ابزارهای اندازهگیری جریان سیالات ، ابزارهایی است که به صورت کمی حرکات سیالات را اندازه گیری می‌کند. در بیشتر روش‌های اندازه گیری جریان، جریان‌سنج برای محاسبه میزان جریان با غلبه جریان بر یک انقباض شناخته شده تکیه می‌شود. همچنین ممکن است که جریان با فاکتور اندازهگیری سرعت مایع در یک ناحیه مشخص شده، انجام گیرد. جز این از روش‌های دیگری مثل ردیابی مایعات در جریان‌های سرعت بالا و همچنین از تغییر غلظت یک رنگ یا رادیو ایزوتوپ‌ها نیز به این منظور می‌توان استفاده کرد. برای اندازه گیری جریان سیالات از دو شیوه معمول اندازه گیری استاتیک و داینامیک استفاده می‌شود.
روش‌اندازه گیری جریان سیالات
روش اندازه گیری استاتیک جریان سیالات
در این روش که فقط برای مایعات کاربرد (نفت خام، فرآورده و میعانات گازی) دارد، سطح مایع موجود در مخازن قبل و بعد از بارگیری اندازه گیری و با محاسبه‌ی تفاضل آن‌ها، حجم واقعی مایع منتقل شده به دست می‌آید. در روش استاتیک باید مخازن بالادستی صادرات، کالیبره شده باشند. کالیبره کردن مخازن، یعنی داشتن جداول استاندارد که به ازای تغییرات در هر سانتی‌متر (یا حتی هر میلیمتر) از ارتفاع مخزن مشخص کند چه حجمی از آن جابه‌جا شده است. از طرف دیگر، سطح مایع توسط دستگاه‌های بسیار دقیق میترینگ سطح مایعات (مانند اندازه گیری سطح از نوع راداری یا ماوراء صوتی) سنجیده می‌شود. به هر حال، میزان سطح مایع و قطر مخزن نشان دهنده حجم واقعی نیست و برای کالیبراسیون مخزن و محاسبه‌ی حجم واقعی منتقل شده، باید فشار داخل مخزن و میانگین دمای آن را در محاسبات آورد.
مهم‌ترین ابزارهایی که در اندازه گیری حجم و جرم سیالات به روش استاتیک استفاده می‌شوند، به عنوان سامانه‌های پایش سطح مخازن شناخته شده هستند. مهم‌ترین نکاتی که در انتخاب این سامانه‌ها باید مد نظر قرار داد، به جز مسائل فنی و گواهی‌نامه‌های معتبر بین‌المللی، مسائلی مانند ایمنی و سازگاری سامانه با شرایط سیال و مخزن، صحت، دقت، تکرار پذیری، قابلیت اطمینان در ابزار اندازهگیری، قابلیت توسعه‌ی سامانه و ابزارهای جانبی برای طرح‌های توسعه‌ای، کاربری آسان، لحاظ کردن مسائل تعمیراتی و قطعات یدکی، هم‌خوانی TGS با دیگر سامانه‌های پایش و کنترلی موجود و … است.
مهم‌ترین وظایف سامانه‌های پایش سطح مخازن، علاوه بر میترینگ متغیرهای منتسب به مخزن، انجام محاسبات دقیق و صدور صورت‌حساب است. نکته‌ی قابل ذکر دیگر این است که، طراحی و ساخت سامانه‌های اندازهگیری به روش استاتیک بر مبنای دو ایده‌ی اندازه گیری حجم و اندازه گیری جرم محتویات مخزن گروه‌بندی شده است.
روش اندازه گیری داینامیک جریان سیالات
در روش دینامیک، با یکی از روش‌های معمول میترینگ جریان، میزان جریان به صورت آنلاین اندازهگیری و محاسبات دقیق حجم به طور هم‌زمان انجام می‌گیرد. این روش برای مایعات (در بارگیری کشتی و خطوط لوله‌ی انتقال مایعات) و هم برای گازها (در خطوط لوله‌ی انتقال گاز) کاربردی است. در زمان بارگیری یا انتقال به این روش، جریان سیال داخل لوله به یکی از روش‌های معمول اندازه گیری می‌شود. باید بدانید در انتقال مایعات، چنان‌چه حجم در حال انتقال زیاد باشد انتخاب روش دینامیک به روش استاتیک ارجحیت پیدا می‌کند. در این روش، تنها از یک حسگر یا یک دستگاه میترینگ مستقل استفاده نمی‌شود، بلکه از عناصر و ابزارهای دیگر برای اندازه گیری دقیق جریان، دما، فشار و چگالی و انجام محاسبات جبران سازی، کنترل میزان حجم منتقل شده و … در یک مجموعه کامل به اسم سامانه‌ی اندازه گیری جریان کمک می‌گیرند. مهم‌ترین عنصر این سامانه، دستگاه اندازهگیری است که تحت عنوان فناوری‌های اندازه گیری معرفی می‌شود.
ابزارهای اندازه گیری جریان سیالات
لوله پیتوت
لوله پیتوت یکی از ابزارهای اندازه گیری جریان است. ابزاری است که برای سنجش سرعت در مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این لوله در مسیر حرکت مایع قرار می‌گیرد و با پر شدن آن فشار جریان قابل اندازه گیری است. در لوله پیتوت چون مسیر خروجی وجود ندارد، مایع از حرکت می‌ایستد.
این جریان سنج ساده برای اندازه گیری سرعت سیالات در همه طراحی شده. لوله پیتوت به شکل ساده از یک لوله شیشه‌ای که در انتهای پایینی آن یک زاویه خم قرار دارد، درست شده است.
دستگاه به شکلی که دهانه تحتانی آن به سمت بالا باشد در مسیر جریان مایع قرار می گیرد.
سطح مایع در لوله پیتوت به سرعت جریان وابسته است. با افزایش سرعت جریان، سطح مایع در لوله افزایش پیدا می‌کند.
مقاله “ کاربرد ابزار دقیق در پالایشگاه ” را نیز بخوانید!
ونتوری متر
از ابزارهای اندازهگیری جریان می‌توان به ونتوری متر اشاره کرد. این ابزار با استفاده از قانون علمی ونتوری سیالات را اندازه گیری می‌کند. زمانیکه سیالات از قسمت تنگ لوله رد می‌شوند با توجه به معادله پیوستگی سرعت آن‌ها زیاده و فشار کم خواهد شد که به این اثر ونتوری گویند.
ونتوری متر وسیله‌ای است که برای اندازهگیری مقدار مایعی که در یک لوله جریان دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ابزار ونتوری متر لوله‌هایی قرار دارند که مایع از آن وارد لوله می‌شود. از این لوله‌ها برای اندازه گیری فشار استفاده می‌شود. در ضمن، فشار را با لوله‌های پیزومتر هم می‌توان اندازه گرفت. استفاده از لوله U شکل که یک سر آن به مایع سنگینی مثل جیوه متصل می شود، راه دیگری برای اندازه گیری فشار این لوله‌ها است.
در دستگاه ونتوری متر طول مخروط همگرا کوتاه‌تر از مخروط واگرا است. مخروط واگرا موجب کندی جریان شده تا فشار سنجیده شود. البته نباید کاهش سرعت پایدار باشد. پس باید سطح به تدریج افزایش پیدا کند تا با افزایش یکباره امکان ایجاد حفره و تلفات انرژی کاهش پیدا کند.
کاربرد ابزارهای اندازه گیری جریان سیالات
حال که با دو جریان سنج آشنا شدید، سراغ کاربردهای آن می‌رویم. این فلومترها در صنایع گوناگون و با توجه به نوع سیال (مایع یا گاز)، سرعت جریان مایع، اطلاعات مورد نیاز و … کاربردهای متفاوتی خواهند داشت.
کاربردهای لوله پیتوت
لوله پیتوت حساسیت بالایی دارد و با آن سرعت هواپیما را تعیین می‌کنند. این لوله در جاهایی که استفاده از بادسنج دشوار است بسیار کاربردی است. علاوه بر آن از لوله پیتوت در ایستگاه‌های سنجش هوا بسیار استفاده می‌شود.
کاربردهای ونتوری متر
از ونتوری متر در مدل‌های مختلف دمنده‌ها و مکنده‌ها استفاده می‌کنند. ونتوری متر به خاطر مکانیکی بودن و عدم وجود الکتریسیته، ضد انفجار است و به همین دلیل در مخازن دارای گاز و مایعات قابل اشتعال پر کاربرد است.
