مقدمه
امروزه روش های التراسونیک جزء لاینفک بیشتر تجهیزات اندازه گیری ابزار دقیق مخصوصا نمونه های غیر تماسی گردیده است .در سنسور های فلو التراسونیک که در حوزه وسیعی از گازها و مایعات کاربرد دارند با توجه به خواص دوپلرکه در فیزیک با آن آشنا هستید فرکانسی از یه منبع تولید شده و از طرف دیگر یک گیرنده این فرکانس را لحظه به لحظه چک میکند . در صورتی که فلوی سیال دچار تغییر می شود این فرکانس رفت و برگشت تغییر به خاطر سرعت سیال تغییرمحسوسی خواهد داشت .
اندازه گیری و کالیبره این تغییرات بر حسب فلو به شما امکان اندازه گیری فلو به روش آلتراسونیک را خواهد داد . در عمل تکنیک اندازه گیری فلو به روش التراسونیک پیچیدگی های خود را خواهد داشت ولی اساس اندازه گیری اکثر فلومترهای اولتراسونیک مکانیزم دوپلر می باشد .
نکات مهم در انتخاب فلومتر التراسونیک
- رنج اندازه گیری فلو
- فشار خط
- نحوه نصب
- چگالی یا ویسکوزیته سیال
- پرتابل یا ثابت بودن دستگاه
- وجود ذرات ناخالص در دستگاه
کاربرد فلومتر التراسونیک
- این سنسور مایع را کنترل می کند.
- 3 مقدار پروسس را تشخیص می دهد
- مقدار جریان حجمی
- مقدار مصرفی
- درجه حرارت متوسط
- برای موارد زیر استفاده می شود
- اب
- مواد گلیکولی
- روغن
SU7000
فلومتری است که برای روغن ، آب و مواد گلیکولی استفاده می شود . این سنسور فلومتر اولتراسونیک علاوه بر داشتن خروجی سوییچ میتواند سیگنال آنالوگ دما و فلو را در خروجی دوم ارائه دهد ، دقت اندازه گیری میزان فلو در هر پله 0.1 مترمکعب بر دقیقه بوده و برای دما 0.2درجه سانتی گراد می باشد.
می توان برای مقادیر جریان حجمی تا 200 لیتر در دقیقه استفاده کرد.
خروجی اول : قابلیت سه انتخاب
- سوییچ فلومتر
- پالس فلومتر
- سوییچ کانتر
خروجی دوم / سیگنال شناسایی: قابلیت پنج انتخاب
- سوییچ فلو مانیتور
- سوییچ دما
- خروجی آنالوگ حجم فلو
- خروجی آنالوگ دما
- ورودی سیگنال خارجی برای ریست کانتر
جریان سنج مکاترونیک
انواع جریان سنج مکاترونیک
سنسور استاندارد SBU324
- کنترل جریان قابل اطمینان برای خنک کننده دریل داخلی.
- مقدار جریان حجمی: 25 لیتر در دقیقه، 50 لیتر در دقیقه، 75 لیتر در دقیقه.
- محدوده فشار تا 200 بار.
- نقاط سوئیچ می توانند (به طور پیش فرض) به طور مداوم تنظیم شوند.
- خروجی سیگنال دیجیتال یا آنالوگ.
- زمان پاسخ ≤ 10 میلی ثانیه
سنسورهای استاندارد SBY333
- سنسور جریان جریان دودویی برای مایعات.
- حجم جریان حجمی: 15 لیتر در دقیقه، 25 لیتر در دقیقه، 50 لیتر در دقیقه، 100 لیتر در دقیقه، 200 لیتر در دقیقه در دقیقه.
- زمان پاسخ ≤ 10 میلی ثانیه
- نقاط سوئیچ می توانند (به طور پیش فرض) به طور مداوم تنظیم شوند.
- خروجی دودویی سوئیچینگ
- محدوده فشار 25 بار.
- سنسور جریان با جلوگیری از بازگشت سیال
- مناسب برای مایعات تا 180 درجه سانتیگراد.
- مستقل از تغییرات دما و فشار.
- مستقل از درجه حرارت بسیار زیاد نوسان.
- می توان در هر موقعیت نصب کرد.
- محدوده جریان از 0.3 – 25 لیتر در دقیقه است.
- سیگنال خروجی آنالوگ 4 تا 20 میلی آمپر است.
- زمان پاسخ ≤ 10 میلی ثانیه
- محدوده فشار تا 15 بار.
- می توان استفاده کرد e.g. که در
- نظارت بر مدارهای خنک کننده در سیستم های کنترل دما
- نظارت بر مدارهای خنک کننده را در برنامه های کاربردی با درجه حرارت بالا
دستگاه های دیگر:
- نظارت برجریان هوا
- نظارت قابل اطمینان بر جریان هوا تا 30 متر بر ثانیه دارای نشانگر وضعیت سوئیچینگ توسط LED
- دارای خروجی آنالوگ یا خروجی سوئیچینگ برای نظارتنسخه های AC یا DCV مخصوص طراحی فضای ذخیره سازی
توضیحات:
سنسور فلو التراسونیک SL برای کنترل جریان هوا به کار می رود . این سنسور عمدتا در قسمت مرکزی سیستم های تهویه ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد تا میزان کافی هوا را فراهم کند. عمق غوطه وری در مجرای می تواند به صورت مورد نیاز با استفاده از گیره نصب شده اصلاح شود.
کدفنی این سنسور ها با حروف SLآغاز می گردد
دستگاه های دیگر:
واحدهای ارزیابی نظارت بر جریان در مکان هایی که استفاده از سنسورهای جریان با ارزیابی یکپارچه امکان پذیر نیست، سنسورها در ترکیب با واحدهای ارزیابی استفاده می شوند.
مثلا :مناطق خطرناک، فضاهای محصور و یادر جایی که مقادیر جریان به صورت غیر متمرکز نشان داده شوند.بسته به نوع، می تواند جریان، درجه حرارت و یا پارگی سیم را نظارت کند. تمام واحدهای جریان را با استفاده از یک نوار نشانگر LED نشان می دهد.واحدهای ارزیابی جهت اندازه گیری به طور مستقیم به سنسور جریان با استفاده از یک اتصال دهنده M12 متصل می شوند.
ویژگی ها:
- تکرارپذیری بالا
- حالت تنظیم ساده برای تنظیم سریع
- اتصال فرآیند متغیر با استفاده از آداپتورها
- نظارت مؤثر بر مایعات و گازها
- قفل کردن الکترونیکی مقادیر تنظیمات
کدهای فنی محصولات این دسته با حروف SNو SR شروع میشوند
سنسور فلو الکترومغناطیسی
این نوع سنسور برای مایعات دارای خاصیت هدایت الکتریکی مناسب است. به عنوان نمونه میتوان به مایعاتی مانند آب (آشامیدنی و فاضلاب)، اسیدها، مواد قلیایی و دوغاب اشاره کرد. بیشترین کاربرد این نوع سنسور فلو التراسونیک در بخشهای مدیریت آب و صنایع غذایی است. همچنین در صنایع معدنی که نیاز به اندازهگیری دبی دوغاب خورنده و مخلوط شن و آب وجود دارد.
عملکرد سنسور فلو الکترومغناطیسی
عبور ذرات باردار سیال، از درون میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیمپیچ داخل این سنسور، ولتاژ الکتریکی القا میکند. شدت این ولتاژ به طور مستقیم با سرعت جریان سیال متناسب است و برای اندازهگیری دبی حجمی سیال به کار میرود. در مواردی که چگالی مایع در طول فرآیند ثابت است (مانند آب)، میتوان به راحتی، دبی حجمی را به دبی جرمی تبدیل کرد.
ویژگی های سنسور فلو الکترومغناطیسی
این نوع سنسور مایع را کنترل می کند.
3 مقدار پروسس را تشخیص می دهد:
- مقدار جریان حجمی
- مقدار مصرفی
- درجه حرارت متوسط
سنسور استاندارد SM6000
- نشان دهنده مقادیر جریان حجمی، مقادیر کل و دما.
- دقت بالا، تکرارپذیری و دینامیک اندازه گیری.
- مناسب برای رسانا از μS / cm.20
- سنجش جریان حجمی تا 100 لیتر در دقیقه.
- همچنین دارای حلقه EPDM O-ring برای کاربردهای آب آشامیدنی.
- اتصالات فرایند مختلف با استفاده از آداپتورها.
- نمایشگر 4 رقمی الفبایی برای نمایش واحدها.
دبی سنج گردابی(vortex Flowmeter)
سنسور فلو التراسونیک گردابی می تواند دبی بخار، گاز و مایع را با استفاده از ایجاد گرداب محاسبه می کنند. جریان گردابی هنگامی اتفاق می افتد که مانعی در مسیر جریان سیال وجود داشته باشد. لغت مانع (obstruction )در اینجا، به جسمی مقاوم در مسیر سیال اطلاق می شود که سبب ایجاد و شکل گیری حرکت چرخشی در مسیر پائین دست خود می شود.
هنگامی که گردابها شکل گرفته و جاری می شوند در فشار تفاضلی ایجاد شده، تغییر حاصل می شود. این تغییر فشار برای بکار انداختن سنسوری در فرکانس متناسب با جریان گردابی استفاده می شود. در جریان پیوسته سیال، یک سری از گردابها، پالسهای الکتریکی با فرکانسی متناسب با سرعت سیال تولید می کنند. سرعت بدست آمده می تواند به نرخ جریان حجمی تبدیل شود. خروجی دبی سنج گردابی وابسته به فاکتور k است. فاکتور k بیانگر فرکانس گردابهای تولید شده در سرعت سیال می باشد.
Fluid vrlocity=Vortex Frequency/ k-factor
فاکتور k با تغییر عدد رینولدز (این عدد نسبت نیروی لختی به نیروی گرانروی میباشد.) تغییر می کند. اگر چه در رنج وسیعی از دبی عملا ثابت است. اگر دبی سنجهای گردابی در رنج تخت (flat range)کار کنند، نرخ دبی بصورت خطی با سرعت رابطه دارد.
نحوه نصب دبی سنج گردابی
در شکل زیر نحوه نصب این سنسور فلو التراسونیک گردابی در شرایط گوناگون ترسیم شده است:
اساس عملکرد فلومتر Vortex (جریان سنج گردابی)
اگر توپک در مسیر لوله ای که حاوی جریان سیال است قرار گیرد، لایه ای مرزی تشکیل می شود که در سطح بدنه توپک گسترش می یابد. به دلیل اندازه حرکت ناکافی و گرادیان فشار معکوس، جدایی اتفاق می افتد و برش لایه ایshear layer) ) ناپایدار ایجاد می شود. این لایه برش یافته به گردابهایی تبدیل می شود که از کنار توپک شروع به پخش شدن می کند. فرکانسی که در آن جفت گرداب جاری می شود متناسب با سرعت سیال است. از آنجایی که فرآیند ایجاد جاری شدن گردابها تکرار پذیرند، از این روش می توان برای مشخص کردن دبی استفاده کرد.
برای آشکار کردن جریان جفت گردابها یعنی تبدیل تغییرات فشار و سرعت ناشی از گردابها به سیگنالهای الکتریکی از سنسورهایی استفاده می شود.
نکته قابل ذکر در مورد فلومتر های ورتکس(VORTEX) این است که این نوع از فلومتر ها بر اساس حجم عبوری اندازه گیری می کنند و برای اندازه گیری به صورت جرمی (مانند مواردی که سیال بخار است ) بایستی با استفاده ازترانسمیتر فشار جداگانه و همچنین سنسور دما و اتصال آنها به فلو کامپیوتر به محاسبه جرم عبوری یا مقدار انرژی جابجا شده پرداخت .
اندازه گیری جریان ورتکس Vortex
ویژگی ها
- اندازه گیری یکپارچه دما
- صفحه نمایش چند رنگ قابل چرخش
- اتصال فرآیند را می توان برای هم ترازی بهینه چرخان کرد
- تغییر رنگ قرمز / سبز برای مقادیر فرآیند
- می توان برای آب با هدایت و بدون هدایت (آب دئونیزه شده) استفاده کرد
توضیحات :
برای انجام وظایف بیشتر، این سنسورها می توانند مقدار جریان حجمی و دمای محیط را اندازه گیری کنند، از آنها اغلب در مدارهای خنک کننده استفاده می شود، به عنوان مثال در فولاد، صنعت خودرو و شیشه سازی.
سنسورها به اصل اندازه گیری گرداب عمل می کنند.. اصل گرداب تقریبا مستقل از نوسانات فشار و دمای محیط است.
این سنسور ها دارای یک نمایشگر روشن برای نشان دادن ارزش پردازش هستند. جریان جاری و دما به عنوان یک سیگنال آنالوگ، سیگنال فرکانسی، خروجی سوئیچینگ و یا از طریق IO-Link به عنوان یک گزینه ارائه می شود.
تنظیم پارامتر از طریق دکمه های سنسور یا از طریق IO-Link انجام می شود، مثلا از رابط USBنرم افزار LINERECORDER SENSOR برای تجسم، انتقال و ذخیره مجموعه پارامترها استفاده می شود.
Vortex flow meters
ویژگی ها
- اندازه گیری یکپارچه دما
- برای آب با هدایت و بدون هدایت (آب دئونیزه شده)استفاده میشود
- تنظیم سریع و آسان
- بدنه فشرده برای نصب در فضای محدود
توضیحات :
برای انجام وظایف بیشتر، این سنسورها می توانند مقدار جریان حجمی و دمای محیط را اندازه گیری کنند، از آنها اغلب در مدارهای خنک کننده استفاده می شود، به عنوان مثال در فولاد، صنعت خودرو و شیشه سازی.
سنسورها به اصل اندازه گیری گرداب عمل می کنند.. اصل گرداب تقریبا مستقل از نوسانات فشار و دمای محیط است.
خروجی جريان به عنوان سيگنال آنالوگ ودما به عنوان سيگنال Pt1000 است.