقاله به آن اشاره شد منفی می باشد از بعد اقتصادی ضرر بسیار زیادی را برای شرکت ملی گاز ایران در بر خواهد داشت که توجه به این نکته حائز اهمیت زیادی می باشد .
۵- طول مستقیم مورد نیازدر orifice metering نسبت به turbine meter ها بیشتر می باشد این مسئله نیزعلاوه بر هزینه های ساخت در صورت عدم رعایت باعث خطا می گردد .
۶- orifice meter ها ( شامل orifice plate و ترانسمیتر و یا ریکوردر مربوطه ) می بایست بطور مرتب توسط افراد متخصص و بطور دقیق از زوایای مختلف چک شوند که در این صورت جهت نصب orifice plate می بایست از orifice fitting senior استفاده نمود که بتوان بدون قطع جریان orifice plate را جابجا و بازرسی نمود که این مورد نیز باعث بالا رفتن هزینه دستگاه می گردد.
تفاوت ونتوری متر و اریفیس متر:
1-ونتوری باید برای اطمینان از زاویه دمای مناسب ورودی و خروجی از ونتوری کاملاٌ رقیق باشد.
2-ونتوری متر به طول مشخصی از لوله جهت نصب نیاز دارد.
-3اریفیس متر ارزان تر بوده و طراحی ان از ونتوری متر ساده تر است.
* سایر ادوات اصلی یک سیستم میترینگ
o نمونه گیر خودکار
o حسگر ها و انتقال دهنده های دما و فشار
o ادوات اندازه گیر خواص سیال عبوری همچون اندازه گیر چگالی
o پکیج های اندازه گیری مشخصات کیفی سیال مانند آنالایزر ها و GC
o فلو کامپیوتر
o پنل کنترلی
o سیستم سوپروایزری

فلوکامپیوتر و سیستم کنترل و سوپروایزری ( Supervisory system )
o از جمله مزایای سیستم های میترینگ مجهیز به سیستم های محاسبه گر و کنترل
پیشرفته
o امکان کنترل کامل عملیات توسط یک اپراتور از اتاق کنترل
o محاسبات دقیق و منطبق بر استانداردهای بین المللی بوسیله فلوکامپیوترها
o اطمینان پذیری بالای عملکرد با توجه به مجزا بودن محاسبات هر خط میتر
o قابلیت آرشیو کامل شرح عملیات در بازه زمانی طولانی
o دریافت مشکلات عملکردی سیستم در قالب آلارم ها
o امکان برنامه ریزی و کالیبراسیون فلومیترها و انتقال دهنده ها از اتاق کنترل و به صورت کاملاً اتوماتیک
o قابلیت کنترل از سازمانه های SCADA

میتر فاکتور
عبارت است از نسبت حجم/جرم پایه استاندارد پرور به حجم/جرم استاندارد شمارش شده توسط فلو میتر در شدت
جریان و سایر شرایط فیزیکی جریان مشخص
MF=Prover standard figure/Meter standard Figure
این مقدار به عنوان ضریب تصحیح فلومیتر در خصوص حذف خطاهای سیستمی ثابت بکار می رود.
جهت اطمینان از وضعیت کارکرد فلومیتر و حداقل بودن خطاهای تصادفی در هنگام عملیات پروینگ تکرار پذیری
فلومیتر بر اساس تعداد Run متوالی پرو مورد بررسی قرار گرفته و بر اساس مرز عدم قطعیت مورد توافق طرفین
قرارداد تجاری-حقوقی، میزان مجاز تکرار پذیری بر اساس آزمایشات پروینگ متوالی مشخص شده و در صورت
مثبت بودن نتایج،متوسط MF ها به عنوان میتر فاکتور در نظر گرفته می شود.

آنالایزر ها و گاز کروماتوگراف ها

فصل 2
کالیبراسیون

* مقدمه :
هر دستگاه ویژگیهای فنی و ویژگیهای اندازه شناختی خود را دارد. با توجه به اینکه دستیابی به کیفیت برتر از طریق انجام آزمونها و اندازه گیری های مطمئن ارزیابی می گردد ، این بحث مطرح می شود که اندازه گیری مطمئن چگونه اندازه گیری می باشد؟ آیا نو بودن تجهیزات یا استفاده از تکنولوژی جدید دستگاهی ، می تواند منجر به اندازه گیری مطمئن شود.
پاسخ اینست که تنها کالیبراسیون صحیح و دوره ای به نتایج خروجی دستگاهها کیفیت می بخشد. با انجام کالیبراسیون به دنبال یافتن ویژگیهای اندازه شناختی دستگاه هستیم تا در صورت نیاز اصلاحات لازم را انجام دهیم. اغلب استانداردهای مدیریت کیفیت در بخش الزامات فنی ، از کالیبراسیون تجهیزات نام برده و آنرا الزام نموده اند.
استانداردهای مدیریت اهمیت خاصی برای تمام تجهیزات تولید به ویژه تجهیزات اندازه گیری قایل هستند.
به عنوان مثال در بند 7-6 استاندارد ISO 9000 آمده است
هنگامی که حصول اطمینان از نتایج معتبر مورد نیاز است تجهیزات اندازه گیری باید:
الف: در فواصل مشخص یا پیش از استفاده مورد کالیبراسیون یا تصدیق در برابر استانداردهای اندازه گیری قرار گیرند که قابلیت ردیابی تا استانداردهای ملی و بین المللی را داشته باشند؛هنگامی که چنین استانداردهایی موجود نیستند مبنایی که برای کالیبراسیون یا تصدیق مورد استفاده قرار می گیرد باید ثبت شود.
ب) بر حسب نیاز تنظیم و تنظیم مجدد گردند.
ج) مورد شناسایی قرار گرفته باشند تا وضعیت کالیبراسیون آنها بتواند قابل تعیین باشد.
د)در برابر تنظیماتی که نتایج اندازه گیری را نامعتبر می کند محافظت گردند.
ه) در برابر آسیب وخرابی در طی جابجایی،تعمیر و نگهداری و انبارش محافظت گردند.
* کالیبراسیون
مجموعه عملیاتی که تحت شرایط مشخص میان نشان دهی یک دستگاه یا سیستم اندازه گیری یا مقدار یک سنجه مادی یا ماده مرجع و مقدار متناظر آن که از استانداردهای اندازه گیری حاصل می شود، رابطه ای برقرار میکند.
کالیبراسیون اجازه می دهد که میزان تصحیح لازم را نسبت به نشاندهی تعیین کنیم . با کالیبراسیون ممکن است خواص اندازه شناختی دیگری نظیر اثر کمیتهای تاثیر گذار نیز تعیین شود. در واقع کالیبراسیون ویژگیهای کارآمدی دستگاه یا مواد مرجع را بوسیله انجام مقایسات مستقیم مشخص می کند.
* فواید کالیبراسیون
آنچه مسلم است پرداختن قانون مند به کالیبراسیون و برقراری نظام صحیح اندازه گیری فوایدی نظیر:
1. جلوگیری از تصریح حقوق مصرف کننده و تولید کننده
2. ایجاد اعتماد همگانی در سطح جامعه در فرایندهای تجاری، خدماتی و بهداشتی
3. افزایش اعتبار بین المللی
4. گسترش حقوق اجتماعی به عنوان یکی از شاخصهای رشد یافتگی اجتماعی- فرهنگی
5. ایجاد بستر و فرهنگ قانون مداری جهت حفظ حقوق ملت و دولت
6. جلوگیری از ضرر و زیان در تبادلات بازرگانی با سایر کشورها
7. ایجاد اشتغال برای شرکتهای مجری و غیره.
* (Preventive Maintenance) pM
تعمیرات یا نگهداری پیشگیرانه
به مجموعه فعالیت هایی اطلاق می شود که در جهت افزایش کارائی و به تعویق انداختن بازه زمانی تعمیرات تجهیزات پزشکی اجرا می شود.
این فعالیت ها شامل کنترل ، بازرسی و باز بینی دوره ای کمی وکیفی دستگاه، بررسی وضعیت عملکرد آن، بررسی صحت و دقت خروجی های دستگاه ( تست کالیبراسیون)، باز بینی ایمنی دستگاه جهت به حداقل رساندن خطرات ناشی از عیوب دستگاه به منظور حفظ جان بیمار و پرسنل و انجام فعالیتهایی از قبیل تمیزکاری، روغن کاری یا تعویض قطعاتی که دچار مشکل هستند میشود.
* هدف و دامنه کاربرد استاندارد ISO 17025
در این استاندارد الزامات عمومی برای احراز صلاحیت جهت انجام آزمون و یا کالیبراسیون و نیز نمونه برداری تعیین می گردد. این استاندارد در بر گیرنده انواع آزمون و کالیبراسیونی می شودکه با استفاده از روش های استاندارد روش های استاندارد نشده و روش های ابداع شده در خود آزمایشگاه انجام میگیرد.
* تجهیزات :
در مورد کمیتها یا مقادیر کلیدی دستگاهها ، در مواردی که این خصوصیات تاثیر مهمی در نتایج داشته باشند باید برنامه های کالیبراسیون ایجاد گردد.تجهیزات پیش از آنکه به خدمت گرفته شوند باید کالیبره یا بررسی گردند.
* قابلیت ردیابی اندازه گیری:
کلیه تجهیزات مورد استفاده در آزمونها و از جمله تجهیزات مورد استفاده در اندازه گیری های فرعی (مثلا شرایط محیطی) که تاثیر مهمی بر روی درستی یا اعتبار نتایج آزمون ، کالیبراسیون و یا نمونه برداری داشته باشند باید پیش از بکار گیری کالیبره شده باشند.
مهمترین ویژگی که یک اندازه گیری باید داشته باشد وجود قابلیت ردیابی نتایج آن تا استانداردهای ملی و سپس بین المللی می باشد.
وقتی سطح اطمینان و عدم قطعیت کلیه اندازه گیری ها بیان شود درستی و دقت نتایج اندازه گیری تضمین می گردد.
قابلیت ردیابی قابلیت ارتباط دادن مقدار یک استاندارد یا نتیجه یک اندازه گیری با مرجع های ملی یا بین المللی از طریق زنجیره پیوستهمقایسه ها که همگی عدم قطعیتی معین دارند.
کالیبراسیون تنها راه برقراری قابلیت ردیابی می باشد.
* ضرورت کالیبراسیون
کالیبراسیون در واقع ایجاد نظامی موثر به منظور کنترل صحت و دقت پارامترهای مترولوژیکی دستگاه های آزمون و وسایل اندازه گیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آنها بر کیفیت فرایندتاثیر گذار می باشد که به منظور اطمینان از تطابق اندازه گیریهای انجام شده با استانداردهای جهانی مورد استفاده قرار میگیرد
* کدام دستگاهها باید کالیبره شوند؟
هر وسیله ای که برای اندازه گیری به کار می رود و در روشهای اجرایی به استفاده از آن اشاره شده است، نیاز به تعیین صحت و دقت یا کالیبراسیون دارد.
دستگاههای اندازه گیری باید به طور دوره ای کالیبره شوند. گذشت زمان ، فرسودگی ، حوادث غیر قابل پیش بینی ، باعث می شوند تا قابلیت ردیابی نتایج آنها تا استانداردها زیر سوال رفته و نیازمند تایید مجدد باشند. برای تجهیزات کالیبره شده گواهی کالیبراسیون صادر شده و ضمیمه دستگاه می گردد.
کالیبره کردن تمام تجهیزات لازم نیست . برخی از آنها ممکن است صرفا به عنوان نشان دهنده مورد استفاده قرار گیرند. انواع دیگر تجهیزات ممکن است به عنوان ابزار تشخیصی و آشکارسازی به کار بروند. هر گاه وسیله ای برای تعیین قابلیت پذیرش محصول و یا عوامل موثر در فرایند آزمون مورد استفاده قرار نگیرد کالیبراسیون آن ضرورت ندارد.
* اهداف اصلی کالیبراسیون
1- برای اطمینان از قرائت هایی که از دستگاه صورت می گیرد . 2- برای تعیین درستی مقادیر خوانده شده از دستگاه.
3- برای استقرار قابلیت ردیابی دستگاه به استانداردهای مرجع
(هدف نهایی کالیبراسیون برقراری قابلیت ردیابی عنوان شده است.)
* استقرار قابلیت ردیابی نتایج اندازه گیری (در کالیبراسیون)
بوسیله تعیین نام دستگاه مرجع کالیبراسیون و عدم قطعیت آن محاسبه اعلام عدم قطعیت اندازه گیری برای نتایج کالیبراسیون و نیز بیان شرایط محیطی اثر گذار بر نتیجه اندازه گیری قابلیت ردیابی نتایج کالیبراسیون استقرار می یابد

* دستاوردهای کالیبراسیون
* به دست آوردن نتایج درست و صحیح در اندازه گیری
* کاهش هزینه و دوباره کاری
* بهره وری بیشتر
* جوابگویی در دعاوی حقیقی و حقوقی
* یکی از نیازهای اخذ گواهی های استانداردهای مدیریت
* جلوگیری از تضییع حقوق مصرف کننده و تولید کننده

* مراحل اقدام برای کالیبراسیون
1. کد گذاری تجهیزات اندازه گیری و تهیه شناسنامه و لیست آنها
2. طبقه بندی تجهیزات اندازه گیری از نظر کالیبراسیون
3. تعیین دوره تناوب کالیبراسیون
4. تعیین حد مجاز خطا
5. انتخاب کالیبره کننده
6. کالیبراسیون ( عملیات کالیبراسیون، تعیین خطای تجهیز، صدور گواهی و برچسب کالیبراسیون، نصب برچسب کالیبراسیون)
7. اعمال نتایج کالیبراسیون
8. ثبت و حفظ و نگهداری سوابق کالیبراسیون
* تعاریف :
1. کد گذاری تجهیزات اندازه گیری و تهیه شناسنامه و لیست آنه
تمام تجهیزات اندازه گیری باید وارد یک لیست شده و به هر یک کد یا مشخصه ای داده شود .
کد باید به گونه ای باشد که بتوان بدون احتمال خطا تجهیز را شناسایی کرد .
برای هر تجهیز اندازه گیری شناسنامه تهیه کرد.
2- طبقه بندی تجهیزات از نظر کالیبراسیون
1-تجهیزاتی که اندازه گیر نبوده و نیاز به کالیبراسیون ندارند . مانند کلنی کانتر ، آب مقطر گیر ، هیتر بدون دماسنج ، همزن مغناطیسی و بن ماری جوش در این گروه قرار دارند..
2-تجهیزاتی که هر بار قبل از استفاده باید توسط کاربر کالیبره شوند . در این گروه می توان از دستگاه هایPH متر نام برد . کاربر باید دوره آموزشی کالیبراسیون و کنترل کیفی این گونه تجهیزات را بگذراند.
3-تجهیزاتی که باید توسط واحد های مورد تائید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران کالیبره شوند . ترازو ، اتوکلاو ، وسایل حجم سنجی ، انکوباتور و فور نمونه هایی هستند که در اینگروه قرار دارند .
3- تعیین دوره تناوب کالیبراسیون
عوامل زیادی در تعیین این زمان موثرند که مهمترین آنها عبارتند از:
1- نوع تجهیز
2- پیشنهاد و توصیه سازنده
3- اطلاعات مربوط به روند تغییرات مقادیر بدست آمده از سوی کالیبراسیون
4- شرایط تعمیر و نگهداری تجهیز
5- طول زمان و تعداد دفعات استفاده از تجهیز
6- شرایط محیطی کار ( دما ، رطوبت ، ارتعاش و غیره )
7- دقت اندازه گیری مورد نظر
8- هزینه کالیبراسیون
4- تعیین حد مجاز خطای تجهیز
حد مجاز خطا بستگی به استاندارد مربوطه و روش کار دارد و اگر روشی فاقد حد مجاز خطا باشد کامل نیست و باید یک مقام مسئول با ارائه دلیل حد مجاز را تعیین کند .
اگر از یک دستگاه برای چندین روش استفاده می شود . کوچکترین خطای مجاز بعنوان حد مجاز خطا محسوب می شود .
5- معیارهای انتخاب کالیبره کننده
1- نوع کمیت
2- نوع تجهیز
3- حد مجاز خطا
4- هزینه کالیبراسیون
5- سیاست سازمان
6-داشتن مجوز کالیبراسیون معتبر
7-تخصص کالیبره کننده
8-تجربه و شهرت کالیبره کننده
9-نحوه همکاری کالیبره کننده
10-میزان اعتماد به کالیبره کننده
11-در دسترس بودن کالیبره کننده
_حداقل نیازمندیها برای کالیبره کردن :
1- شناسائی تجهیز
2- روش معتبر کالیبراسیون
3- کالیبره کننده واجد شرایط
4- بکارگیری تجهیز مناسب
5- قابلیت ردیابی(Traceability ) به استاندارهای بین المللی
6- دارا بودن شرایط محیطی مناسب
7- تعیین خطای تجهیز
8- صدور گواهی کالیبراسیون
9- صدور برچسب کالیبراسیون
10- نصب برچسب کالیبراسیون

6-شناسایی تجهیز
اولین قدم در کالیبراسیون شناسایی تجهیز است در این مرحله باید موارد زیر مشخص شود :
1- کمیت اندازه گیری
2- کد مشخصه دستگاه
3- نام دستگاه
4- گستره اندازه گیری یا گستره کاری دستگاه
5- تفکیک پذیری دستگاه
بهتر است نام سازنده ، شرایط محیطی کار ، انبار داری ، جابجایی و سایر مشخصات فنی نیز مشخص شود.
روش کالیبراسیون
روش کالیبراسیون باید مطابق با یک استاندارد یا منبع معتبر شناخته شده باشد . باید بتوان اثبات کرد که این روش در عمل قابل اجراست و درستی و عدم قطعیت یا دقت آن در حد مجاز است .
اگر استاندارد معتبری در دست نیست می توان روش خاص آزمایشگاه را بکار گرفت ولی باید تمامی مراحل اعتباردهی (validation) را اجرا کرد.
6-3 – کالیبره کننده
کالیبره کننده باید آموزشهای لازم را دیده و دارای تائید صلاحیت یا دارای مجوز کالیبره کردن باشد
6-4 تجهیز مناسب
کالیبره کننده باید تمام تجهیزات مورد نیاز کالیبراسیون را در اختیار داشته باشد .
درستی و قابلیت قرائت استاندارد کاری باید حداقل 3 تا 10 برابر تجهیز تحت آزمون باشد.
6-5 قابلیت ردیابی
قابلیت ردیابی ، قابلیت ارتباط دادن مقدار یک استاندارد و یا نتیجه یک اندازه گیری با مراجع ملی یا بین المللی از طریق زنجیره پیوسته مقایسه ها که همگی عدم قطعیتی معین دارند می باشد.
زنجیره ناگسسته مقایسه ها را زنجیره ردیابی گویند.

6-6 شرایط محیطی تاثیر گذار بر کالیبراسیون
1- دما
2- فشار
3- رطوبت
4- نور
5- صد
6- لرزش
7- ذرات معلق در هوا
8- جریان هوا
9- امواج الکترو مغناطیس
10- ترکیب محیط اندازه گیری

6-7 تعیین خطا
می توان خطای اندازه گیری را به دو قسمت تقسیم کرد :
1- خطای قابل تصحیح
2- خطای غیر قابل تصحیح

بررسی انواع خطا را می توان با تیراندازی به یک هدف مقایسه کرد :
تیراندازی باید با :
دقت (precision)
صحت (accuracy)
انجام پذیرد.
درستی وصحت: نزدیکی میان خروجی هاییک سیستم نسبت به مبدا مورد نظر.
دقت: نزدیکی خروجی هاییک سیستم نسبت به یکدیگر.
خطای قابل تصحیح یک خطای روش مندerror)(systematic است.
خطای روشمند می تواند بصورت :
1- ثابت (Constant Error) و یا
2- متغییر (Proportional Error) باشد .
در گواهی کالیبراسیون خطای روشمند ( یا تصحیح ) را معمولا در مقابل اعداد قرائت شده می نویسند.
خطای روشمند توسط منابع روشمند خطا ایجاد می شوند. عواملی که تا حدود زیادی و به طور یکنواخت و بدون تغییر و انقطاع بر نتیجه اثر می گذارند. این عوامل باعث می شوند مقادیر خوانده شده از دستگاه اندازه گیری از مقدار واقعی قراردادی استاندارد اندازه گیری فاصله بگیرند.
از جمله منابع روشمند بوجود آورنده خطا عبارتند از : اختلاف ثابت عددی شرایط محیطی از شرایط مرجع و فرسودگی قطعات حساس و اثرگذار بر نتیجه اندازه گیری.
به مقدار خطای حاصل از منابع روشمند، خطای روشمند گفته می شودکه بر حسب یکای اندازه گیری بیان می شود. در صورت بروز و اثبات خطای روشمند باید آنرا تصحیح کرد.
خطای غیر قابل تصحیح یک خطای تصادفی (random Error)است . خطای تصادفی خطائی است که در یک اندازه گیری به صورت تصادفی و پیش بینی نشده ظاهر میشوند که شامل : جریان هوا ، لرزش، سرو صدا، تشعشع و … می باشد.
• خطا های تصادفی را میتوان با میانگین گرفتن و استفاده از فنون آماری به حداقل رساند.
• این خطا در گواهی ها بصورت های گوناگون بیان می شود .مانند :
تکرار پذیریRepeatability: میزان نزدیکی بین نتایج اندازه گیری پی در پی ازیک اندازه ده در شرایط یکسان انجام شده باشد.
تجدید پذیریReproducibility به میزان نزدیکی بین نتایج اندازه گیری روییک اندازه ده در شرایط متفاوت گفته می شود.
عدم قطعیتUncertainty :
پارامترهای مربوط به نتیجه اندازه گیری که پراکندگی مقادیر را ( که میتوان بطور منطقی به اندازه ده نسبت داد) مشخص می کند.
6-7 صدور گواهی
گواهی کالیبراسیون باید حداقل حاوی مطالب زیر باشد :
1-شناسایی کالیبره کننده
2-کد شناسایی تجهیز
3-نام روش و شرایط کالیبراسیون
4-خطای تصادفییا عدم قطعیت کالیبراسیون و خطای روشمند کالیبراسیون
5-ردیابی کالیبراسیون با مراکز ملییا بین المللی
6-تاریخ کالیبراسیون
7- اعلام نتایج کالیبراسیون
تجهیزات اندازه گیری را از نظر کالیبراسیون و اندازه شناختی بر مبنای خطای مجاز به سه دسته زیر طبقه بندی کرد :
1- قبول
2- مشروط
3- مردود
قبول : خطای بدست آمده کمتر یا مساوی خطای مجاز باشد.
مشروط : هنگامی که برخی از الزامات اندازه شناختی توسط دستگاه برآورده می شود.
مردود : در صورت بیشتر بودن خطای دستگاه از خطای مجاز، دستگاه مردود اعلام می شود و این به این معنی است که حداقل الزامات اندازه شناختی توسط دستگاه رعایت نمی شود.
در این مورد نباید از دستگاه برای اندازه گیری استفاده کرد .
ثبت و حفظ ونگهداری سوابق کالیبراسیون
مدارک کالیبراسیونی که باید حفظ شود :
1- شناسنامه تجهیز
2- فهرست تجهیزات اندازه گیری
3- گواهی کالیبراسیون
4- برچسب کالیبراسیون
5- تائید صلاحیت کالیبره کننده
6- لیست سوابق کالیبراسیون
* فنون کالیبراسیون
بطور کلی کالیبراسیون به سه روش قابل اجراست:
1. روش اول کالیبراسیون برای بدست آوردن خطا و ثبت نتایج حاصله می باشد.
2. روش دوم، روش اول را در بر گرفته و علاوه بر آن نتایج حاصله با استاندارد و دستورالعمل مقایسه شده و وضعیت وسیله نیز از جهت قبول و یا رد آن مشخص میشود
3. روش سوم، روش دوم را در بر گرفته و علاوه بر آن تنظیم، تعمیر و یا حذف خطای ایجاد شده را نیز در بر میگیرد.
* اهمیت کالیبراسیون
* دقت دراندازه گیری
* کاهش هزینه های تعمیراتی
* ایجاد اعتماد در جامعه و بخصوص در بیماران
* درمان مناسب بیماران به دلیل کاهش خطای اندازه گیری
* افزایش کیفیت ارائه خدمات
* الزامات ایزو برای کالیبراسیون تجهیزات اندازه گیری
* و غیره
٢- روش محاسباتی
روابط ریاضی به کار رفته در این شبیه سازی عبارتند از معادلات بقای جرم و اندازه حرکت برای جریان پایدار که معادله بقای جرم را می توان به صورت زیر نوشت :
دامنه محاسباتی و پارامترها
ناحیه جریان تحلیل شده در این شبیه سازی شامل یک دبی سنج است که در یک لوله به قطر ۱۰۳ میلیمتر قرار گرفته است. فاصله (D) ولوله دارای طولی معادل ۱۵ برابر قطر آن 12 است. D ۲ و D دبی سنج از ابتدا تا انتهای لوله به ترتیب حجم داخل لوله همان طور که در شکل (2)نشان داده شده به سه ناحیه تقسیم می شود .

در شبیه سازی فوق از شبکه بدون سازمان استفاده شده و برای محاسبه تنش ها روی دیواره ضخامت اولین سلول طوری در محدود ۲۰ تا ۵۰۰ قرار گیرد. ۴ Y+ در نظر گرفته شده که ورودی در مکان های مناسب در برابر جریان، جهت تخمین فشار متوسط کل و یک سوراخ در انتها برای دریافت فشار مرجع پشت در نظر گرفته شده است. پروفیل سرعت توسعه یافته در رژیم جریان لایه ای توسط روش تئوری معلوم می باشد و برای جریان آشفته بر طبق قانون نمایی، ضریب نما با توجه به عدد رینولدز مشخص و پروفیل مذکور معلوم می باشد که در هر دو حالت، داده های توزیع سرعت در مقطع ورودی به عنوان شرط مرزی معلوم وارد شبیه سازی معلوم فرض شود e و k می شود. در رژیم آشفته، لازم است. امکان محاسبه آنها / که با فرض شدت آشفتگی جریان ۰۱ فراهممی شود. شکل مقطع عرضی دبی سنج شدیداً ضریب کالیبراسیون را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین در این تحقیق یک مطالعه پارامتری روی سه شکل کاربردی که معمولا" استفاده می شود لوزی -دایره -بیضی) انجام گردیده است. پارامترهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و بازه تغییرات استفاده شده به شرح زیر است :
۱-اثر عدد رینولدز برای هر سه شکل و برای انسداد ثابت در لوله مطالعه شده است.
۲-برای شکل لوزی یک تحلیل مقایسه ای برای داشتن لبه های تیز و لبه های گرد شده در گوشه های قطری(عمود به و (d) جریان) انجام شده است . برای عرض ورودی دبی سنج).انسداد ثابت شعاع گوشه ها از ۱ تا ۴ میلیمتر با گام ۵ میلیمتر تغییر داده شده است.
۳- برای شکل بیضی نسبت قطر بزرگ به قطر کوچک که نسبت منظری نامیده می شود با ثابت نگه داشتن قطر کوچک (عمود بر جریان) تغییر داده شده است . بیشترین مقدار ضریب منظری استفاده شده برابر ۸ است و انتظار می رود .بیضی در این حالت مثل صفحه تخت عمل کند [ ۷
۴-اثر انسداد بر ضریب کالیبراسیون برای شکل های لوزی و دایره بررسی شده است. ابعاد مقطع عرضی دبی سنج با ثابت نگه داشتن قطر لوله جهت تحلیل اثر انسداد در اعداد رینولدز مختلف تغییر کرده است.
٣- نتایج و بحث
یک مطالعه پارامتری روی مشخصه های دبی سنج با شبیه سازی عددی انجام و نتایج در شکل های ۳ تا ۲۵ ارایه شده است. اثر شکل جسم روی ضریب کالیبراسیون تحلیل و جهت طراحی بهینه مقایسه شده است. همچنین اثر انسداد و مناسب بودن دبی سنج برای جریان هایی با عدد رینولدز کم بحث شده است. خطوط جریان و شکل پروفیل توزیع فشار استاتیک را حول دبی سنج لوزی شکل در رینولدز ۱۵۰۰۰۰ نشان می دهد، با جدایش سیال، فشار استاتیک کاهش می یابد .و حتی مقادیر منفی در ناحیه گردابه پیدا می کند این پدیده منجر به اختلاف فشار زیاد در دو طرف دبی سنج می شود. بنابراین ضریب کالیبراسیون برای این شکل کوچک است. به هر حال به دلیل حساسیت کم طرف فشار پایین به. برای ضریب کالیبراسیون / جریان، تقریباً مقادیر ثابت ۴۴ مشاهده می شود. بیشینه مقدار برای تغییر عدد رینولدز از می باشد. همچنین به ± ۰/ ۵۰۰۰۰ تا ۷۴۳۰۰۰ تغییر % ۶ منظور بررسی تاثیر عدد رینولدز بر ایجاد گردابه و فشار،خطوط جریان و پروفیل های فشار ثابت برای دبی سنج لوزی500000 و ،۳۵۰۰۰۰ ،۲۰۰۰۰ ، شکل در رینولدزهای ۷۰۰۰،743000 در اشکال ۵ تا ۱۴ آورده شده است.اگر لبه های تیز، گرد شوند اندازه گردابه کاهش می یابد، با مقایسه پروفیل های خطوط جریان و توزیع فشار در شکل های 15 و ۱۶ مطلب مذکور را تصدیق می نماید البته ممکن ،۴ ،۳است این تغییر منجر به افزایش در مقدار ضریب کالیبراسیون گردد. از این رو لبه ها در نقاط جدایش با یک شعاع خاص گرد شده اند. مشاهده گردید که اندازه گردابه با افزایش شعاع گوشه ها کاهش یافت. همان طور که در شکل ۱۷ نشان داده شده ضریب کالیبراسیون در عدد رینولدز ۵۰۰۰۰ با افزایش شعاع گوشه افزایش می یابد که می تواند به خاطر کاهش در اندازه گردابه به سبب تاخیر در جدایش باشد.

شکل۳- توزیع خطوط جریان حول دبی سنج لوزی شکل در رینولدز۱۵۰۰۰

شکل۴- توزیع فشار حول دبی سنج در رینولدز (Pa) ۱۵۰۰۰۰

شکل۵-خطوط جریان در رینولدز۷۰

شکل۶- خطوط فشار ثابت در رینولدز۷۰۰

شکل۷-خطوط جریان در رینولدز۲۰۰۰۰

شکل۸- خطوط فشار ثابت در رینولدز۲۰۰

شکل۹-خطوط جریان در رینولدز۳۵۰۰

شکل۱۱-خطوط جریان در رینولدز۵۰۰۰۰۰

شکل۱۲ – خطوط فشار ثابت در رینولدز۵۰۰۰

شکل۱۳-خطوط جریان در رینولدز۷۴۳۰۰۰

شکل۱۴ – خطوط فشار ثابت در رینولدز۷۴۳۰۰۰

شکل۱۵ – توزیع خطوط جریان حول دبی سنج لوزی شکل با گوشه های گرد شده باشعاع0/005 متر در رینولدز۱۵۰۰۰۰

شکل۱۶ – توزیع خطوط فشار ثابت حول دبی سنج لوزی شکل با گوشه های گرد شده با شعاع 0/005متر در رینولدز150000
جریان حول دبی سنج بیضوی، به منظور رسیدن به یک افزایش در ضریب کالیبراسیون با تشکیل گردابه کمتر تحلیل شده است، خطوط جریان و توزیع فشار حول دبی سنج فوق در شکل های ۱۸ و ۱۹ در رینولدز ۱۵۰۰۰۰ نشان داده شده اند. تغییرات ضریب کالیبراسیون و ضریب افت فشار دائمی با نسبت منظری در عدد رینولدز ۵۰۰۰۰ به ترتیب در شکل 20 ارائه شده است. دیده می شود که ضریب کالیبراسیون ابتدا با افزایش در نسبت منظری افزایش می یابد و سپس ثابت می ماند (شکل ۲۰) جریان حول دبی سنج دایروی به منظور مقایسه نحوه تشکیل خطوط جریان و مقادیر فشار با هندسه های دیگر دبی سنج در شکل های ۲۱ و ۲۲ در رینولدز ۱۵۰۰۰۰ نشان داده شده است.

شکل۱۸ – توزیع خطوط جریان حول دبی سنج بیضی شکل در رینولدز۱۵۰۰۰

شکل۱۹ – توزیع خطوط فشار ثابت حول دبی سنج بیضی
شکل در رینولدز۱۵۰۰۰۰

شکل۲۱ – توزیع خطوط جریان حول دبی سنج دایروی شکل در رینولدز۱۵۰۰۰۰

شکل۲۲ – توزیع خطوط فشار ثابت حول دبی سنج دایروی شکل در رینولدز۱۵۰۰۰۰

مقایسه مقادیر ضریب کالیبراسیون برای ۳ نوع شکل در رینولدز های مختلف در شکل ۲۳ نشان داده شده است. شکل فوق نشان می دهد که ضریب کالیبراسیون برای دبی سنج لوزی شکل کمترین و برای بیضوی بیشترین است (ضریب منظری8).تغییر در مقدار متوسط ضریب کالیبراسیون روی بازه اعداد رینولدز آزمایش شده برای شکل لوزی کمینه (6. ±%)و برای شکل دایره ای بیشینه است (5.7%±)مقدار متوسط است. تغییرات برای شکل بیضوی(1.8%±) تغییرات کم در ضریب کالیبراسیون باعث خطای کمتر در اندازه گیری در نرخ تخلیه دبی سنج می شود که عموماً بر پایه مقادیر متوسط ضریب کالیبراسیون می باشد.
سطح جریان عبوری از لوله به دلیل ورود دبی سنج کاهش می یابد. فاکتور انسداد عموماً به صورت نسبت مساحت مسدود شده بوسیله دبی سنج به سطح واقعی مقطع عرضی لوله تعریف می شود .
ضریب کالیبراسیون با افزایش ضریب انسداد یک روند کاهشی را برای هر دو شکل نشان می دهد که می تواند مربوط به شتاب سیال و افزایش در اختلاف فشار ثبت شده توسط دبی سنج باشد. همچنین مقادیر ضریب کالیبراسیون در اعداد رینولدز کم برای دبی سنج لوزی شکل به وسیله تغییر دادن خواص جریان سیال تحلیل ارائه شده است. همان طور که مشاهده می شود ضریب کالیبراسیون با افزایش عدد رینولدز به بالای ۴۰۰ زیاد می شود و سپس مقدار ثابتی را نشان می دهد که خیلی نزدیک به مقادیر مشاهده شده برای رژیم جریان آشفته می باشد .بنابراین ضریب کالیبراسیون می تواند روی بازه بزرگی از اعداد رینولدز تا مرز بحرانی ثابت باشد.
٤- نتیجه گیری
در این تحقیق پارامترهای مهم در کارکرد دبی سنج با استفاده از یک روش عددی بر مبنای المان حجمی محدود مورد بررسی قرار گرفته است. بر پایه تحلیل انجام شده می توان چنین نتیجه گیری کرد:
۱- گرد کردن لبه های تیز شکل لوزی ضریب کالیبراسیون را زیاد می کند ولی آن را نسبت به تغییر عدد رینولدز حساس می کند.
۲- دبی سنج دایره ای شکل مقادیر بزرگ تری از ضریب کالیبراسیون را در مقایسه با شکل لوزی نشان می دهد.
۳- شکل بیضی با ضریب منظری زیاد بیشترین مقدار ضریب کالیبراسیون را با توجه به شکل های تحلیل شده نشان می دهد. تغییر در ضریب کالیبراسیون با تغییر در عدد رینولدز برای این شکل 8/1 % ± است که خطای محاسبات دبی جرمی را کمینه می کند.
۴- ضریب کالیبراسیون در خانواده دبی سنج های اختلاف فشاری دارای کمترین افت فشار است و تقریباً در بازه بزرگی از رینولدزها ضریب کالیبراسیون ثابتی دارد .

* آشنایی با نحوه کالیبراسیون آنالایزر های TOTAL SULPHUR
دستگاههای اندازه گیری باید به طور دوره ای کالیبره شوند. گذشت زمان، فرسودگی، حوادث غیر قابل پیش بینی، باعث می شوند تا قابلیت ردیابی نتایج آنها تا استانداردها زیر سوال رفته و نیازمند تایید مجدد باشند. برای تجهیزات کالیبره شده گواهی کالیبراسیون صادر شده و ضمیمه دستگاه می گردد. کالیبره کردن تمام تجهیزات لازم نیست. برخی از آنها ممکن است صرفا به عنوان نشان دهنده مورد استفاده قرار گیرند. انواع دیگر تجهیزات ممکن است به عنوان ابزار تشخیصی و آشکارسازی به کار بروند. هر گاه وسیله ای برای تعیین قابلیت پذیرش محصول و یا عوامل موثر در فرایند آزمون مورد استفاده قرار نگیرد کالیبراسیون آن ضرورت ندارد. اهداف اصلی کالیبراسیون ۱- برای اطمینان از قرائت هایی که از دستگاه صورت می گیرد. ۲- برای تعیین درستی مقادیر خوانده شده از دستگاه. ۳- برای استقرار قابلیت ردیابی دستگاه به استانداردهای مرجع
)هدف نهایی کالیبراسیون برقراری قابلیت ردیابی عنوان شده است). قابلیت ردیابی traceability مهمترین ویژگی که یک اندازه گیری باید داشته باشد وجود قابلیت ردیابی نتایج آن تا استانداردهای ملی و سپس بین المللی می باشد.
وقتی سطح اطمینان و عدم قطعیت کلیه اندازه گیری ها بیان شود درستی و دقت نتایج اندازه گیری تضمین می گردد. قابلیت ردیابی قابلیت ارتباط دادن مقدار یک استاندارد یا نتیجه یک اندازه گیری با مرجع های ملی یا بین المللی از طریق زنجیره پیوسته مقایسه ها که همگی عدم قطعیتی معین دارند. کالیبراسیون تنها راه برقراری قابلیت ردیابی می باشد استقرار قابلیت ردیابی نتایج اندازه گیری (در کالیبراسیون) بوسیله تعیین نام دستگاه مرجع کالیبراسیون و عدم قطعیت آن محاسبه اعلام عدم قطعیت اندازه گیری برای نتایج کالیبراسیون و نیز بیان شرایط محیطی اثر گذار بر نتیجه اندازه گیری قابلیت ردیابی نتایج کالیبراسیون استقرار می یابد.
پیشنهاد می شود که هر زمان تغییری در میزان فلوی ورودی گاز طبیعی و گازH2 داده می شود و هر ماه یکبار(طبق موافقت نامه عملیاتی) کالیبراسیون انجام گیرد.
لازم است که قبل از کالیبراسیون وضعیت FILTER HUMIDIFIER و اسید استیک 5% داخل ظرف مرطوب کننده (معادل 3/1 کل حجم ظرف) چک گردد و در صورت مشاهده وضعیت نامناسب فیلتر و اسید تعویض گردند.

نتیجه گیری

برای انتقال و ذخیره سازی مایعات و گازها باید در مورد خواص و رفتار این سیالات اطلاعات کافی در اختیار داشت.بسیاری از این نیروها بر روی این سیالات اثر کرده،به گونه ای که باعث تغییر فشار،دما، تنش و کشش در آنها میشود.
روتامترها، صفحات سوراخ دار، ونتوری و جابه جایی سنج ها به شکل گسترده ای برای اندازگیری شدت جریان سیال در عملیات های صنعتی به کار می روند. از صفحات سوراخ دار و روتامترها بیش از سایر تجهیزات استفاده می شود. از طرف دیگر صفحات سوراخ دار ارزان ترین و انعطاف پذیرترین این تجهیزات هستند.با وجود افت فشاری که به طور دایمی ایجاد می کنند آنها را میتوان یکی از تجهیزات رایج در دانست. در صنعت معمولا از چندین نوع جریان سنج جرمی استفاده می شود.
مبحث اندازه گیری از جمله مباحثی است که همواره در صنعت مورد توجه بوده و می باشد . کمیتها و پارامترهای عمده که در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی مورد اندازه گیری و کنترل قرار می گیرند عبارتند از فشار ، دما، ارتفاع سطح و جریان که در بین این کمیتها اندازه گیری و کنترل جریان نقش مهم و بسزایی را ایفا می کند . با توجه به شرکتی شدن مناطق گاز رسانی و ضرورت ایجاد واحدهای اندازه گیری و توزیع گاز در شرکتهای گاز استانی بحث اندازه گیری جریان گاز از جایگاه ویژه ای برخوردار گردید چرا که با توجه به حجم بالای گاز عبوری از یک ایستگاه CGS و یا ایستگاههای صنعتی ، دستگاههای اندازه گیری جریان گاز می بایست دارای خصوصیات و شرایط ویژه ای باشند.
برای کنترل فرآیند صنعتی، باید مقدار ماده ای که وارد فرآیند میشود یا از آن خارج میشود معلوم باشد.چون تا حد امکان به شکل سیال منتقل میشوند، اندازه گیری آهنگ جریان سیال در لوله یا سایر کانال ها اهمیت دارد.در صنعت، انواع مختلف جریان سنج ها به کار میروند.جریان سنج بر این مبنای انتخاب میشود: قابلیت کاربرد، هزینه نصب و هزینه های کارکرد، گستره آهنگ های جریان که جریان سنج میتواند با آن کار کند، و دقت جریان سنج.گاهی اوقات، نمایش تقریبی آهنگ جریان تنها کاری است که جریان سنج انجام میدهد؛ ولی درمواردی مانند کنترل خوراک راکتورها یا انتقال مقدار معینی سیال، برای اندازه گیری بسیار دقیق آهنگ جریان جرمی از آن استفاده میکنند. جهت اندازه گیری جریان سیالات ، دستگاهها و روشهای متفاوتی وجود دارد که بطور اختصار می توان موارد زیر را نام برد :
1- وسایل ایجاد کننده اختلاف فشار
2- جریان سنجهای سرعتی
3- جریان سنجهای نوع جابجایی
5- جریان سنجهای جرمی

در این پایان نامه در رابطه با انواع جریاسنج ها،کاربرد و مزیت آنها در قالب طرح تحقیق گنجانده شده بود و از آن جهت ک در فرآیندها،کنترل جریان های عبوری از خطوط و برای کنترل فرایند صنعتی این مبحث از اهمیت خاصی برخوردار است امیدواریم که طرح تحقیق و اهمیت آن محضر خوانندگان مفید واقع شده باشد.

باتشکر

منابع

1- کتاب هندبوک فشرده مهندسی شیمی(ریچارد گریسکی)
2- کتاب مبانی کنترل فرآیند در مهندسی شیمی (تالیف دکتر منوچهر نیک آذر)
3- کتاب عملیات واحد مهندسی شیمی (ترجمه بهرام پوستی)
4- کتاب اصول و کاربرد انتقال جرم (مولف پروفسور آنتونی هینز،رابرت مادوکس)
5- کتاب اصول عملی اجرای خطوط لوله نفت و گاز (مترجم مهندس موسی زارع ثانی)
naturalgaspipeline.blogfa.com -6
profdoc.um.ac.ir-7
ekteshaf.nioc.ir-8
fa.wikipedia.org- 9