اندازه گیری جریان سیالات به کمک شاخص نیر‌و

اندازه گیری جریان سیالات به کمک شاخص نیر‌و

این تکنیک که بسیار ساده اما پر کاربرد است، از اصابت مستقیم سیال به بخش متحرک دستگاه نیرویی وارد شده و اجزای مکانیکی و سازوکار تعبیه شده در دستگاه می‌تواند از شدت میزان نیروی وارد شده جریان سیال را تخمین بزند. در برخی از دستگاه‌ها و با کاربرد خاص، مرحله بعد می‌تواند تبدیل رقم تخمین زده شده به یک سیگنال الکترونیک باشد. چون دقت بسیار بالایی از دستگاه انتظار نداریم لذا ساختمان این دستگاه ها نیز ساده بوده و در نتیجه قیمت آن نیز بسیار کم است. معمول ترین دستگاه هایی که از این روش استفاده می‌کنند عبارتند از:

  • Target Meter
  • Rotameter

Target Meter:

همانگونه که در شکل زیر نشان می‌دهد، سیال به طور مستقیم به صفحه متصل به محور دستگاه که در مسیر جریان قرار دارد اصابت کرده سپس نیروی وارده را به بخش الکترونیک منتقل و امکان اندازه گیری نیرو فراهم می‌شود. هر چه میزان جریان بیشتر باشد، نیروی منتقل شده نیز بیشتر خواهد بود.
همان گونه که می شود حدس زد، از مهم ترین ویژگی این دستگاه، امکان استفاده آن در اندازه گیری جریان مایعات کثیف است.  همچنین با انتخاب جنس مناسب برای صفحه تارگت می توان دستگاه را برای اندازه گیری جریان مواد خورنده نیز استفاده نمود. در ضمن با توجه به اینکه در دستگاه از قسمتهای متحرک نیز استفاده نشده است برای مقابله با نشتی نیاز به تمهیدات خاصی وجود ندارد.

Rotameter:

این دستگاه که به Variable Area Flowmeter  نیز معروف است دارای ساختمان و اصول ساده اندازه گیری می باشد. معمول ترین این نوع دستگاه از یک لوله شیشه ای مدرج و یک شناور تشکیل می شود. به دلیل شیشه ای بودن دستگاه، تحمل فشار در آن پایین بوده و برای خطوط جریان با فشار بالا کاربردی ندارد. اما در مقایسه کاربردی که بین لوله های شیشه ای انجام شده است می توان پذیرفت که هر چه اندازه لوله شیشه‌ای بیشتر باشد تحمل فشار آن نیز کمتر خواهد بود. لذا دستگاه های با اندازه بالاتر برای فرآیندهای با فشار پایین تر کاربرد دارد. اما برای آزمایش دستگاه طبق معمول تا یک و نیم برابر فشار نامی آزمایش خواهد شد.

بیشترین مورد استفاده دستگاه برای نمایش در سایت برای قرائت در محل یا حصول اطمینان بهره‌بردار از عبور جریان در لوله است. از ویژگی‌های دیگر این دستگاه به لحاظ ساختمان آن، ضرورت نصب دستگاه به صورت عمودی است لذا روی خطوط افقی کاربردی ندارد. Rotameter از نوع شیشه ای به لحاظ شفاف بودن، فقط در سیالات تمیز کاربرد دارد و اصولا این دستگاه برای مایعات با گرانروی بالا کاربرد ندارد. چون احتمال شکستن شیشه دستگاه به هر دلیل وجود دارد استفاده از آن در اندازه گیری جریان سیالات سمی و احتراق آمیز توصیه نمی شود.
تغییر چگالی سیال باعث تغییر تنظیمات دستگاه و جابجایی مقیاس دستگاه خواهد شد. از طرفی هر چه اندازه دستگاه کوچک تر باشد تاثیرپذیری آن از تغییرات چگالی بیشتر خواهد بود. خود چگالی نیز متناسب با تغییرات دما و فشار فرایند متفاوت خواهد بود. در انتخاب شناور نیز باید دقت نمود برای مثال شناورهایی که دارای نوک تیز باشد، نسبت به تغییرات چگالی کمتر حساس خواهد بود. در زیر نمونه هایی از شناورهای مختلف که در Rotameter ها کاربرد دارد نشان داده شده‌اند.