Akış ölçümüne genel bakış.

Tanıtım

Akış hızını ölçme yeteneği, bir diğer önemli süreç ölçümüdür. Dört farklı akış ölçüm dönüştürücü sınıfı vardır: fark basınç ölçümü , hıza dayalı ölçüm, pozitif yer değiştirme ölçümü ve kütle akış ölçümü.

Diferansiyel basınç ölçüm cihazları, kısıtlayıcı ve kısıtlayıcı olmayan cihazlara ayrılabilir. Akışkan, kısıtlayıcı bir akış elemanından aktığında, o eleman boyunca bir diferansiyel basınç (P1-P2) vardır. Bu basınç doğrudan hacimsel debi ile ilgilidir. Diferansiyel basıncı ölçtüğümüz için, yukarıdaki basınç
transdüserlerinin çoğu bu basıncı tespit etmek için kullanılabilir. Bu prensibe dayanan dört tip sensör vardır: orifis plakaları , venturi tüpleri , akış nozulları ve kama elemanları. Her birinin avantajları ve dezavantajları aşağıdaki tabloda gösterilmişti

Kısıtlayıcı olmayan cihazlar arasında pitot-statik tüpler bulunurve annubarlar. Her durumda, iletilen basınç, sıvı hızının bir fonksiyonudur. Tabii ki, sıvı hızı biliniyorsa, hacim akış hızını belirlemek için süreklilik denklemi uygulanabilir. Pitot-statik tüple ilgili sorun, hızı yalnızca bir noktada, genellikle merkez hattında ölçmesidir. Bununla birlikte, enine kesit boyunca akış hızı değişken olduğundan, maksimum merkez çizgide meydana gelir, sonuçta ortaya çıkan sinyal ortalama hızı değil, yalnızca merkez hat hızını gösterir. Teoride, bu maksimum ve merkez hat hızı arasında bir ilişki geliştirebiliriz, ancak pratikte bunu yapmak zor olma eğilimindedir. Bu problemle başa çıkmak için bir annubar kullanıyoruz. Pitot-statik tüp ile aynı prensipte çalışan annubar, kanal veya borunun enine kesiti boyunca ortalama hız basıncını tespit eder.

Türbin Tipi Debimetre

Hıza dayalı akış tespiti, bir türbin veya kanatlı çark sensörü, bir girdap dökülme sensörü, bir manyetik sensör veya bir ultrasonik sensör ile gerçekleştirilir. Türbin/kürek çarkı sensörü, akış
akışına dönen bir eleman yerleştirir . Eleman döndükçe, çok düşük voltajlı bir darbe ile sonuçlanan bir manyetik başlatma ile döner. Bir verici bu darbeyi standart bir işlem sinyaline dönüştürür

Vorteks Atma Akış Ölçer

Akışkan bir nesnenin üzerinden akarken, akış nesneden belirli noktalarda ayrılır. Nesne uygun şekilde şekillendirilmişse, akışın ayrılma şekli tahmin edilebilir. Akış ayrıldığında bir girdap oluşur. Bu girdap, yerel statik basınçtan farklı ve sıvı akış hızıyla orantılı bir basınç uygular.

Manyetik debimetre

Bir manyetik akış ölçer, temel elektrik ve manyetik yasalar temelinde çalışır. Böyle bir sayaçta, akışkan iletken görevi görür. Sayacın kendisi iletken olmayan bir malzemeden yapılmıştır. Sayacın çevresinde bir dizi elektrik bobini ve sensör alıcısı bulunur. Elektrik bobinleri bir manyetik alan oluşturmak için kullanılır. Akışkan manyetik alan içinde hareket ederken, akışkanda bir voltaj indüklenir. Sensörler
, sıvı akışının hızıyla orantılı olan bu voltajın büyüklüğünü algılar.

Doppler Tipi Akış Ölçer

Ultrasonik ölçüm cihazı, Doppler etkisi veya seyahat süresi ölçer olabilir. Seyahat süresi ölçer,
bir ses sinyali üretmek için bir dizi ses üreten eleman kullanır . Akışkanın hızı, iletilen sesin hızı ve bu sesin frekansı ile orantılı olacak şekilde düzenlenirler. Doppler
metre, cihaz tarafından üretilen ses dalgalarını yansıtmak için sıvıdaki asılı parçacıklara veya kabarcıklara dayanır.
Polis radarı ile aynı prensipte çalışır .

pozitif yer değiştirme ölçer

Pozitif deplasmanlı ölçer, pozitif deplasmanlı pompalara dayalı döner bir cihazdır.
Birkaç konfigürasyon olmasına rağmen , hepsi temelde aynı şekilde çalışır. Bu sayaçların tüm türleri belirli bir sıvı hacmini hapseder. Akışkan, sayaç boyunca diferansiyel basınç tarafından sayaç boyunca zorlanır. Sayaç, sayaçtan geçen sıvı akışının bir şaftın dönmesine veya salınmasına neden olacak şekilde tasarlanmıştır. Hacimsel akış daha sonra bu şaftın dönüş hızı ile orantılıdır. Şekiller, daha yaygın olan iki PD akış ölçeri göstermektedir.

coriolis kütle akış ölçer

Son derece hassas ölçüm gerektiğinde, coriolis kütle akış ölçerin kullanımı garanti edilir. Kütle akış ölçerin bir konfigürasyonu, Şekil ‘de gösterildiği gibi U-şekilli bir borudur. Tüp, bir elektromıknatıs tarafından y ekseni etrafında titreşime yerleştirilir. Akışkan titreşen borudan geçerken, bir kuvvet dengesizliği
borunun x ekseni etrafında dönmesine neden olur . Bir çift elektromanyetik dedektör bükülmeyi algılar. Büküm derecesi, cihazdan geçen kütle akış hızı ile orantılıdır. Bu sayaçlar çok geniş bir akış aralığını idare edebilir ve son derece hassas ve tekrarlanabilirdir. Ancak, oldukça maliyetlidirler ve genellikle kurulum için önemli bir alan gerektirirler. Ayrıca havalandırılmış akışları ve iki fazlı akışları idare edemezler.